[发明专利]基于三维频率响应曲线质心分析的变压器绕组变形故障诊断方法

权利要求书

1.基于三维频率响应曲线质心分析的变压器绕组变形故障诊断方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：建立变压器绕组集中参数模型，将正弦扫频信号注入变压器绕组集中参数模型，获取绕组输入电压和输出电压得到正常绕组幅频数据和相频数据；

步骤2：调整变压器绕组集中参数模型电路参数，实现绕组各种故障形变模拟，获取绕组不同故障状态下的幅值、相位数据；

步骤3：将步骤1和步骤2所获取的频率、幅值和相位，作为x、y、z值呈现在三维笛卡尔坐标系中，建立三维频率响应曲线；

步骤4：通过公式式中，x、y、z分别代表频率、幅值、相位，x_o、y_o、z_o则为其质心，n表示所取的点数；分别计算频率、幅值和相位所表示的质心坐标x、y、z值，将所得坐标(x,y,z)进行可视化，得出每条三维频响曲线的质心分布；

步骤5：根据步骤4计算所得三维曲线质心结果，以正常绕组三维频响曲线质心为原点建立一个三维坐标系，不同故障三维频响曲线质心分布在其周围，根据质心分布区间的不同确定绕组发生的故障类型。

2.根据权利要求1所述基于三维频率响应曲线质心分析的变压器绕组变形故障诊断方法，其特征在于：所述步骤1中，利用电路仿真软件PSpice建立变压器绕组集中参数模型，将频率范围1kHZ～1MHZ的正弦扫频信号注入变压器绕组集中参数模型首端绕组。

3.根据权利要求1所述基于三维频率响应曲线质心分析的变压器绕组变形故障诊断方法，其特征在于：所述步骤2中，使用不同百分比电路参数，来进行绕组各种故障程度形变模拟，在5％-95％参数变化范围内，以5％为一个梯度，模拟了3类故障类型：轴向变形、径向变形及轴心偏移，每类19种故障程度。

4.根据权利要求1所述基于三维频率响应曲线质心分析的变压器绕组变形故障诊断方法，其特征在于：所述步骤3中，将扫频信号频率作为x轴坐标值、频率响应幅值作为y轴坐标值、频率响应相值作为z轴坐标值，建立三维频率响应曲线图。

5.根据权利要求1所述基于三维频率响应曲线质心分析的变压器绕组变形故障诊断方法，其特征在于：所述步骤5中，由频率所求取的质心x坐标一样，以正常绕组三维频响曲线质心为原点建立三维笛卡尔坐标系后，频响轴的坐标值全部化为0；对三维笛卡尔坐标系进行投影，仅保留幅值和相位即y轴坐标和z轴坐标，对其进行降维画出二维的质心分布图；通过质心偏移来表征不同故障下的三维频响曲线的偏移。

6.根据权利要求1所述基于三维频率响应曲线质心分析的变压器绕组变形故障诊断方法，其特征在于：所述步骤5中，根据幅值和相位坐标所画出的二维质心分布图，将质心分布的笛卡尔二维坐标系划分为四个区间，轴向变形、径向变形及轴心偏移三种故障分别分布在不同区间内，根据所得质心分布区间的不同来对故障种类进行分类。

7.根据权利要求1或6所述基于三维频率响应曲线质心分析的变压器绕组变形故障诊断方法，其特征在于：所述步骤5中，若质心分布结果有如下特征时：

①、若所获取的三维频率响应曲线质心位于区间1，则变压器绕组发生径向变形；

②、若所获取的三维频率响应曲线质心位于区间3，则变压器绕组发生轴向变形；

③、若所获取的三维频率响应曲线质心位于区间4，则变压器绕组发生轴心偏移。