[发明专利]变压器有载分接开关振动信号提取方法

说明书

本发明的实施例提供了一种变压器有载分接开关振动信号提取方法，涉及变压器有载分接开关状态监测技术领域。方法通过对OLTC油箱顶盖或变压器油箱外壳表面的振动信号进行监测，首先通过预处理，对每帧振动信号进行傅里叶变换得到信号频谱图，将频谱图划分为多个子频带并计算每帧信号的能量谱熵，通过设置能量谱熵门限和时间门限获取信号的起点和终点，实现从数秒长的振动信号中分离出毫秒级的OLTC振动信号片段。该方法能自动实现OLTC振动信号提取，便于OLTC在线监测技术的推广和使用，为OLTC机械状态评估提供基础和支撑，具有很好的实用价值。

技术领域

本发明涉及变压器有载分接开关状态监测技术领域，具体而言，涉及一种变压器有载分接开关振动信号提取方法。

背景技术

变压器是电力系统的关键设备，有载分接开关(on-load tap-changer，简称：OLTC)作为变压器中唯一频繁动作的核心部件，承担着调节无功功率、稳定电网电压的重要作用，其运行可靠性对于变压器具有重要意义。统计表明，OLTC异常引起的故障约占变压器总故障的30％，OLTC故障主要包括机械故障和电气故障，其中，机械故障占比超过90％。OLTC一旦发生机械故障，轻则导致线路跳闸、损失输送功率，重则引发变压器起火烧毁，造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此，对OLTC机械状态进行检测和诊断具有重要意义。

目前，OLTC普遍采用停电检修的方式，但该方式费时费力且不能实现设备状态在线监测。振动法具有灵敏度高、安装方便、与变压器无直接电气连接、易于实现带电检测等优点，近年来在电力设备状态监测中应用广泛。OLTC切换时动静触头等零部件机构间的碰撞与摩擦会引起机械振动，而振动信号中包含了大量的设备状态信息，因此振动法已逐渐成为OLTC机械状态在线监测的关注热点。现有的OLTC机械状态在线监测系统普遍采用电机电流信号作触发，同步采集数秒的振动信号，而变压器OLTC切换动作引起的振动信号时长仅为毫秒级，进行OLTC机械状态诊断的前提是从数秒长的振动信号中提出OLTC振动信号片段，采用人工提取的方法费时费力，且需要专业人员来完成，不便于该项技术的推广和使用，而关于OLTC振动信号定位和提取的方法却鲜有报告。

发明内容

本发明的目的包括提供了一种变压器有载分接开关振动信号提取方法，其能够为OLTC机械状态评估提供基础和支撑。

本发明的实施例可以这样实现：

本发明提供一种变压器有载分接开关振动信号提取方法，变压器有载分接开关振动信号提取方法包括：

S1：对OLTC油箱顶盖或变压器油箱外壳表面的振动进行监测，采集一段数秒长的振动信号；

S2：对采集的振动信号进行预处理，得到振动信号片段；

S3：对振动信号片段中每帧振动信号进行傅里叶变换，得到每帧振动信号的频谱图；

S4：将频谱图划分成多个子频带，分别计算每个子频带的能量；

S5：基于每个子频带的能量，计算每一帧振动信号的能量谱熵；

S6：设定能量谱熵门限H_thres及持续时间门限T_thres1、T_thres2，逐帧对比，确定信号的开始位置和结束位置；

S7：基于信号的开始位置和结束位置，分离出OLTC振动信号片段。

在可选的实施方式中，S1包括：

在OLTC进行调压操作时，利用OLTC在线监测系统对OLTC的油箱顶盖或变压器油箱外壳表面的振动信号进行采集，其中，OLTC在线监测系统由电机电流信号通道做触发，同步采集数秒长的振动信号。

在可选的实施方式中，S2包括：

对采集的振动信号进行零均值、加窗和分帧预处理。