[發明專利]電力變壓器有載分接開關振動信號提取方法

無效

• 申請號: 201410406688.3
• 申請日: 2014-08-18
• 公開（公告）號: CN104215324A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 蔡宏毅;王鐵鋼;袁鵬;何秋月;李軍良;王凱
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網吉林省電力有限公司;南京優能特電力科技發展有限公司
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 孫承堯

技術領域

本發明涉及一種自適應信號提取方法，特別涉及到電力變壓器有載分接開關振動信號與變壓器油箱表面振動信號的自適應提取方法。

背景技術

有載調壓分接開關(On-Load?Tap?Changer,OLTC)是變壓器完成調壓的核心部件，不僅能穩定負載中心電壓，而且一也是聯絡電網、調整負載潮流、改善無功分配等不可缺少的重要設備，它的性能狀況直接關系到有載調壓變壓器的安全運行。發達國家對容量在IOMVA及以上的變壓器大都安裝了有載分接開關，我國也愈來愈多地采用了有載調壓變壓器。有載分接開關由選擇器、切換開關和電動機構組成，機械故障是其主要故障類型，包括選擇開關觸頭接觸不良、操作機構失靈、限位開關失靈、切換開關拒切、中止或動作滯后、內部緊固件松動和脫落等。這些故障可以通過對有載分接開關振動信號的分析進行有效的檢測和判斷。由于電力變壓器在運行時，鐵心硅鋼片的磁致伸縮引起鐵心振動，繞組在負載電流電場力作用下產生繞組振動，這些振動都將傳遞到變壓器的油箱表面，形成變壓器的主要振動。在變壓器油箱表面獲得的振動信號除了有載分接開關振動以外，還包鐵心和繞組的振動。因此要對有載分接開關振動信號進行分析和處理，首先需要對油箱表面振動信號進行信號提取，從中提取出有載分接開關振動信號成分。

有載分接開關動作振動波形主要是由動靜觸頭的接觸摩擦引起的沖擊信號，而鐵心和繞組的振動信號主要為周期信號，同時有載分接開關在一次動作過程中，多個觸點將發生接觸與提取，產生的振動波形將存在多個沖擊段。

發明內容

本發明提供了一種電力變壓器有載分接開關振動信號提取方法，該方法利用觀察信號的統計獨立特性，用盲信號提取算法來進行信號提取，并在運用ICA經典算法的基礎上，結合端點檢測法以及相位自動對準法來實現對有載分接開關振動信號的自適應提取。

一種電力變壓器有載分接開關振動信號提取方法，包括以下步驟:

(1)在變壓器油箱表面獲得的振動信號，該振動信號包括有載分接開關振動信號和油箱振動信號的混合信號；

根據有載分接開關和油箱振動信號的統計特性，設定混合信號過零率的一個差值閾值和一個能量閥值。所述的過零率是指在統計的短時段內，信號波形穿越零電平的次數。

對混合信號進行加窗分幀，得到加窗分幀后的混合信號。

逐次將加窗分幀后的混合信號相鄰的前后兩幀過零率的差值與差值閾值進行比較，選擇初步的起始點和結束點；

對選擇的初步的起始點和結束點進行能量閥值的比較，確定最終的起始點和結束點；

由最終的起始點和結束點定位出混合信號的若干沖擊段，選取沖擊段信號和沖擊段信號之前相同長度的一段信號得到兩路混合信號。

(2)對兩路混合信號求互相關函數，然后在時延值為零的附近尋找互相關最大值，根據最大值對應的時延對其中一路信號進行移位，便可實現相位的對準。

(3)依次對每一個沖擊段運用SOBI算法進行信號提取，將提取出來的每一段有載分接開關振動信號拼接起來，構成在一次完整的動作過程中有載分接開關的振動信號。

所述的步驟(1)中確定最終起始點的方法為:

將加窗分幀后的混合信號的每一幀的長度N取為1000點，點為信號采集的采樣點，從第二幀開始，逐次與前一幀比較，當該幀的過零率是前一幀過零率的4倍時，便將后一幀的第一個點作為沖擊段的起始點，同時繼續向后比較，直到整個振動信號比較結束；所有滿足上述條件的點被初步確定為若干個沖擊段的初步的起始點，采樣信號x(n)過零率的計算采用公式(1):