[發明專利]基于離散小波變換的變壓器繞組形變診斷方法

有效

• 申請號: 201410553592.X
• 申請日: 2014-10-17
• 公開（公告）號: CN104237713A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 魯非;阮羚;羅維;沈煜;金雷;馮天佑;周凱
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網湖北省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 孔敏

技術領域

本發明涉及變壓器繞組形變診斷領域，具體是一種基于離散小波變換的變壓器繞組形變診斷方法。

背景技術

據國家電網公司的不完全統計，國家電網系統在2002年至2006年這五年期間，電壓等級在110kV及以上的變壓器發生事故的共有162臺次，這已成為電力系統實現安全穩定運行所面臨的嚴峻問題。尤其是主變壓器與發電機直接相連時，它的受損將迫使發電機停止發電，大型電力變壓器在系統中運行時發生事故，可能導致大面積停電，線圈受損后的維修是很困難，其檢修期一般要半年以上，花費很大，影響面很廣，嚴重地影響著電力系統的安全、可靠的運行。

目前，已有的檢測變壓器繞組形變的方法包括：短路阻抗法、振動信號分析法、頻率響應分析法。短路阻抗法是判斷繞組故障的傳統方法，具有耗時短等優點，但靈敏度不高；振動信號分析法是根據油箱上的振動信號來判斷變壓器的狀態，不能全面反映繞組短路故障，受外界的影響因素較多；頻率響應分析法是一種在較寬的頻帶上測量分析繞組的頻率響應特性，判斷繞組狀態的方法，具有靈敏度高、接線簡單、頻帶寬等優點，已廣泛應用到變壓器繞組形變檢測中。

然而，進一步的研究表明，頻率響應分析法仍然存在以下的缺陷或不足：存在容易受背景噪聲的干擾、低頻分辨率較低、激勵源能量局限等問題。在頻率響應分析法的變壓器繞組形變診斷中，主要依靠比較實測頻率響應曲線和參考波形的差異程度，因而信號的處理及特征參數的提取是至關重要的。實測信號的干擾主要包含兩類：一類為白噪聲，信號幅值較低，但一直貫穿整個測量；二類為某些局部的相對較強的干擾點。要更為準確地反映繞組形變，需要有效剔除干擾信號的影響。因此，在相關技術領域中亟需尋找更為完善的變壓器繞組形變診斷方法，以便解決現有技術的缺陷。

發明內容

本發明提供一種基于離散小波變換的變壓器繞組形變診斷方法，能夠有效減小由頻率響應測量時的白噪聲干擾和某些局部的相對較強的干擾點而導致傳統診斷模式的誤差，可以準確診斷變壓器繞組形變程度，為變壓器故障類型和故障發展趨勢的估計提供新的判斷方法。

一種基于離散小波變換的變壓器繞組形變診斷方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟一：對變壓器的低壓繞組端施加不同頻率的正弦波激勵信號進行激勵，采集變壓器的頻率響應信號，將頻率響應信號除以激勵信號獲取變壓器頻率響應實測波形，實測波形和參考波形的頻率范圍為1Hz-1MHz；

步驟二：分別對實測波形和參考波形進行多層離散小波變換，實現去噪和波形的平滑化；

步驟三：由高向低逐層對比分析平滑處理后實測波形和參考波形的數據差異：從1Hz開始向高頻率范圍檢測最高等層平滑處理的實測波形和參考波形檢的數據差異，當所述數據差異超過某一閾值時，記錄對應該差異點的頻率作為異常頻率點，同時將該異常頻率點作為下一層平滑處理的實測波形和參考波形比較的頻率起始點，若上一層平滑處理未發現異常頻率點，則下一層平滑處理比較從1Hz開始，直到第一層平滑處理差異檢測完成；

步驟四：將步驟三中鄰近兩層平滑處理后的實測波形和參考波形對比獲得的兩個異常頻率點包含的頻段作為異常頻率帶，對異常頻率帶內的波形數據進行基于最小-最大值之比MM和相關系數CC的數學指標比較，用以定量分析平滑處理后實測波形和參考波形對比得到的異常頻率帶的數據差異，進行故障的補充診斷，最小-最大值之比MM和相關系數CC的表達式為