[發明專利]一種變壓器繞組工作狀態檢測方法及系統

有效

• 申請號: 201610059040.2
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105699839B
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 于虹;錢國超;李亞寧
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司電力科學研究院;上海交通大學
• 主分類號: G01R31/06
• 分類號: G01R31/06;G01R31/02;G01M13/00
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本發明實施例公開了一種變壓器繞組工作狀態檢測方法及系統，通過對變壓器繞組進行掃頻激振試驗能夠準確地得到各個測點的當前振動頻響曲線，并轉換成矩陣的形式，綜合考慮所有頻率點數據，提高檢測精度，而且變壓器繞組的微小形變也能夠反映在當前振動頻響曲線中，具有很高的靈敏度；繼而對振動頻響矩陣進行歸一化處理，實現數據無量綱化，提高計算效率；然后，對由歷史振動頻響曲線矩陣計算得到的協方差矩陣進行特征值分解，并確定主元個數；接著，對協方差矩陣進行主元分解，再根據分解得到的矩陣對當前振動頻響曲線矩陣按列進行變換；最后，通過計算統計量的平均值和控制限，定量地判定所述變壓器繞組是否發生變形等異常，具有極高準確性。

技術領域

本發明涉及信號監測技術領域，特別是涉及一種變壓器繞組工作狀態檢測方法及系統。

背景技術

電力變壓器是電能傳輸的樞紐元件，直接決定電力系統運行的穩定性和可靠性。隨著我國電網容量的不斷增大，短路容量相應增加；變壓器出口一旦形成短路，較大的短路電流流過變壓器繞組，產生巨大的電磁作用力；在所述電磁作用力的作用下，變壓器繞組很容易發生松動或變形，從而造成變壓器故障，甚至導致電力系統崩潰。因此，對變壓器繞組工作狀態進行檢測以及時發現繞組變形，是保障變壓器安全運行的重要措施。

目前，技術人員通常采用頻響分析法對變壓繞組狀態進行檢測。所述頻響分析法是將根據電路的網絡理論，將變壓器繞組看作是由電阻、電感和電容元件組成的線性無源二端口網絡，其特性在時域上可用單位沖激響應或在頻域上用傳遞函數描述，傳遞函數是單位沖激響應的傅里葉變換。具體地，在所述頻響分析法實施時，將一穩定的正弦掃描電壓信號施加到變壓器繞組的一端，同時記錄該端和其他端點上的電壓幅值及相角，從而獲得所述變壓器繞組的一組頻響特性即得到所述傳遞函數；如果變壓器繞組發生變形，所述傳遞函數會在某種程度上發生變化，通過對所述傳遞函數中得到的激勵信號波形和響應信號波形進行分析，可以對變壓器繞組的工作狀態做出判斷。所述頻響分析法法具有靈敏度高、抗干擾能力強的特點，廣泛應用于變壓器繞組狀態檢測領域。

然而，在使用所述頻響分析法檢測變壓器繞組狀態時，所述頻響分析法沒有形成簡明、可量化的判據，需要技術人員根據現場的波形通過經驗進行判斷，對技術人員的專業水平有很高的要求，實用性較差；而且，在所述頻響分析法操作過程中，頻響波形往往非常復雜，對變壓器繞組工作狀態的檢測需要依賴于人的經驗判斷，很容易造成誤判，準確性差。

發明內容

本發明實施例中提供了一種變壓器繞組工作狀態檢測方法及系統，以解決現有技術中的變壓器繞組工作狀態檢測實用性差和準確性差的問題。

為了解決上述技術問題，本發明實施例公開了如下技術方案：

本發明實施例公開了一種變壓器繞組工作狀態檢測方法，包括以下步驟：

對變壓器繞組進行掃頻激振試驗，獲取變壓器繞組的當前振動頻響曲線；

根據所述當前振動頻響曲線，獲取當前振動頻響矩陣Y_N×M；

將所述當前振動頻響矩陣Y_N×M歸一化；

根據歷史變壓器繞組振動頻響曲線，獲得歷史振動頻響曲線的歸一化歷史振動頻響矩陣X_N×M，并根據所述歸一化歷史振動頻響矩陣X_N×M獲得協方差矩陣S，對所述協方差矩陣S進行特征值分解，計算獲得所述協方差矩陣S的特征值及特征向量；

根據所述特征值，確定特征值方差貢獻率和特征值累計方差貢獻率，并根據所述特征值方差貢獻率和特征值累計方差貢獻率，確定主元個數；

根據所述特征值、所述特征向量以及所述主元個數，對所述協方差矩陣進行主元分解，得到矩陣P、矩陣對角矩陣Λ以及對角矩陣

根據所述矩陣P和所述矩陣將所述當前振動頻響矩陣的每一列y_j進行分解變換；