[發明專利]一種電力變壓器繞組松動缺陷檢測系統

有效

• 申請號: 201811127007.4
• 申請日: 2018-09-26
• 公開（公告）號: CN109357751B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00
• 代理公司: 北京高航知識產權代理有限公司 11530
• 代理人: 喬浩剛

1.一種電力變壓器繞組松動缺陷檢測系統，其特征在于，包括依次連接的信號采集模塊、信號截取模塊、信號重組模塊、信號特征提取模塊以及信號診斷模塊；所述信號采集模塊用于采集能夠反映變壓器繞組松動的變壓器表面的多個振動信號，并將其發送給信號截取模塊；所述信號截取模塊接收多個振動信號，將每個振動信號進行閥值分割得到一系列的振動子信號；所述信號重組模塊獲取與每個振動信號對應的一系列振動子信號，并將其重組生成與每個振動信號對應的振動特征信號，并將其發送至信號特征提取模塊；所述信號特征提取模塊接收到多個振動特征信號后，根據多個振動特征信號構建特征矩陣，并通過矩陣變換得到反映振動的特征參數，所述特征參數包括有：振動頻率、振型以及振動阻尼比；所述信號診斷模塊獲取所述特征參數，依據所述特征參數對電力變壓器繞組進行松動診斷檢測，生成松動評價變量，用于判斷變壓器繞組松動程度是否可能影響變壓器正常運行；

所述信號重組模塊將對應的一系列振動子信號重組生成與每個振動信號對應的振動特征信號的具體過程為：將每個振動信號分割得到的振動子信號置于同一坐標下，以時間為橫軸、信號幅值為縱軸；再將全部振動子信號進行平移使得其起點與坐標原點重合；即以時間點t_k為起點的振動子信號平移d_k使得對應的起點平移到坐標原點，平移后的信號為s_i(t_k+d_k)；基于平移后的振動子信號，重組求得對應的振動特征信號的計算公式為：

式中，s_i(t_k+d_k)為將振動子信號進行平移到坐標原點后得到的平移后的信號；N代表使振動信號s_i(t)幅值等于分割閥值S的信號點的個數；x_j(t_k+d_k)代表在M個振動信號中，除去第i個振動信號s_i(t)以外，其他的振動信號x_j(t)也以時間點t_k分割得到對應的振動子信號s_j(t_k)，再將其平移到坐標原點后得到的平移后的信號；d_k為將第k個振動子信號起點平移到坐標原點需要的距離；

所述根據多個振動特征信號構建特征矩陣，并通過矩陣變換計算反映振動的特征參數的具體步驟為：

(1)根據得到的M個振動特征信號T_i，構建Henkel矩陣Z；對矩陣Z進行奇異值分解得到質量矩陣A，頻率矩陣F以及阻尼比矩陣B；依據上述矩陣，計算包含有振動特征參數信息的特征值矩陣T_z，其計算公式為：

式中，T_z為計算得到的包含有振動特征參數信息的特征值矩陣；Λ為將中間部分矩陣進行對角化的可逆矩陣；Z(k)為將矩陣Z進行正時移得到矩陣；Z(-k)為將矩陣Z進行負時移得到矩陣；A為對矩陣Z進行奇異值分解得到的質量矩陣；F為對矩陣Z進行奇異值分解得到的頻率矩陣；B為對矩陣Z進行奇異值分解得到的阻尼比矩陣；

(2)在計算得到的特征值矩陣的基礎上，計算其對應的模態矩陣：

R＝E*A^-1*B*T_z^T

式中，所述E為單位矩陣；

考慮到模態矩陣是根據特征值矩陣計算得來，其中存在噪聲模態；為辨別出變壓器繞組的真實振動模態，需要對該變壓器繞組系統進行定階，通過穩定圖的方法對得到的模態矩陣以及特征值進行處理，得到不同系統階次對應的頻率以及阻尼比參數，再將相鄰振動系統階次對應的頻率以及阻尼比參數進行比較，如果比較出來的差異小于設定的限值，則認定對應的模態為真實模態，其中，比較判斷的公式為：

式中，p為計算出來的比較判斷值，f_g,u為從變壓器振動系統階次g為時提取得到的u階頻率特征參數；f_g+1,u為從變壓器振動系統階次為g+1時提取得到的u階頻率特征參數；η_g,u為從變壓器振動系統階次為g時提取得到的u階阻尼比特征參數；η_g+1,u為從變壓器振動系統階次為g+1時提取得到的u階阻尼比特征參數；

若計算出來的p大于變壓器振動系統設定的限值p_set；則認定為虛假噪聲模態進行去除；并在去除噪聲模態的基礎上，對其他模態進行處理耦合得到反映變壓器振動系統振動的特征參數。