本發(fā)明屬于電力技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于振動(dòng)法的變壓器絕緣老化狀態(tài)評估方法。
背景技術(shù)：
變壓器是電力系統(tǒng)最重要的設(shè)備之一，他的安全穩(wěn)定運(yùn)行直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。因此對于變壓器開展故障診斷技術(shù)具有十分重要的意義和應(yīng)用價(jià)值。在變壓器的內(nèi)部故障原因統(tǒng)計(jì)中，主要的故障類型分為機(jī)械內(nèi)故障和電氣類故障。其中機(jī)械類故障主要指繞組的變形、移位和垮塌故障，電氣類故障主要是指在油紙絕緣系統(tǒng)中的放電及放電引起的絕緣性能的下降。
根據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)資料顯示，變壓器的故障隨年限的變化呈現(xiàn)出“浴盆曲線”的規(guī)律，即在變壓器投運(yùn)初期和即將達(dá)到變壓器設(shè)計(jì)壽命的時(shí)期出現(xiàn)故障的比例較高，而在壽命中期的故障比例較低，即認(rèn)為變壓器的結(jié)構(gòu)和功能作用會(huì)隨著時(shí)間逐漸老化，而無法滿足正常的工作狀態(tài)和功能的要求。
因此對于變壓器的狀態(tài)評估中，對于其老化狀況的評估具有重要的地位。而目前的評估方法主要有：聚合度測試、糠醛含量測試、頻域介電譜、去極化電流等，這些評估方法都屬于離線檢測方法，需要從變壓器的內(nèi)部取樣進(jìn)而對油紙絕緣的老化狀態(tài)進(jìn)行評估。同時(shí)，在這些方法應(yīng)用時(shí)，需要對變壓器進(jìn)行退運(yùn)，對電網(wǎng)產(chǎn)生一定的影響，不滿足目前的不停電檢修的要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種基于振動(dòng)法的變壓器絕緣老化狀態(tài)評估方法，該方法能夠在線對變壓器絕緣老化狀態(tài)進(jìn)行評估。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述的基于振動(dòng)法的變壓器絕緣老化狀態(tài)評估方法包括以下步驟：
1)將振動(dòng)加速度傳感器安裝于變壓器油箱表面，通過振動(dòng)加速度傳感器檢測變壓器在不同工況下油箱箱體的振動(dòng)信號；
2)對步驟1)得到的變壓器在不同工況下油箱箱體的振動(dòng)信號進(jìn)行信號分離，得變壓器的繞組振動(dòng)信號M1及鐵心振動(dòng)信號M2；
3)根據(jù)步驟2)得到變壓器的繞組振動(dòng)信號M1計(jì)算繞組振動(dòng)頻譜和在100Hz及諧波頻率處繞組的振動(dòng)幅值A(chǔ)i；
4)根據(jù)步驟3)得到的在100Hz及諧波頻率處繞組的振動(dòng)幅值A(chǔ)i計(jì)算繞組的振動(dòng)諧波畸變率THD；
5)根據(jù)步驟4)得到的繞組的振動(dòng)諧波畸變率THD計(jì)算變壓器絕緣老化壽命T，然后根據(jù)變壓器絕緣老化壽命T判斷變壓器的絕緣老化狀態(tài)。
步驟2)的具體操作為：對步驟1)得到的變壓器在不同工況下油箱箱體的振動(dòng)信號進(jìn)行小波包分解，再計(jì)算小波分解后信號各子空間的MI值，選出MI值最小的若干個(gè)子空間，再重構(gòu)選取出來的各子空間，得重構(gòu)后的信號，再將重構(gòu)后的信號進(jìn)行fastICA分解，得變壓器的繞組振動(dòng)信號M1及鐵心振動(dòng)信號M2；
根據(jù)步驟2)得到變壓器的繞組振動(dòng)信號M1通過傅里葉變換計(jì)算繞組振動(dòng)頻譜和在100Hz及諧波頻率處繞組的振動(dòng)幅值A(chǔ)i。
繞組的振動(dòng)諧波畸變率THD的表達(dá)式為：
變壓器絕緣老化壽命T的表達(dá)式為：
其中，A100為繞組振動(dòng)的100Hz幅值，c、k及d為常數(shù)。
當(dāng)T≤10時(shí)，則變壓器絕緣老化狀況良好；
當(dāng)10<T≤30時(shí)，則變壓器絕緣中度絕緣老化；
當(dāng)30<T時(shí)，則變壓器的絕緣高度絕緣老化。
本發(fā)明具有以下有益效果：
本發(fā)明所述的基于振動(dòng)法的變壓器絕緣老化狀態(tài)評估方法在具體操作時(shí)，通過安裝于變壓器油箱表面的振動(dòng)加速度傳感器檢測變壓器不同工況下油箱箱體的振動(dòng)信號，再經(jīng)過信號分離計(jì)算繞組在100Hz及諧波頻率處繞組的振動(dòng)幅值A(chǔ)i，然后再根據(jù)繞組在100Hz及諧波頻率處繞組的振動(dòng)幅值A(chǔ)i計(jì)算變壓器絕緣老化壽命T，從而判斷出變壓器的絕緣老化狀態(tài)，本發(fā)明相對比現(xiàn)有技術(shù)，不需要對變壓器進(jìn)行停機(jī)，只需將振動(dòng)加速度傳感器安裝于變壓器油箱表面，通過振動(dòng)加速度傳感器檢測變壓器在不同工況下油箱箱體的振動(dòng)信號，再通過信號分析及計(jì)算，即可得到變壓器的絕緣老化狀態(tài)，從而在線評估變壓器的絕緣老化狀態(tài)，具有較為廣闊的應(yīng)用前景。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述：
參考圖1，本發(fā)明所述的基于振動(dòng)法的變壓器絕緣老化狀態(tài)評估方法包括以下步驟：
1)將振動(dòng)加速度傳感器安裝于變壓器油箱表面，通過振動(dòng)加速度傳感器檢測變壓器在不同工況下油箱箱體的振動(dòng)信號；
2)對步驟1)得到的變壓器在不同工況下油箱箱體的振動(dòng)信號進(jìn)行信號分離，得變壓器的繞組振動(dòng)信號M1及鐵心振動(dòng)信號M2；
步驟2)的具體操作為：對步驟1)得到的變壓器在不同工況下油箱箱體的振動(dòng)信號進(jìn)行小波包分解，再計(jì)算小波分解后信號各子空間的MI值，選出MI值最小的若干個(gè)子空間，再重構(gòu)選取出來的各子空間，得重構(gòu)后的信號，再將重構(gòu)后的信號進(jìn)行fastICA分解，得變壓器的繞組振動(dòng)信號M1及鐵心振動(dòng)信號M2；
3)根據(jù)步驟2)得到變壓器的繞組振動(dòng)信號M1計(jì)算繞組振動(dòng)頻譜和在100Hz及諧波頻率處繞組的振動(dòng)幅值A(chǔ)i；
具體的，根據(jù)步驟3)得到變壓器的繞組振動(dòng)信號M1通過傅里葉變換計(jì)算繞組振動(dòng)頻譜和在100Hz及諧波頻率處繞組的振動(dòng)幅值A(chǔ)i。
4)根據(jù)步驟3)得到的在100Hz及諧波頻率處繞組的振動(dòng)幅值A(chǔ)i計(jì)算繞組的振動(dòng)諧波畸變率THD，其中，繞組的振動(dòng)諧波畸變率THD的表達(dá)式為：
5)根據(jù)步驟4)得到的繞組的振動(dòng)諧波畸變率THD計(jì)算變壓器絕緣老化壽命T，然后根據(jù)變壓器絕緣老化壽命T判斷變壓器的絕緣老化狀態(tài)。
變壓器絕緣老化壽命T的表達(dá)式為：
其中，A100為繞組振動(dòng)的100Hz幅值，c、k及d為常數(shù)。
當(dāng)T≤10時(shí)，則變壓器絕緣老化狀況良好；
當(dāng)10<T≤30時(shí)，則變壓器絕緣中度絕緣老化；
當(dāng)30<T時(shí)，則變壓器的絕緣高度絕緣老化。