基于振動(dòng)聲學(xué)指紋的變壓器繞組及鐵芯的特征參數(shù)提取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電氣設(shè)備檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言是一種基于振動(dòng)聲學(xué)指紋的變壓器 繞組及鐵芯的特征參數(shù)提取方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力變壓器是電力系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備之一，其運(yùn)行可靠性直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全 穩(wěn)定運(yùn)行。近年隨著變壓器容量提高，出口短路引起流過(guò)繞組的沖擊電流增大，將導(dǎo)致繞組 變形。此外由于變壓器的繞組長(zhǎng)時(shí)間承受電動(dòng)力，將出現(xiàn)機(jī)械勞損，也會(huì)引起輕微形變，并 長(zhǎng)期累積；鐵芯長(zhǎng)時(shí)間承受電磁力的影響，鐵芯夾件的壓緊力減弱，硅鋼片將出現(xiàn)松動(dòng)。這 些情況均會(huì)破壞變壓器的機(jī)械穩(wěn)定性，給變壓器安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)隱患。目前主要采用離 線的短路阻抗法、頻率響應(yīng)法和低壓脈沖法分析變壓器繞組及鐵芯的運(yùn)行狀態(tài)，并進(jìn)行故 障診斷。但這些診斷方法抗干擾能力差，靈敏度較低，重復(fù)性不強(qiáng)，并且不能實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè) 變壓器繞組及鐵芯的運(yùn)行狀態(tài)。通過(guò)長(zhǎng)期研宄，發(fā)現(xiàn)變壓器振動(dòng)檢測(cè)是在線評(píng)估繞組及鐵 芯運(yùn)行狀態(tài)的有效手段。但是對(duì)于變壓器振動(dòng)信號(hào)的特征分析任需進(jìn)一步研宄，之前研宄 中提取的振動(dòng)信號(hào)頻譜，峰幅值等參數(shù)受變壓器運(yùn)行工況的影響較大，不能有效的反應(yīng)變 壓器繞組及鐵芯的運(yùn)行狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種基于振動(dòng)聲學(xué)指紋的變壓器繞組及鐵芯的特征參數(shù)提 取方法，更直接有效地反映變壓器繞組及鐵芯的運(yùn)行狀態(tài)。
[0004] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案如下：
[0005] 一種基于振動(dòng)聲學(xué)指紋的變壓器繞組及鐵芯的特征參數(shù)提取方法，包括
[0006] 步驟一：將加速度傳感器布置在變壓器殼體外表面，利用采集卡采集記錄變壓器 殼體的振動(dòng)信號(hào)V(t)，其中，0 < t < ls，采樣率為25.6Ks/s ;
[0007] 步驟二：將振動(dòng)信號(hào)v(t)進(jìn)行解析小波變換，得到振動(dòng)信號(hào)的小波變換系數(shù)
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于振動(dòng)聲學(xué)指紋的變壓器繞組及鐵芯的特征參數(shù)提取方法，其特征在于，包 括 步驟一：將加速度傳感器布置在變壓器殼體外表面，利用采集卡采集記錄變壓器殼體 的振動(dòng)信號(hào)V(t)，其中，O < t < ls，采樣率為25. 6Ks/s ; 步驟二：將振動(dòng)信號(hào)v(t)進(jìn)行解析小波變換，得到振動(dòng)信號(hào)的小波變換系數(shù)
τ為位移變量， 0< τ < ls，a為尺度變量，σ為母小波函數(shù)9(0高斯包絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)偏差； 步驟三：根據(jù)振動(dòng)信號(hào)小波變換系數(shù)CWTv(a，τ)，求得振動(dòng)信號(hào)v(t)小波變換的模 CWTv(a，τ) |，然后利用小波系數(shù)模求取小波變換系數(shù)的局部極值，求取步驟如下：滿足式
的點(diǎn)（aQ，τ。）即構(gòu)成振動(dòng)信號(hào)的小波脊（a Q(i)，= 1，2，...，Ν; 再根據(jù)式 fd(i) = aQ(i) Xfm;t Q(i) = τ Q(i)將（aQ(i), τ Q(i))轉(zhuǎn)換成（tQ(i), fQ(i))，其 中為母小波函數(shù)冰）的中心頻率，〇彡tQ⑴彡Is ; 步驟四：根據(jù)振動(dòng)信號(hào)小波脊（Mihftl⑴），經(jīng)時(shí)間軸變換Mi)=、⑴X360°， 得到變壓器振動(dòng)聲學(xué)指紋（巾。(1)，&(1))，其中0彡巾。(1)彡360°; 步驟五：將變壓器振動(dòng)聲學(xué)指紋圖像進(jìn)行分形處理，以振動(dòng)聲學(xué)指紋圖像的二階廣義 分維數(shù)作為特征參數(shù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于振動(dòng)聲學(xué)指紋的變壓器繞組及鐵芯的特征參數(shù)提取方法， 其特征在于，所述加速度傳感器的型號(hào)為PCB356A16,所述采集卡的型號(hào)為NI9234。
【專利摘要】一種基于振動(dòng)聲學(xué)指紋的變壓器繞組及鐵芯的特征參數(shù)提取方法，包括將加速度傳感器布置在變壓器殼體外表面，利用采集卡采集記錄變壓器殼體的振動(dòng)信號(hào)；將振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行解析小波變換，得到振動(dòng)信號(hào)的小波變換系數(shù)；根據(jù)小波變換系數(shù)，求得振動(dòng)信號(hào)小波變換的模，然后利用小波系數(shù)模求取小波變換系數(shù)的局部極值；根據(jù)振動(dòng)信號(hào)小波脊，經(jīng)時(shí)間軸變換，得到變壓器振動(dòng)聲學(xué)指紋；將變壓器振動(dòng)聲學(xué)指紋圖像進(jìn)行分形處理，以振動(dòng)聲學(xué)指紋圖像的二階廣義分維數(shù)作為特征參數(shù)。本發(fā)明提出的變壓器振動(dòng)聲學(xué)指紋與變壓器的繞組及鐵芯結(jié)構(gòu)相關(guān)，與運(yùn)行工況無(wú)關(guān)，能準(zhǔn)確反應(yīng)變壓器在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中繞組及鐵芯的運(yùn)行狀態(tài)變化，為變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供有力支撐。
【IPC分類】G01M7-02, G01H1-12
【公開號(hào)】CN104677583
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510106560
【發(fā)明人】丁登偉, 張星海, 蘭新生, 曹永興, 薛志航, 馬啟瀟
【申請(qǐng)人】國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)四川省電力公司電力科學(xué)研究院
【公開日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年3月11日