变压器振动信号频谱分布特征参数的提取方法

变压器振动信号频谱分布特征参数的提取方法
【技术领域】
[0001] 本发明设计电气设备技术领域，具体来讲是一种变压器振动信号频谱分布特征参 数的提取方法。
【背景技术】
[0002] 电力变压器的正常稳定运行是保障电力系统安全可靠的前提。研究表明电力变压 器的绕组及铁芯是发生故障最多的部件之一，由于变压器绕组变形和铁芯松动，引起机械 结构参数发生改变，将导致变压器本身机械结构力学性能产生变化。振动特性检测是评价 变压器绕组及铁芯运行状况和诊断运行故障的有效方法。变压器的绕组在通过负载电流 时,绕组间、线饼及线匝间将产生电动力，使绕组发生振动,振动频率为2倍工频，即100Hz。 在通过磁力线时铁芯由于磁致伸缩效应也将产生振动，频率也为100Hz。绕组和铁芯的振动 通过变压器内部紧固件和绝缘油传递到变压器油箱壁，使变压器油箱表面产生振动，因此 通过检测变压器油箱表面的振动信号，可实时监测变压器绕组及铁芯的机械结构状况。通 过研究发现，变压器油箱表面的振动由于受直流偏磁等其他因素影响，除了 IOOHz的分量 外还存在许多高频谐波分量。在之前的振动研究中，对振动信号的频谱分析缺乏深度挖掘， 未提取出直观反映变压器频谱分布的特征参数，因此限制了振动检测法在变压器绕组及铁 芯状态检测及故障诊断方面的运用。

【发明内容】

[0003] 本发明的目的是提供一种变压器振动信号频谱分布特征参数的提取方法，从变压 器振动信号的频谱分布中提取出三个特征参数，用于变压器绕组及铁芯的运行状态评估和 故障诊断。
[0004] 实现本发明目的的技术方案如下：
[0005] -种变压器振动信号频谱分布特征参数的提取方法，包括
[0006] 步骤一：将加速度传感器布置在变压器壳体外表面，利用采集卡采集记录变压器 壳体的振动信号v(t)，其中，0 < t < ls，采样率为25.6Ks/s ;
[0007] 步骤二：将振动信号v(t)进行功率谱分析，得到振动信号的功率谱
【主权项】
1. 一种变压器振动信号频谱分布特征参数的提取方法，其特征在于，包括 步骤一：将加速度传感器布置在变压器壳体外表面，利用采集卡采集记录变压器壳体 的振动信号V (t)，其中，O < t < ls，采样率为25. 6Ks/s ; 步骤二：将振动信号v(t)进行功率谱分析，得到振动信号的功率谱
,其中τ为位移变量，〇彡τ彡Is; 步骤三：根据振动信号的功率谱P(f)，求取振动信号的频谱能量分布百分比
2. 如权利要求1所述的变压器振动信号频谱分布特征参数的提取方法，其特征在于， 还包括根据振动信号的功率谱P(f)，求取振动信号的奇偶谐波能量比
的步骤，
3. 如权利要求2所述的变压器振动信号频谱分布特征参数的提取方法， 其特征在于，还包括根据振动信号的功率谱P(f)，求取振动信号的波形畸变比
的步骤，其中，Af= P (f) |f = 100, Ak= P (f) |f = 100k，pk = k，k = 2, 3, 4. · · 〇
4. 如权利要求1或2或3所述的变压器振动信号频谱分布特征参数的提取方法，其特 征在于，所述加速度传感器的型号为PCB356A16,所述采集卡的型号为NI9234。
【专利摘要】本发明公开了一种变压器振动信号频谱分布特征参数的提取方法，包括将加速度传感器布置在变压器壳体外表面，利用采集卡采集记录变压器壳体的振动信号的步骤；将振动信号进行功率谱分析，得到振动信号的功率谱的步骤；根据振动信号的功率谱，求取振动信号的频谱能量分布百分比的步骤；还包括根据振动信号的功率谱，求取振动信号的奇偶谐波能量比的步骤以及根据振动信号的功率谱，求取振动信号的波形畸变比的步骤。本发明的技术效果在于，利用变压器振动信号的频谱能量分布百分比、奇偶谐波能量比和波形畸变比来定量描述变压器振动信号的频谱分布特征，能准确的反映出变压器内部绕组的松动和轻微形变，以及铁芯和紧固件的松动。
【IPC分类】G01H17-00
【公开号】CN104677489
【申请号】CN201510106259
【发明人】丁登伟, 张星海, 兰新生, 曹永兴, 薛志航, 马啟潇
【申请人】国家电网公司, 国网四川省电力公司电力科学研究院
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年3月11日