[0050] a、将所述变频器振动函数X (t)分解为若干个新函数yi (t):
[0051] 对变频器振动函数x(t)求导，得到时间序列y(t)，且计算时间序列y(t)相邻两点 的乘积pyi (t) :pyi(t) = y; (t) Xy; i⑴；其中，i = 2, 3,…，η-1，η为振动信号的点数；
[0052] 根据乘积pyi(t)和时间序列y(t)的正负，依次找寻变频器振动函数x(t)的所有 局部极大值点eb (t)和所有局部极小值点es (t)，将所述所有局部极大值点eb (t)和所有局 部极小值点es(t)用三次样条插值函数s(t)连接起来分别求出上包络线e_(t)和下包络 线6_(〇 ;当将变频器振动函数x(t)的曲线的时间区间限制在较小的范围内时，存在局部 最大值和局部最小值。
[0053] 根据乘积pyi (t)和时间序列y (t)的正负，依次找寻振动信号X (t)的所有局部极 大值点eb(t)和所有局部极小值点es(t)是指：
[0054] 当pydt) < 0时：若pydt) < 0且y; Jt) < 0,则X; Jt)为局部极小值点；若 py;⑴< 0且y; i⑴> 0,则X; i⑴为局部极大值点；
[0055] 当py;⑴> 0时，X;丨⑴为非极值点；
[0056] 当 pyjt) = 0 时，若 y; Jt) = 0,计算两点 yjt)和 y; 2(t)的乘积，令 pyjt)' = yi⑴x yi 2⑴，若pyi⑴' < 0且y; 2 (t) < 0,贝丨J Xi ! (t)为局部极小值点；若py; (t) ' < 0 且yi 2⑴> 〇,则Xi 1⑴为局部极大值点；若yi 2⑴=〇,则Xi 1⑴为非极值点。
[0057] 所述的三次样条插值函数s(t)是在振动信号x(t)的每一个小区间[U t1+1] (i = 1，2,…，η-1)上不超过三次的多项式，其表达式为
[0059] 式中，n^Pm1+1为三次样条插值函数s(t)在区间[HJ两端点处的二阶导数 值。
[0060] 根据求得的上包络线e_(t)和下包络线e_(t)计算上、下包络线的均值mil(t)= (enax (t) +enin (t)) /2 ；
[0061] 将变频器振动函数X(t)减去m(t)得到一个新函数：yi(t) = X(t)-m(t)
[0062] b、判断判断yi (t)是否满足IMF分量条件；
[0063] 判断yi(t)是否满足条件，①在上述步骤中获得的极值点和过零点的数目必须相 等或至少相差一个；②局部极大值所确定的上包络与局部极小值所确定的下包络的局部均 值为〇 ;
[0064] 如果不满足，则将yi (t)作为新的变频器振动函数X (t)，重复前述步骤a共η-1次， 若果满足则记yi (t)为Cl (t)，Cl (t)为第一个頂F分量；
[0065] 将(^(1:)从x(t)中分离出来，得至lj差值；^(t) = xl^-cjt)，将；^(t)作为ff的变 频器X⑴，重复步骤a和b，得到第二个頂F分量c2 (t);
[0066] 重复上述所有的步骤得到所有的頂F，使得变频器振动函数x(t)分解为若干个 IMF分量，即
式中:rn⑴表不残差；
[0067] c、利用频带筛选准则从中选择最优IMF分量；每当得到新函数y(t)时，将其作为 新的变频器振动函数x(t)，计算得出每个y (t)的瞬时频宽Bt，然后从中选出最小的Bf2所 对应的y(t)作为最优的頂F分量，代表变频器绕组本身的振动变化情况；具体过程如下：
[0068] 将变频器振动函数x(t)或新函数y(t)进行希尔伯特变换，达到
[0069] 设定变频器振动函数x(t)解析信号为：z(t) = x(t)+jH[x(t)] = a(t) elMt)，其中j为虚部，a为解析信号的幅值，Θ为解析信号的相位；其中，幅值函数为：
相位函数为 对相位函数Θ⑴求 j 导记为瞬时频率：
[0070] 定义解析信号z⑴的瞬时频宽匕为：
S (w)是z⑴的傅里叶变换， B是z(t)的频宽，由傅里叶变换可知：
式中，IT为 z(t)平均频率；将 z(t) = x(t)+jH[x(t)] = a(t)elMt)带入
有：B2 =Ba2+Bf2,式中Βα 2为振幅宽度，B f2为频率频宽；其中，
[0073] 以上所述仅是本发明的【具体实施方式】，使本领域技术人员能够理解或实现本发 明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。
[0074] 以上所述仅是本发明的【具体实施方式】，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种变压器绕组状态诊断方法，其特征在于，包括下列步骤： (1) 变频器振动函数的获取：采集变压器突发短路时，变压器箱壁的η个振动信号，得 到所述变频器箱壁的横向位移相对时间的振动函数； (2) 变频器振动函数的分解：用所述变频器振动函数的解析信号，来评估所述变频器 振动函数的瞬时振动频率；将所述变频器振动函数分解为若干个单分量振动信号IMF分 量，并从所有的IMF分量中选择最优的IMF分量代表绕组本身的振动函数； ⑶变频器振动函数的评价：将得到的最优MF分量进行希尔伯特变换，得到变频器绕 组工作状态恶化时的希尔伯特谱，用所述希尔伯特谱评价变频器绕组状态。2. 根据权利要求1所述的变压器绕组状态诊断方法，其特征在于，所述步骤（3)具体包 括：采集同一变频器未发生短路时，变频器箱壁的振动信号，重复上述步骤（2)后，得到变 频器绕组工作状态正常时的希尔伯特谱，通过与所述变频器绕组工作状态恶化时的希尔伯 特谱比较来评价变频器绕组状态。3. 根据权利要求1所述的变压器绕组状态诊断方法，其特征在于，所述步骤（2)具体包 括： a、 将所述变频器振动函数x(t)分解为若干个新函数yi(t): 对变频器振动函数X (t)求导，得到时间序列y (t)，且计算时间序列y (t)相邻两点的乘 积Pyi (t) :pyi(t) = y; (t) Xyi !⑴；其中，i = 2, 3,…，η-1，η为振动信号的点数； 根据乘积Py1U)和时间序列y(t)的正负，依次找寻变频器振动函数x(t)的所有局部 极大值点eb(t)和所有局部极小值点es(t)，将所述所有局部极大值点eb(t)和所有局部 极小值点es(t)用三次样条插值函数s (t)连接起来分别求出上包络线e_(t)和下包络线 emin (t); 根据求得的上包络线emax(t)和下包络线emin(t)计算上、下包络线的均值Π 1Η(1:)= (enax (t) +enin (t)) /2 ； 将变频器振动函数x(t)减去m(t)得到一个新函数：yi(t) = x(t)-m(t) b、 判断判断yi(t)是否满足IMF分量条件； 判断Y1 (t)是否满足条件，①在上述步骤中获得的极值点和过零点的数目必须相等或 至少相差一个；②局部极大值所确定的上包络与局部极小值所确定的下包络的局部均值为 〇 ； 如果不满足，则将yi (t)作为新的变频器振动函数X (t)，重复前述步骤a共n-1次，若 果满足则记yi (t)为C1 (t)，C1 (t)为第一个頂F分量； 将C1 (t)从X (t)中分离出来，得至I」差值;T1U) =x (O-C1 (t)，将;T1U)作为ff的变频器 X (t)，重复步骤a和b，得到第二个頂F分量C2⑴； 重复上述所有的步骤得到所有的MF，使得变频器振动函数x(t)分解为若干个頂F分 量，即式中:^⑴表不残差； c、 利用频带筛选准则从中选择最优IMF分量；每当得到新函数y(t)时，将其作为新的 变频器振动函数X (t)，计算得出每个y(t)的瞬时频宽Bt，然后从中选出最小的Bf2所对应 的y(t)作为最优的頂F分量，代表变频器绕组本身的振动变化情况；具体过程如下： 将变频器振动函数x(t)或新函数y(t)进行希尔伯特变换，达到设定变频器振动函数X (t)解析信号为：z (t) = X (t) +jH[x (t) ] = a (t) e1 θ (t)， 其中j为虚部，a为解析信号的幅值，Θ为解析信号的相位；其中，幅值函数为：相位函数为：对相位函数Θ⑴求 导记为瞬时频率：定义解析信号z (t)的瞬时频宽匕为：S (w)是z (t)的傅里叶变换，B是 z(t)的频宽，由傅里叶变换可知：式中，r为 z (t)平均频率；将Ba2+Bf2,式中Ba 2为振幅宽度，B f2为频率频宽；其中，4. 根据权利要求3所述的变压器绕组状态诊断方法，其特征在于，步骤a中，根据乘积 Pyi (t)和时间序列y(t)的正负，依次找寻振动信号X (t)的所有局部极大值点eb(t)和所 有局部极小值点es(t)是指： 当Pyi (t) < O时：若Pyi (t) < O且y; !⑴< 0,则Xi !⑴为局部极小值点；若Pyi⑴ < 〇且Y1 i⑴> 0,则X1 i⑴为局部极大值点； 当Pyi (t) > 0时，Xi丨⑴为非极值点； 当Pyi (t) = 0时，若y;丨⑴=0,计算两点y;⑴和y; 2⑴的乘积，令Pyi⑴'= yi⑴x yi 2⑴，若Pyi⑴' < 0且y; 2⑴< 0,贝丨J Xi !⑴为局部极小值点；若Pyi⑴' < 0 且yi 2⑴> 〇,则Xi 1⑴为局部极大值点；若yi 2⑴=〇,则Xi 1⑴为非极值点。5. 根据权利要求3所述的变压器绕组状态诊断方法，其特征在于，所述的三次样条插 值函数s(t)是在振动信号x(t)的每一个小区间[Ut 1Ja = 1，2，···，η-1)上不超过三 次的多项式，其表达式为式中，mjPm1+1为三次样条插值函数s(t)在区间But1J两端点处的二阶导数值。
【专利摘要】本发明公开了一种变压器绕组状态诊断方法，包括以下步骤，(1)采集变压器突发短路时，变压器箱壁的n个振动信号，得到所述变频器的振动函数(2)用变频器振动函数的解析信号，来评估所述变频器振动函数的瞬时振动频率；将变频器振动函数分解为若干个单分量振动信号IMF分量,并从所有的IMF分量中选择最优的IMF分量代表绕组本身的振动函数；(3)将所有得到的IMF分量进行希尔伯特变换，得到变频器绕组工作状态恶化时的希尔伯特谱，用所述希尔伯特谱评价变频器绕组状态。上述振动分析法的把变压器绕组看作一个机械结构体，通过分析箱壁上的振动信号来对绕组的工作状态进行检测，大大提高了检测的灵敏度，是一种较准确、便捷、安全的在线监测方法。
【IPC分类】G01B21/32
【公开号】CN105352471
【申请号】CN201510853875
【发明人】于虹, 钱国超, 李亚宁
【申请人】云南电网有限责任公司电力科学研究院
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月30日