用于判断所述元素平均值Ζ与所述上限值ε2的大小，如果所述元素平 均值￡大于或等于所述上限值ε2，则判断变压器绕组异常;或者，如果所述元素平均值亙小 于所述上限值ε 2，则判断变压器绕组正常。
[0062] 由以上技术方案可见，本发明实施例提供的变压器绕组状态检测方法及装置，通 过对变压器绕组进行扫频激振试验能够准确地得到各个测点的当前振动频响曲线，并将所 述当前振动频响曲线转换为当前振动频响矩阵的形式，综合考虑了所述当前振动频响曲线 的所有频率点，提高所述变压器绕组状态检测的精度;通过对振动频响矩阵进行归一化处 理，有效实现了数据无量纲化，提高计算效率;进一步，将历史振动频响矩阵分解为具有一 定稀疏度的非负矩阵，增强了部分基向量占整体数据的比重，进而能用极少维度的向量表 征突出特征;最后，通过计算统计量的平均值和上限值，定量地判定所述变压器绕组是否发 生变形等异常。在上述检测过程中，采集得到的振动频响曲线能够灵敏地反应变压器绕组 的结构变化，而且一旦变压器绕组发生结构性变化，通过对振动频响曲线的分解判断能够 迅速判断所述变压器绕组是否发生形变等异常，具有很高的灵敏度和准确性。
【附图说明】
[0063] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而 言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0064] 图1为本发明实施例提供的一种变压器绕组状态检测方法的流程示意图；
[0065] 图2为本发明实施例提供的变压器绕组振动频响曲线图；
[0066] 图3为本发明实施例提供的一种变压器绕组状态检测装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0067] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实 施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护 的范围。
[0068]电力变压器主要由铁心、绕组、分接开关、油箱和附属装置等部件构成。其中，所述 铁心是由高磁导率的硅钢片及夹紧装置等组成，夹紧装置是硅钢片彼此连接在一起组成完 整的铁心结构，铁心作为电力变压器的磁路部分，是电能转换的媒介;所述绕组是变压器的 电路部分，是由带绝缘的绕组导线按一定排列规律和绕向，经绕制、整形、浸烘和套装而成； 所述分解开关，可以增减绕组匝数进而调节所述电力变压器的变压比；为了加强绝缘和冷 却性能，一般将所述绕组和所述铁心浸入油箱中的绝缘油中，防止铁心和绕组因温度过高 或绝缘受损而损坏；所述附属部件包括冷却器风扇、油栗、散热器、吸湿器、绝缘套管等部 件。电力变压器一般由两个绕组组成，即一次绕组和二次绕组构成，所述一次绕组和所述二 次绕组通过铁心发生耦合;所述一次绕组和所述二次绕组的电压大小与绕组的匝数成正 比，如果一次绕组的匝数大于二次绕组的匝数，则所述电力变压器为降压变压器;如果一次 绕组的匝数小于二次绕组的匝数，则所述电力变压器为升压变压器。
[0069]在电力变压器运行时，硅钢片的磁致伸缩使得铁心随着磁力磁通的变化而周期性 的振动，同时绕组中的负载电流产生漏磁引起绕组的振动。在变压器内部，由绕组和铁心组 成的本体带动夹紧装置等结构做复杂的机械振动，尤其是在发生超载或短路等大电流情况 下，振动尤为剧烈。另外，运行中的冷却器风扇、油栗和分接开关的动作也会产生振动。电力 变压器箱体内的振动通过变压器的绝缘油传递到箱体表面，机械振动是构件松动、变形的 最直接表现，即若将绕组看作一个机械结构体，则当绕组结构或受力发生任何变化时，都可 以从它的机械振动特性变化上得到反映。在发明实施例中，在电力变压器其停电状态下，给 绕组注入频率和幅值已知的正弦激励信号，通过设置振动传感器采集变压器箱壁上的振动 信号，获取绕组的振动响应来对绕组的状态进行检测。
[0070]参见图1，为本发明实施例提供的一种变压器绕组状态检测方法的流程示意图，所 述检测方法包括以下步骤：
[0071 ]步骤S101:对变压器绕组进行扫频激振试验，获取变压器绕组的当前振动频响曲 线。
[0072] 所述当前振动频响曲线为，横坐标为频率值，纵坐标为VRFR(Vibration Frequency Response Function，振动频响函数)值的曲线。如图2所示，为本发明实施例提 供的变压器绕组振动频响曲线图。
[0073]为了获得所述当前振动频响曲线，需要进行扫频激振试验，在具体实施时，所述扫 频激振试验包括：
[0074]在变压器箱壁上设置多个振动传感器。在本发明实施例中，对应8个测试点设置8 个振动传感器;其中，所述测试点的设置位置以及个数在本发明实施例中均不做限制，本领 域技术人员可以根据具体的试验需求在任意位置设置任意多个所述振动传感器。
[0075]将变压器的低压绕组短接。
[0076]向变压器的高压绕组注入恒流变频激励信号，并将所述恒流变频激励信号的频率 从一预设初始频率扫频至一预设终止频率。一般使用恒流扫频电源向所述高压绕组输出已 知幅值和频率的恒流变频激励信号，在本发明实施例中，所述恒流扫频电源的输出电流设 置为8A，所述恒流扫频电源从起始频率45Hz，以频率间隔1Hz为步长，扫描至终止频率为 310Hz，向所述高压绕组注入恒流变频激励信号。当然，本领域技术人员可以根据实际测试 需求，任意设置所述恒流扫频电源的输出参数。
[0077] 根据所述振动传感器采集获取的振动信号，获得与所述振动传感器位置对应的当 前振动频响曲线。所述振动传感器采集相应测点的振动信号，在本发明实施例中每个振动 传感器对应一条当前振动频响曲线，而且，在每条所述当前振动频响曲线中包括264个频率 点以及所述频率点对应的振动频响函数值。
[0078] 步骤S102:根据所述当前振动频响曲线，获取当前振动频响矩阵。
[0079] 在步骤S101获得的当前振动频响曲线中，对应8个测点设置有8个振动传感器，每 个振动传感器采集一条当前振动频响曲线，每条所述振动频响曲线中包括264频率点以及 相应频响函数值，从而可以据此建立264行8列的当前振动频响矩阵Ynxm，其中N=264，M=8。
[0080] 步骤S103:将所述当前振动频响矩阵归一化。
[0081 ]对所述当前振动频响矩阵Ynxm进行归一化处理，具体地归一化公式如下所示：
[0083]其中，为所述当前振动频响矩阵Ynxm的第i行第j列的元素。
[0084]步骤S104:根据历史变压器绕组振动频响曲线，获得历史振动频响曲线的归一化 历史振动频响矩阵，并将所述归一化历史振动频响矩阵分解获得历史频响基矩阵。
[0085] 所述历史变压器绕组振动频响曲线，可以理解为定期对变压器进行步骤S101中的 扫频激振试验而得到的振动频响曲线，并且将定期测试得到的振动频响曲线组成历史振动 频响数据库，以作为判断当前振动频响曲线是否异常的依据。在具体实施时，可以从历史振 动频响数据库中选择一组历史振动频响曲线，并将所述历史振动频响曲线按照步骤S102和 步骤S103的方式，组织成历史振动频响矩阵，并对所述历史振动频响矩阵进行归一化处理， 得到归一化历史振动频响矩阵Xnxm，其中N=264，M=8。
[0086]所述归一化历史振动频响矩阵Xnxm分解获得历史频响基矩阵，包括以下步骤： [0087] 将所述归一化历史振动频响矩阵Xnxm分解为矩阵WNXL和矩阵Hlxm，在本发明实施例 中L = 28,而且所述矩阵WNXL和所述矩阵Hlxm中的元素均大于或等于零，所述归一化历史频 响矩阵Xnxm、所述矩阵Wnxl和所述矩阵Hlxm满足以下关系：
[0088] Xnxm=WnxlHlxm
[0089] 根据以下公式计算获得矩阵Hlxm的初始值，其中&为矩阵Hlxm每一列的初始值：
[0090] Sj = {sij}i = 1,2, . . . ,L, j = l ,2, . . . ,M
[0093]式中，Sij为向量Sj的兀素，Xij为归一化历史频响矩阵Xnxm的兀素，Sh为矩阵Hlxm的 变换指标参数，dim(X