本发明属于信号处理技术领域，特别涉及一种换流变压器分接开关的振动故障信号采集处理方法。
背景技术：
超特高压直流输电技术是解决高电压、大容量、远距离送电和电网互联的重要手段。换流变压器是交、直流输电系统中换流和逆变两端接口的核心设备，其可靠安全运行直接关系到交、直流系统的稳定性。换流变分接开关作为换流变压器的主要部件，一旦发生故障，将严重影响换流变的安全运行。目前运行的换流变压器普遍采用多台分接开关的并联工作，动作时承受巨大的机械和电流冲击易引起触头电弧、零部件松动及卡涩等机械故障。
根据调查显示，由于换流变分接开关异常工作引起的事故约占换流变压器总事故的20％以上，且触头、驱动机构等部件的机械故障约占换流变分接开关总故障的95％以上。目前，国内普通变压器分接开关机械状态的检测主要针对单分接开关进行设计，通过测量过渡时间、过渡波形、过渡电阻和同期性等参数，实现对有载分接开关的故障检测；但是对于采用双有载分接开关并联运行的换流变分接开关，普通变压器分接开关机械状态的检测方法不能有效测量双分接开关的相关参数并进行故障检测。
技术实现要素：
本发明提供一种合理有效的换流变分接开关机械振动信号采集与特征识别技术，及时诊断被检测分接开关的隐患和故障，为换流变分接开关在线监测提供理论依据和实践经验。
本发明具体为一种换流变压器分接开关的振动故障信号采集处理方法，其特征在于，所述换流变压器分接开关的振动故障信号采集处理方法具体包括如下步骤：
步骤(1)：在分析换流变压器分接开关的常见故障模式、故障特征量以及在线监测系统常用特征量的情况基础上，确定换流变压器分接开关的设备故障特征量并建立换流变压器分接开关的故障特征参量集；
步骤(2)：针对选取的故障特征参量，确定非介入性测量技术与多传感器式综合测量技术在换流变压器分接开关机械状态的振动信号采集中的应用，在不影响分接开关正常运行功能的基础上，有效获取反映分接开关运行状况的多路传感信号，使得机械振动信号的采集方式多样化；
步骤(3)：在通过数据采集器采样得到的振动信号数据叠加有噪声信号，由于随机干扰信号的频带较宽，高频成分所占的比例大，使得采集到的离散数据绘成的振动曲线上呈现许多毛刺；为了消弱干扰信号的影响，提高振动曲线的光滑度，利用滑动平均法对信号进行数据平滑处理，得到一条光滑的趋势项曲线，用原始信号减去趋势项曲线，消除信号的不规则趋势项；
步骤(4)：对平滑后的信号进行处理，以对振动信号传感器采集到的多源传感信号进行高效准确的特征识别，即从采集到的机械振动信号中准确地提取与重构各个分立振动事件，以有效地辨识开关的机械振动状态。
进一步的，所述步骤(1)中利用小波变换提取换流变压器分接开关振动信号特征量，用小波变换求取模极大值的方法与信号突变一一对应，从而提取信号中的信息，模极大值的幅值表示信号的突变强度特性，具体实现方法为在尺度2j下，利用模极大值比较式，求取模极大值；模极大值比较式为：
进一步的，所述步骤(3)中利用滑动平均法对信号进行数据平滑处理，平均法的基本计算公式为：
式中，x为采样数据，y为平滑处理后的结果，m为数据点数，2n+1为平均点数，h为加权平均因子；加权平均因子必须满足式
进一步的，采用简单平均法对信号进行数据平滑处理，即：
hn＝1/(2n+1)(n＝1，2，...，n)
进一步的，采用五点加权平均法(n＝2)对信号进行数据平滑处理，取
利用最小二乘法原理对离散数据进行线性平滑，其计算公式为：
具体实施方式
下面对本发明一种换流变压器分接开关的振动故障信号采集处理方法的具体实施方式做详细阐述。
本发明一种换流变压器分接开关的振动故障信号采集处理方法具体包括如下步骤：
步骤(1)：在分析换流变压器分接开关的常见故障模式、故障特征量以及在线监测系统常用特征量的情况基础上，确定换流变压器分接开关的设备故障特征量并建立换流变压器分接开关的故障特征参量集；
步骤(2)：针对选取的故障特征参量，确定非介入性测量技术与多传感器式综合测量技术在换流变压器分接开关机械状态的振动信号采集中的应用，在不影响分接开关正常运行功能的基础上，有效获取反映分接开关运行状况的多路传感信号，使得机械振动信号的采集方式多样化；
步骤(3)：在通过数据采集器采样得到的振动信号数据叠加有噪声信号，由于随机干扰信号的频带较宽，高频成分所占的比例大，使得采集到的离散数据绘成的振动曲线上呈现许多毛刺；为了消弱干扰信号的影响，提高振动曲线的光滑度，利用滑动平均法对信号进行数据平滑处理，得到一条光滑的趋势项曲线，用原始信号减去趋势项曲线，消除信号的不规则趋势项；
步骤(4)：对平滑后的信号进行处理，以对振动信号传感器采集到的多源传感信号进行高效准确的特征识别，即从采集到的机械振动信号中准确地提取与重构各个分立振动事件，以有效地辨识开关的机械振动状态。
所述步骤(1)中利用小波变换提取换流变压器分接开关振动信号特征量，用小波变换求取模极大值的方法与信号突变一一对应，从而提取信号中的信息，模极大值的幅值表示信号的突变强度特性，具体实现方法为在尺度2j下，利用模极大值比较式，求取模极大值；模极大值比较式为：
所述步骤(3)中利用滑动平均法对信号进行数据平滑处理，平均法的基本计算公式为：
式中，x为采样数据，y为平滑处理后的结果，m为数据点数，2n+1为平均点数，h为加权平均因子；加权平均因子必须满足式
采用简单平均法对信号进行数据平滑处理，即：
hn＝1/(2n+1)(n＝1，2，...，n)
采用五点加权平均法(n＝2)对信号进行数据平滑处理，取
利用最小二乘法原理对离散数据进行线性平滑，其计算公式为：
最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。