一种变压器振动信号FFT分解的绕组松动变形故障识别方法

本发明属于变压器故障识别诊断，具体涉及绕组松动变形故障下的变压器振动信号特征分析。

背景技术：

1、在电力系统及牵引供电系统中，通过对振动信号的准确分析，能够预防潜在故障，提高系统的可靠性和稳定性。随着用电量的增加，对变压器振动信号的深入研究成为运行检修工作的焦点，为确保系统正常运行提供了关键的支持。

2、振动信号的监测与分析有助于深入了解变压器内部的运行状态。通过对振动频谱和特征的研究，我们能够识别机械部件的异常振动、检测绝缘系统的劣化迹象以及发现可能存在的机械故障。这种综合性的振动分析不仅提高了对潜在问题的敏感性，也为制定有效的预测性维护策略提供了基础。

3、因此，变压器振动信号的研究不仅仅是对设备状态的监测，更是引领着电力系统维护管理的创新方向。通过不断提升对振动信号的理解和应用，我们能够更加全面、智能地管理变压器设备，确保电力系统的平稳运行。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术存在的不足，提出绕组松动变形故障下的变压器振动信号fft分析方法，以探究变压器绕组发生松动或变形故障下的振动信号频率分布特征，并根据特征得到绕组松动变形评判指标，提供了一种变压器早期故障的评判方法。本发明采用的技术解决方案是:

2、一种变压器振动信号fft分解的绕组松动变形故障识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

3、1)在变压器x轴，y轴，z轴方向分别安装振动传感装置及信号发送装置，其中x轴方向定义为变压器绕组径向方向，y轴定义为变压器绕组轴向方向，z轴定义为与x轴，y轴均垂直的方向，在变压器运行时，变压器本体的振动信号会被振动传感装置感知并通过信号发送装置发送到计算机中，在计算机中进行信号处理及绕组状态分析。

4、2)变压器在工频下运行时，其振动频率为100hz，故对振动信号进行fft分解时以100hz为基波频率，对振动信号的处理方式如下：

5、

6、式中，fx(t)，fy(t)，fz(t)分别为变压器x轴，y轴，z轴方向的振动信号，xn，yn，zn，xn′，yn′，zn′，分别为不同频率分量下的正弦，余弦加速度幅值分量。n表示以100hz为基频下的倍频倍数。

7、3)按照步骤2)的方法获得变压器运行时的振动信号经fft分解后的不同频率分量下的正弦，余弦幅值，对x轴，y轴，z轴方向的正余弦幅值做如下处理，得到三个方向下的振动系数：

8、

9、式中，θx，θy，θz分别为x轴，y轴，z轴方向的振动系数，fn为以100hz为基频的振动信号fft分解后对应的n倍频，d为变压器器身厚度。

10、4)按照步骤3)的方法得到变压器运行时三个方向的振动系数，对三个方向下的振动系数做归一化处理得到绕组松动变形评判指标：

11、

12、式中，t1为振动信号的采样时间，当λ＜2.2时，变压器绕组无明显松动变形，当2.2≤λ<5.6时，变压器绕组存在较为明显的松动，当λ≥5.6时，变压器绕组存在明显变形。

技术特征：

1.一种变压器振动信号fft分解的绕组松动变形故障识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
一种变压器振动信号FFT分解的绕组松动变形故障识别方法，主要包括变压器器身，铁心，绕组，振动信号传感器，信号发送装置，计算机，首先在变压器器身X轴，Y轴，Z轴方向安装振动信号传感器，计算机接收到变压器三个方向的振动信号并进行FFT分解，得到不同频率分量下的正余弦幅值，然后进行计算处理得到三个方向的振动系数，对振动系数做归一化处理得到绕组松动变形评判指标，基于该方法，可通过评判指标方便地验证变压器绕组是否发生松动甚至变形，为变压器早期故障分析提供一种评判方法。

技术研发人员：郭蕾,赵晨,王泓博
受保护的技术使用者：西南交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17