[发明专利]电力变压器有载分接开关振动信号提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自适应信号提取方法，特别涉及到电力变压器有载分接开关振动信号与变压器油箱表面振动信号的自适应提取方法。

背景技术

有载调压分接开关(On-Load Tap Changer,OLTC)是变压器完成调压的核心部件，不仅能稳定负载中心电压，而且一也是联络电网、调整负载潮流、改善无功分配等不可缺少的重要设备，它的性能状况直接关系到有载调压变压器的安全运行。发达国家对容量在IOMVA及以上的变压器大都安装了有载分接开关，我国也愈来愈多地采用了有载调压变压器。有载分接开关由选择器、切换开关和电动机构组成，机械故障是其主要故障类型，包括选择开关触头接触不良、操作机构失灵、限位开关失灵、切换开关拒切、中止或动作滞后、内部紧固件松动和脱落等。这些故障可以通过对有载分接开关振动信号的分析进行有效的检测和判断。由于电力变压器在运行时，铁心硅钢片的磁致伸缩引起铁心振动，绕组在负载电流电场力作用下产生绕组振动，这些振动都将传递到变压器的油箱表面，形成变压器的主要振动。在变压器油箱表面获得的振动信号除了有载分接开关振动以外，还包铁心和绕组的振动。因此要对有载分接开关振动信号进行分析和处理，首先需要对油箱表面振动信号进行信号提取，从中提取出有载分接开关振动信号成分。

有载分接开关动作振动波形主要是由动静触头的接触摩擦引起的冲击信号，而铁心和绕组的振动信号主要为周期信号，同时有载分接开关在一次动作过程中，多个触点将发生接触与提取，产生的振动波形将存在多个冲击段。

发明内容

本发明提供了一种电力变压器有载分接开关振动信号提取方法，该方法利用观察信号的统计独立特性，用盲信号提取算法来进行信号提取，并在运用ICA经典算法的基础上，结合端点检测法以及相位自动对准法来实现对有载分接开关振动信号的自适应提取。

一种电力变压器有载分接开关振动信号提取方法，包括以下步骤:

(1)在变压器油箱表面获得的振动信号，该振动信号包括有载分接开关振动信号和油箱振动信号的混合信号；

根据有载分接开关和油箱振动信号的统计特性，设定混合信号过零率的一个差值阈值和一个能量阀值。所述的过零率是指在统计的短时段内，信号波形穿越零电平的次数。

对混合信号进行加窗分帧，得到加窗分帧后的混合信号。

逐次将加窗分帧后的混合信号相邻的前后两帧过零率的差值与差值阈值进行比较，选择初步的起始点和结束点；

对选择的初步的起始点和结束点进行能量阀值的比较，确定最终的起始点和结束点；

由最终的起始点和结束点定位出混合信号的若干冲击段，选取冲击段信号和冲击段信号之前相同长度的一段信号得到两路混合信号。

(2)对两路混合信号求互相关函数，然后在时延值为零的附近寻找互相关最大值，根据最大值对应的时延对其中一路信号进行移位，便可实现相位的对准。

(3)依次对每一个冲击段运用SOBI算法进行信号提取，将提取出来的每一段有载分接开关振动信号拼接起来，构成在一次完整的动作过程中有载分接开关的振动信号。

所述的步骤(1)中确定最终起始点的方法为:

将加窗分帧后的混合信号的每一帧的长度N取为1000点，点为信号采集的采样点，从第二帧开始，逐次与前一帧比较，当该帧的过零率是前一帧过零率的4倍时，便将后一帧的第一个点作为冲击段的起始点，同时继续向后比较，直到整个振动信号比较结束；所有满足上述条件的点被初步确定为若干个冲击段的初步的起始点，采样信号x(n)过零率的计算采用公式(1):