[发明专利]一种基于相关性分析的有载调压变压器分接开关运行状态判断方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于相关性分析的有载调压变压器分接开关运行状态判断方法，属于电力系统设备监测技术领域。

背景技术

有载调压变压器是保证电网供电质量的有效设备，可以联络电网、稳定负荷中心电压、调节电网潮流分布，在有载调压变压器中，分接开关(OLTC)又是关键装置，且故障发生率较高。在有载调压变压器的运行维护中，主要的工作量也集中在OLTC上。OLTC的性能包含电气性能和机械性能两个方面，电气性能主要指触头接触电阻，当触头接触电阻增大时，会引起触头过热，甚至烧损；OLTC的机械性能指OLTC操作过程中选择开关和切换开关等部件的动作顺序和时间配合，以及切换过程中是否存在卡塞和触头切换不到位等，OLTC的机械故障也能够导致触头、过渡电阻甚至变压器绕组烧损的严重故障。针对OLTC的故障特性，如何在长期运行中及时发现其故障或潜在故障，保证其正常运行，是对有载调压开关进行有效管控的重要问题。

目前针对OLTC的运行状态的检测主要通过停电测试其接触电阻、过渡电阻、切换时间来判断其是否正常运行，而针对日常运行的管理则没有有效的手段，尤其针对在线的状态。一种可行的方法是监测变压器有载调压开关切换过程中的振动信号及驱动电机电流信号，在OLTC处于正常运行、异常运行、故障状态时，从监测信息中提取的重要指标量具有丰富的相关信息，对减少OLTC故障，保证有载调压变压器正常运行具有重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于监测指标量相关性分析的有载调压变压器分接开关运行状态判断方法。

本发明的技术方案是：一种基于相关性分析的有载调压变压器分接开关运行状态判断方法，在对电力系统中有载调压变压器分接开关(OLTC)动作过程中驱动电机电流信号和动作振动信号的在线或离线监测数据处理应用中，选取能反映OLTC运行状态及反映OLTC发生潜在故障或直接故障的指标量，初选量值为驱动电机电流信号的持续时间、驱动电机电流信号稳定功率输出阶段的幅值、OLTC振动包络信号中弹簧储能阶段的幅值、OLTC振动包络信号中切换动作的持续时间、OLTC振动包络信号中切换动作的振动幅值；以已测的至少10次同一台设备相同档位间正常切换动作的历史数据的数学期望值作为基准值，将监测所得指标量值除以各自对应的基准值，得到指标量不同量纲基于基准值的相对值作为标准化后的指标量值；以每次监测获得的一组指标量为一个样本，通过采集样本与正常样本间的相关性分析，或两组以上的样本中某两个关注样本之间的偏相关性分析，得到相关系数或偏相关系数作为OLTC运行状态评价的参考指标，判断设备运行的正常与否及劣化程度。

具体步骤如下：

(1)在对电力系统中有载调压变压器分接开关(OLTC)切换动作过程的监测中，测得电动机构中驱动电机的A相电流信号和切换动作过程中产生的振动信号并经过处理形成各自的包络信号。从包络信号中提取可以明显反映OLTC运行状态及反映OLTC发生潜在故障或直接故障的指标量，根据相关研究，初选量为显著关联OLTC运行状态的驱动电机电流信号的持续时间、驱动电机电流信号稳定功率输出阶段的幅值、OLTC振动包络信号中弹簧储能阶段的幅值、OLTC振动包络信号中切换动作的持续时间、OLTC振动包络信号中切换动作的振动幅值，指标量个数可根据后续研究并关联运行状态和故障及潜在故障增加。

(2)从同一台有载调压变压器的分接开关动作监测历史数据中选择至少10次相同档位间经验证结果为正常切换动作的指标量数据，分别求取各个指标量的数学期望值作为对应的档位切换相关的单个指标量的基准值，将一次监测结果中提取的指标量值除以各自对应的基准值，得到指标量不同量纲基于基准值的相对值作为一组标准化后的指标量值形成的一个样本。相应的样本定义及计算公式如下：

X_N＝(x_i1,x_i2,x_i3,x_i4,x_i5)，X_j＝(x₁,x₂,x₃,x₄,x₅)，

(其中i＝1,2,…n；j＝1,2,3,4,5)