[发明专利]一种变压器绕组状态诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及变频器监测技术领域，具体是指一种变压器绕组状态诊断方法。

背景技术

变压器是电力系统中最重要的设备之一，其运行的稳定性对电力系统安全影响重大。随着我国电网容量的日益增大，短路容量亦随之不断增大，变压器出口短路形成的冲击电流产生的巨大电磁作用力对变压器绕组的机械强度和动稳定性构成了严重的威胁。目前变电站设备及线路的运行环境始终不容乐观，因外部短路造成变压器绕组受冲击而引发的变形，是变压器运行过程中较为常见的故障，其对系统的安全运行造成了很大的威胁。

变压器遭受突发短路后，其绕组可能首先发生松动或轻微变形，通过大量的实验研究分析变压器绕组变形具有累积效应，如果对于松动或变形不能及时发现和修复，那么在变压器的松动或变形累积到一定程度后会使变压器的抗短路能力大幅下降而在遭受较小的冲击电流下也会引发大的事故发生。

因此，在运行过程中当变压器经历了外部短路事故后或运行一段时间后的常规检修中，如何有效地评估变频器绕组是否存在松动和变形，从而判断变压器是否需要检修处理显得十分重要，是保障变压器安全运行的一个重要手段。

目前，因此变压器绕组变形的检测都是采用电测方法,基于变压器绕组发生明显变形的状况，但对绕组发生轻微变形，尤其是对变压器绕组存在的相对松动和扭曲变形的状态不能给出较明确的判断，然而变压器绕组松动或扭曲变形对其抗短路能力有很大的影响，因此研究绕组的状况需有灵敏度更高的方法来进行判别。

发明内容

本发明提供了一种变压器绕组状态诊断方法，以提供一种可以评估发生轻微变形，尤其是相对松动和扭曲变形的状态较为灵敏的评估方法。

本发明公开了如下技术方案：

一种变压器绕组状态诊断方法，包括下列步骤：

(1)变频器振动函数的获取：采集变压器突发短路时，变压器箱壁的n个振动信号，得到所述变频器箱壁的横向位移相对时间的振动函数；

(2)变频器振动函数的分解：用所述变频器振动函数的解析信号，来评估所述变频器振动函数的瞬时振动频率；将所述变频器振动函数分解为若干个单分量振动信号IMF分量,并从所有的IMF分量中选择最优的IMF分量代表绕组本身的振动函数；

(3)变频器振动函数的评价：将得到的最优IMF分量进行希尔伯特变换，得到变频器绕组工作状态恶化时的希尔伯特谱，用所述希尔伯特谱评价变频器绕组状态。

优选的，在上述的变阻器绕组状态诊断方法中，所述步骤(3)具体包括：采集同一变频器未发生短路时，变频器箱壁的振动信号，重复上述步骤(2)后，得到变频器绕组工作状态正常时的希尔伯特谱，通过与所述变频器绕组工作状态恶化时的希尔伯特谱比较来评价变频器绕组状态。

优选的，在上述的变阻器绕组状态诊断方法中，所述步骤(2)具体包括：

a、将所述变频器振动函数x(t)分解为若干个新函数y₁(t)：

对变频器振动函数x(t)求导，得到时间序列y(t)，且计算时间序列y(t)相邻两点的乘积py_i(t):py_i(t)＝y_i(t)×y_i-1(t)；其中，i＝2,3,…,n-1，n为振动信号的点数；

根据乘积py_i(t)和时间序列y(t)的正负，依次找寻变频器振动函数x(t)的所有局部极大值点eb(t)和所有局部极小值点es(t)，将所述所有局部极大值点eb(t)和所有局部极小值点es(t)用三次样条插值函数s(t)连接起来分别求出上包络线e_max(t)和下包络线e_min(t)；

根据求得的上包络线e_max(t)和下包络线e_min(t)计算上、下包络线的均值m_1i(t)＝(e_max(t)+e_min(t))/2；

将变频器振动函数x(t)减去m(t)得到一个新函数：y₁(t)＝x(t)-m(t)

b、判断判断y₁(t)是否满足IMF分量条件；

判断y₁(t)是否满足条件，①在上述步骤中获得的极值点和过零点的数目必须相等或至少相差一个；②局部极大值所确定的上包络与局部极小值所确定的下包络的局部均值为0；