[发明专利]中性点经电容接地的自耦变压器直流偏磁判别方法及系统

说明书

本发明公开了一种中性点经电容接地的自耦变压器直流偏磁判别方法及系统，方法实施步骤包括针对中性点经电容接地的待检测自耦变压器检测振动信号；对待检测自耦变压器的振动信号进行频谱分析，提取振动信号2kHz范围内50Hz及其谐波频率的信号幅值并计算直流偏磁振动特征参数；将直流偏磁振动特征参数输入预先训练好的机器学习分类模型，得到待检测自耦变压器当前的直流偏磁状态，机器学习分类模型通过训练包含检测自耦变压器的直流偏磁振动特征参数、是否发生直流偏磁状态之间的分类映射关系。本发明能够有效判别中性点经电容接地后的自耦变压器的直流偏磁状态，具有不受外界环境干扰、无需与设备带电部位接触、检测安全性与效率高的优点。

技术领域

本发明涉及自耦变压器直流偏磁状态检测领域，具体涉及一种中性点经电容接地的自耦变压器直流偏磁判别方法及系统。

背景技术

当特高压直流输电系统以单极大地回路方式或双极不平衡方式运行时，大量直流电流在流经的大地路径上产生电位差，如果交流变压器在附近运行，直流电流将通过变压器中性接地点及输电线路组成的通路流经变压器绕组，产生直流偏磁现象。直流偏磁涉及的变压器数量众多，容易引起变压器噪声与振动加剧、铁心夹件松动、绕组松动与变形、绝缘受损、抗短路冲击能力下降以及局部过热等一系列问题，严重影响变压器的安全与稳定运行。

一般情况下，主要通过中性点电流检测判断变压器是否存在直流偏磁问题。然而，由于自耦变压器绕组结构的特殊性，以500kV自耦变压器为例，其高压侧与低压侧共用一段绕组，偏磁电流在220kV与500kV网络之间传递，即使采取中性点电容隔直措施仍无法完全消除直流偏磁对500kV自耦变压器的影响，而且此时直流偏磁无法通过中性点电流进行检测。

除了变压器中性点直流，噪声与振动也是变压器直流偏磁状态检测的重要特征量，二者与偏磁电流大小具有相同的变化趋势，且整个检测过程不与带电部位直接接触，安装传感器时无需改变中性点接地状态，对于工作人员与设备的安全性更高。然而，噪声信号检测的不确定性较高，测试结果容易受到外界环境因素的干扰。相比而言，振动检测的技术优势突出，能够诊断出自耦变压器的直流偏磁状态。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种能够有效判别中性点经电容接地后的自耦变压器的直流偏磁状态，抗干扰性好、安全性高的中性点经电容接地的自耦变压器直流偏磁判别方法及系统，本发明能够在自耦变压器中性点经电容隔离直流接地后取代电流检测方法，有效检测出变压器的直流偏磁问题，具有不受外界环境干扰、无需与设备带电部位接触、检测安全性与效率高的优点。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种中性点经电容接地的自耦变压器直流偏磁判别方法，实施步骤包括：

1）针对中性点经电容接地的待检测自耦变压器，检测待检测自耦变压器的振动信号；

2）对待检测自耦变压器的振动信号进行频谱分析，提取振动信号2kHz范围内50Hz及其谐波频率的信号幅值，根据提取得到的2kHz范围内50Hz及其谐波频率的信号幅值计算直流偏磁振动特征参数；

3）将待检测自耦变压器的直流偏磁振动特征参数输入预先训练好的机器学习分类模型，得到待检测自耦变压器当前的直流偏磁状态；所述机器学习分类模型通过训练包含检测自耦变压器的直流偏磁振动特征参数、是否发生直流偏磁状态之间的分类映射关系。

优选地，步骤1）中检测待检测自耦变压器的振动信号时，振动信号测点位置位于待检测自耦变压器的表面平面位置。

优选地，步骤2）中计算直流偏磁振动特征参数的详细步骤包括：

2.1）计算振动信号2kHz范围内50Hz及其奇次谐波频率振动信号能量与50Hz及其偶次谐波频率振动信号能量的比值R_oe；