[发明专利]一种牵引变压器绕组变形故障检测方法

说明书

本发明公开了一种牵引变压器绕组变形故障检测方法，通过图像处理的方法，获得频响曲线的特征参量，通过代入由该类变压器故障数据库拟合得到的公式诊断绕组的轴向移位和径向变形以及变形的程度，具体步骤为：测试绕组频率响应曲线；利用图像处理的方法提取频率段为100kHz‑600kHz的频率响应曲线的特征值，代入由该类变压器故障数据库拟合得到的公式判断是否存在对应特征的故障；若存在故障则进一步判断故障的程度。本发明利用了图像处理的方法，能对牵引变压器绕组常见故障类型及故障程度进行诊断，克服了传统频响法的缺点，能为缺乏相关经验的工程师在统一的框架上进行故障诊断。

技术领域

本发明属于电力设备故障诊断技术领域，具体涉及一种牵引变压器绕组变形的诊断方法。

背景技术

牵引变压器是牵引供电系统的核心设备，其能否可靠运行直接关系到牵引供电系统的安全与稳定。由于牵引负荷波动性较大，短时会出现严重的过负荷现象，且易发生短路故障。绕组在大电流冲击下会承受巨大的电磁力，当其机械强度不足时，可能发生各种形变，有整体的轴向移位，局部的曲翘变形等。

频率响应法由于其抗干扰能力强，灵敏度高，重复性好等优点，是目前国内外诊断绕组变形的主要方法之一，通过同一台变压器的目前记录和历史记录的幅频比较、相同型号的变压器与同厂同期生产的变压器之间幅频的比较、同一台变压器不同相之间的幅频比较来诊断变压器绕组的故障。但是目前没有一个统一的标准来评估两条频响曲线的差异，需要经验丰富的专家才能够做出判断，因此需要研究牵引变压器绕组故障检测方法，为缺乏相关经验的工程师在统一的框架上进行故障诊断，这对于未来牵引变压器的运维具有重大的意义。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种牵引变压器绕组变形故障检测方法，该方法利用了图像处理的方法，能对牵引变压器绕组常见故障类型及故障程度进行诊断。

本发明是通过如下技术手段实现的：

一种牵引变压器绕组变形故障检测方法，包括以下步骤：

1)对同一批次的n台同类型牵引变压器绕组进行频率响应测试，得到这n台变压器的平均幅值Y随频率f变化的频率响应曲线Y₁(f)，并以平均频率响应曲线Y₁(f)为参考频率响应；

2)绘制出100kHz-600kHz频段内第i台变压器测试频率响应曲线与参考频率响应曲线，计算频响曲线之间的相关系数R，计算公式如下：

式中Y₁(f)是参考频响曲线，Y₂(f)是第i台变压器测试频率响应曲线；

3)判断绕组频率响应曲线相关系数R值大小，若R≥1时则认为该台变压器绕组正常，否则认为存在缺陷，并利用图像处理的方法，计算参考频率响应曲线与曲线下方横坐标围成区域的形心坐标G₁(f,Y)以及测试频率响应曲线与曲线下方横坐标围成区域的形心坐标G₂(f,Y)，计算测试频率响应曲线与参考频率响应曲线围成区域的面积S；

4)对面积S和形心坐标G₁、G₂进行归一化处理，归一到同一像素下，公式如下：

式中H表示所处理图片高度方向的像素点，W表示所处理图片宽度方向的像素点；

5)计算归一化后的形心坐标的偏移度ΔG^*(f,Y)

ΔG^*(f,Y)＝G₁^*(f,Y)-G₂^*(f,Y)