[发明专利]一种基于梯度电压高频振荡的变压器绕组绝缘评估方法

说明书

本发明公开了一种基于梯度电压高频振荡的变压器绕组绝缘评估方法，首先对试验变压器绕组进行试验，获取梯度电压下10组高频振荡信号；根据测试数据构造梯度电压矩阵H，通过权重方阵G_p分解H获得近似信号特征矩阵Z_p，细节信号特征矩阵Z_pq；然后计算近似信号矩阵平均对数误差绝对和识别变压器绝缘状态；通过细节信号矩阵的特征系数f_i^pq计算权重化后的特征参数W_i；计算绝缘状态判断系数Q，根据绝缘状态表判断绝缘故障程度。本发明方法通过对变压器进行高压试验测试梯度电压下高频振荡信号，通过权重矩阵对原始信号进行分解，丰富了高频振荡信号的特征，并近似信号矩阵和细节信号矩阵的相应特征，识别变压器绝缘状态与故障程度。

技术领域

本发明涉及电力设备绝缘状态检测领域，尤其涉及一种基于梯度电压高频振荡的变压器绕组绝缘评估方法。

背景技术

电力变压器是电力系统的重要设备之一，它的运行状态直接影响系统的可靠性和安全性，一旦发生事故将造成重大经济损失甚至灾难性后果。此外，电力变压器的复杂恶劣运行环境使其发生故障的机率增大，其中绕组绝缘故障是变压器最常见的故障。因此，及时准确检测出变压器绕组绝缘状态是亟需解决的技术问题。

高频振荡方法是一种变压器绕组状态评估的全新测试方法，在绕组一端施加高压直流激励，通过电子开关实现高压直流信号的暂态变化，基于变压器的电容、电感等效参数共同耦合作用在绕组末端测量高频振荡信号用于绕组绝缘状态的分析。因此，高频振荡信号的特征与绕组的电气结构密切相关，可以反映变压器绕组绝缘状态。

变压器绕组绝缘在不同高压幅值下呈现不同状态，同时高频振荡信号是变压器等效参数共同耦合作用产生的非平稳信号，包含许多不同的频率，这些频率分量与绕组绝缘状态密切相关，有着丰富的信息。本文基于测试梯度电压的高频振荡信号，通过权重方阵分解出近似信号和细节信号，有效提取不同频率成分的特征判断绕组绝缘状态。因此，本发明能够更加可靠、有效地对变压器绝缘性能进行评估。

发明内容

一种基于梯度电压高频振荡的变压器绕组绝缘评估方法，试验研究平台主要包括：信号采集系统1、电压幅值调节旋钮2、高压直流电源3；电源连接开关9、信号采集连接开关7；信号输入套管10、信号输出套管8；箱体4、绕组5、铁心6；其特征在于结合各梯度电压的高频振荡信号构造矩阵，通过权重方阵分解出近似信号和细节信号提取相关特征，具体包括以下步骤：

步骤一：测量试验变压器绕组梯度电压下的高频振荡信号，包括：

(1)测量变压器绕组的高频振荡信号，闭合信号采集连接开关7使变压器绕组输出套管8与数据采集系统相连，闭合电源连接开关9使变压器绕组输入套管10与外部高频高压直流电源3连接，旋转电压幅值调节旋钮2，使高频高压电源系统在额定功率下升高电压至电压U₁，待电压稳定之后，断开电源连接开关绕组输入端高压直流系统，输出套管8通过数据采集装置11测量绕组高频振荡信号X₁(t)(X₁(r)＝[x₁ x₂......x_N])，采集数据点N个，其中U为额定电压；

(2)重复步骤(1)，旋转电压幅值调节旋钮2使电压升至梯度电压U_i，共采集10组变压器绕组10组高频振荡信号

步骤二：变压器绕组梯度电压高频振荡信号特征提取，包括：

(1)根据测试10组梯度电压变压器绕组高频振荡信号构造电压矩阵HH＝[X₁X₂……X₁₀]

(2)根据p阶权重方阵G_p对电压矩阵进行特征提取，获得近似信号特征矩阵Z_p，细节信号特征矩阵Z_pq