[发明专利]一种基于暂态声学信号的变压器绕组变形检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于暂态声学信号的变压器绕组变形检测方法及系统，包括：采集变压器多次突发短路时的声学信号，对采集到的声学信号进行截取，保留变压器短路开始至结束之间的声音信号；对变压器短路开始至结束之间的声音信号进行连续小波变换，得所述声音信号的复小波系数矩阵；获取复小波系数矩阵中前N行的子矩阵；将所述子矩阵中的各行向量按照顺序依次拼接形成列矩阵RSP_i；计算第i次短路时声音信号的RSP_i矩阵与第1次短路时声音信号的RSP_i矩阵的相关系数R_xy；根据计算得到的相关系数R_xy评估绕组的变形状态，该方法及系统能够感知及诊断变压器绕组变形。

技术领域

本发明属于变压器故障诊断领域，涉及一种基于暂态声学信号的变压器绕组变形检测方法及系统。

背景技术

变压器是电力系统最重要的设备之一，其安全运行与否已与国家经济发展紧密的联系了起来。如果变压器出现故障，将导致大面积停电，这样不仅影响了工厂的生产，也影响了民众的生活。由于传统的变压器检修方法一般为人工吊罩检查，所以其检修期很长，至少要半年以上。近年来，有关统计资料表明，变压器绕组和套管是电力变压器发生故障较多的两个部件，全国110kV及以上等级电力变压器因外部短路故障造成损坏的事故达到事故总数的50％。因此，为了及时发现变压器的事故隐患，避免突发事故，提高变压器运行的可靠性，开展变压器故障诊断方法的研究具有十分重要的意义。

变压器在发生外部短路故障时，绕组中会流过较大的冲击电流，引起绕组强烈的振动，进而造成绕组变形、失稳等故障，影响变压器的安全稳定运行，因此急需开发一种技术，以感知及诊断变压器绕组的变形。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于暂态声学信号的变压器绕组变形检测方法及系统，该方法及系统能够感知及诊断变压器绕组变形。

为达到上述目的，本发明所述的基于暂态声学信号的变压器绕组变形检测方法包括：

采集变压器多次突发短路时的声学信号，对采集到的声学信号进行截取，保留变压器短路开始至结束之间的声音信号；

对变压器短路开始至结束之间的声音信号进行连续小波变换，得所述声音信号的复小波系数矩阵；

获取复小波系数矩阵中前N行的子矩阵；

将所述子矩阵中的各行向量按照顺序依次拼接形成列矩阵RSP_i；

计算第i次短路时声音信号的RSP_i矩阵与第1次短路时声音信号的RSP_i矩阵的相关系数R_xy；

根据计算得到的相关系数R_xy评估绕组的变形状态。

保留短路开始至结束0.2s内的声音信号S_i，i＝1，2，3，…。

对变压器短路开始至结束之间的声音信号进行连续小波变换，得所述声音信号的复小波系数矩阵的具体操作为：

选择复Morlet小波函数，设置中心频率为3，带宽参数为3，尺度参数为5000，对所声音信号进行连续小波变换，获得0.2s内声音信号的复小波系数矩阵P_i，P_i为5000行、2000列矩阵。

获取复小波系数矩阵中的前N行的子矩阵的具体过程为：选择复小波系数矩阵P_i前1000行的子矩阵SP_i，子矩阵SP_i为1000行、2000列的矩阵。

相关系数R_xy为：