[发明专利]基于振动原理的变压器分接开关状态在线监测方法

说明书

本发明公开了基于振动原理的变压器分接开关状态在线监测方法，包括如下步骤：步骤1：针对变压器有载分接开关开展声学振动信号采集与预处理，确定并验证声学振动信号传感器选型、传感器优选安装方式及位置，提高传感器可靠性和准确性；步骤2：求取信号包络线并设置相应阈值，实现对电机驱动电流信号的监测与特征提取；步骤3：分接开关故障诊断及运行状态评估。本发明可选择负荷较重、操作较为频繁、易发多发故障的分接开关作为示范应用试点，试点成功后，实现分接开关振动状态监测，为运行管理人员提供有效指导和手段，减少运行维护工作强度和时间，提高变电站的运行维护水平和运行可靠性，促进检修模式的转变以及状态检修的完善。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，特别涉及基于振动原理的变压器分接开关状态在线监测方法。

背景技术

普通变电站的变压器作为变电的关键环节，在电网中是不可或缺的部分，其可靠运行对于保证电网的安全意义重大。近十年的统计数据表明，每次变压器事故平均损失的电量达数百万千瓦时，它所导致的经济损失为设备本身价格的数千倍甚至数万倍，而变压器的事故更多是由于有载分接开关这个关键部件引起的。因此，电力运营部门对保证变压器有载分接开关的运行可靠性提出了迫切的需要和更高的要求。

有载分接开关是有载调压变压器中唯一的可动部件，也是关键部件之一。依靠有载分接开关准确及时的动作，可减少和避免电压的大幅度波动，保证电力系统安全可靠运行，增加电网调度的灵活性。作为变压器中唯一可进行机械动作的部件，有载分接开关的一次操作包含了一系列的动作事件，这些事件中，触头的碰撞，摩擦等都伴随机械振动信号的产生。一般，这些振动信号可以使用体外传感的方式进行测试。当有载分接开关存在一些故障隐患时，由于触头动作而引起有载分接开关表面的振动信号与正常状态时相比会有所不同，因此测录这些动作过程的振动波形，并对其进行分析，与正常信号相比，就能有效地反映出有载分接开关的运行工况。而有载分接开关的运行工况直接关系到有载调压变压器的运行安全，随着有载调压变压器在电网应用的增多，有载分接开关的故障也在增加。因此研究分接开关在线监测技术很有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供基于振动原理的变压器分接开关状态在线监测方法，提高变电站的运行维护水平和运行可靠性，促进检修模式的转变以及状态检修的完善，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

基于振动原理的变压器分接开关状态在线监测方法，包括如下步骤：

步骤1：针对变压器有载分接开关开展声学振动信号采集与预处理，确定并验证声学振动信号传感器选型、传感器优选安装方式及位置，提高传感器可靠性和准确性；

步骤2：求取信号包络线并设置相应阈值，实现对电机驱动电流信号的监测与特征提取；

步骤3：分接开关故障诊断及运行状态评估。

进一步地，综合故障诊断系统的数据，来源于传感测试系统，多传感器监测信号经过信号预处理、相应的信号特征提取后，由分析系统进行逻辑推理，并可根据需要随时调用振动信号综合分析处理程序，再将推理结果进行融合处理，最终将诊断结论与推理解释等信息一同输出，完成分接开关机械性能的综合故障诊断。

进一步地，步骤1的有载分接开关声学振动信号采集包括的步骤如下：

分接开关的特征信号通过振动传感器、电流互感器转变为电压信号输出，经限压保护、低通滤波和电压跟随信号调理电路后，通过CPLD控制A/D芯片的时序完成通路选择和模数转换数据采集和转换的过程；待A/D芯片转换结束后产生中断信号，CPLD接收到中断信号后向A/D发送读指令，同时发送INT信号通知DSP读取A/D的转换结果。

进一步地，在启动系统进行信号采集时，首先使用默认配置参数来设定系统的存储器资源和总线占用资源，以及中进入主程序的入口设置，所有寄存器清零，断矢量的设置等主程序运行前的准备工作。