[发明专利]一种变压器短路累积效应对绕组影响程度的量化分析方法

权利要求书

1.一种变压器短路累积效应对绕组影响程度的量化分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

实时采集变压器的振动波形，分析采集过程中历次短路冲击下变压器的振动波形，生成所述振动波形的时频谱图；

将所述时频谱图量化为时频矩阵，并进行奇异值分解，生成表征振动信号特性的奇异值特征矩阵；

基于所述变压器的绕组机械稳定性，将所述奇异值特征矩阵进行分类，生成用于表示正常工况下的第一类振动奇异值特征矩阵，以及用于表示失稳形变下的第二类振动奇异值特征矩阵；

基于所述第一类振动奇异值特征矩阵和所述第二类振动奇异值特征矩阵，通过聚类算法，获取所述变压器在每次短路冲击时绕组振动特征隶属于各类的隶属度，生成变压器短路累积效应的量化影响程度量化值。

2.根据权利要求1所述一种变压器短路累积效应对绕组影响程度的量化分析方法，其特征在于：

在采集每次短路冲击下所述变压器的振动波形的过程中，将采集点设置在靠近短路相侧的变压器外壳上，采用上升沿触发，当振动加速度超过阈值时，记录触发前100ms至触发后300ms的波形，作为所述振动波形。

3.根据权利要求2所述一种变压器短路累积效应对绕组影响程度的量化分析方法，其特征在于：

在生成所述振动波形的时频谱图的过程中，将所述振动波形进行Wigner-Ville分布处理，得到振动波形的所述时频谱图，其中，所述Wigner-Ville分布用于对信号的瞬时对称相关函数的傅里叶变换，在不加窗的前提下进行时频分析。

4.根据权利要求3所述一种变压器短路累积效应对绕组影响程度的量化分析方法，其特征在于：

在将所述振动波形进行Wigner-Ville分布处理的过程中，引入参数化函数，进行平滑处理，用于抑制交叉项的影响，其中，所述Wigner-Ville分布的处理过程为：

所述平滑处理的过程为：

式中，g(t)，H(ω)分别为时域窗函数和频率窗函数，g(0)＝H(0)＝1。

5.根据权利要求4所述一种变压器短路累积效应对绕组影响程度的量化分析方法，其特征在于：

在将所述时频谱图量化为时频矩阵的过程中，通过对所述时频谱图进行时频窗格划分，并计算每个窗格内的功率谱密度，将所述时频谱图量化为所述时频矩阵。

6.根据权利要求5所述一种变压器短路累积效应对绕组影响程度的量化分析方法，其特征在于：

在获取隶属度的过程中，通过FCM聚类算法，生成所述隶属度。

7.根据权利要求6所述一种变压器短路累积效应对绕组影响程度的量化分析方法，其特征在于：

在生成所述隶属度的过程中，将所述奇异值特征矩阵的时频矩阵奇异值作为样本观察数据X＝{A₁，A₂，…，A₈}，同时设置2个类中心，每个样本点A_j属于某一类C_i的隶属度为u_ij，所述FCM聚类算法的约束条件为：

0≤u_ij≤l

其中，m为加权指数；||A_j-C_i||为第j个样本点到第i个类中心的欧氏距离。

8.根据权利要求7所述一种变压器短路累积效应对绕组影响程度的量化分析方法，其特征在于：

在生成所述隶属度的过程中，采用拉格朗日乘数法整理所述约束条件，构建新的目标函数，其中，所述新的目标函数的表达式为：

基于所述奇异值特征矩阵，根据所述新的目标函数，通过获取所述FCM聚类算法的迭代式及终止条件，生成所述隶属度。