[发明专利]配电变压器铁芯振动信号特征量提取方法

摘要

本发明涉及一种配电变压器铁芯振动信号特征量提取方法，首先，在变压器空载时利用配电变压器振动信号采集装置，采集配电变压器不同状态时的铁芯振动信号；将采集到的铁芯振动信号采用直接法进行双谱估计后，得到初始特征矩阵；由于得到的矩阵内的元素全部为复数，因此进行奇异值分解前需对矩阵的所有元素取模，即计算出所有元素的幅值，从而构造出一个双谱幅值矩阵的实矩阵，最后对进行奇异值分解，将二维双谱幅值矩阵降为一维；根据求得的前20个主奇异值构造判断铁芯状态的特征向量。本发明旨在准确有效地诊断出配电变压器运行过程中铁芯的运行状态，从而更加合理地制定配电变压器的状态检修策略，提高配电变压器运行可靠性与稳定性。

主权项

一种配电变压器铁芯振动信号特征量提取方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤S1：在变压器空载时利用配电变压器振动信号采集装置，采集配电变压器不同状态时的铁芯振动信号；步骤S2：将采集到的铁芯振动信号采用直接法进行双谱估计后，得到初始特征矩阵MC∈C256×256；步骤S3：由于步骤S2得到的矩阵MC内的元素全部为复数，因此进行奇异值分解前需对矩阵MC的所有元素取模，即计算出所有元素的幅值，从而构造出一个双谱幅值矩阵的实矩阵MR∈R256×256，最后对MR进行奇异值分解，将二维双谱幅值矩阵MR降为一维；所述步骤S3中，按如下方法对各个铁芯振动信号的双谱幅值矩阵MR进行奇异值分解：假设一个实矩阵A＝(aij)m×n(m≥n)，且秩rank(A)＝r，那么必定存在两个正交矩阵U、V和一个对角矩阵S使得下式成立：A=USVT=Σi=1rλiuiviT---(1)]]>式中：U＝[u1,u2,…,um]∈Rm×m，且UUT＝I；V＝[v1,v2,…,vm]∈Rn×n，且VVT＝I；S＝diag[λ1,λ2,…,λm]∈Rm×n，且λ1＞λ2＞…＞λr≥0；为AAT、ATA的特征值，ui、vi分别为AAT、ATA对应于的特征矢量；λi即为矩阵奇异值；定义奇异值贡献率pi为pi=λi/Σi=1rλi---(2)]]>式中：i＝1,2,…,r；pi表示各个奇异值在所有奇异值总和中所占能量的相对关系；通常可选取累积贡献率达到85％后的前s个奇异值作为特征向量，从而达到减小计算量又不失准确性之目的，即(Σi=1sλi/Σi=1rλi)>85%---(3);]]>步骤S4：选取步骤S3求得的前20个主奇异值构造判断铁芯状态的特征向量，及铁芯振动信号特征量为λi＝[λi(1)，λi(2)，…,λi(20)]    (4)。