[发明专利]基于振动信号形态谱的变压器突发短路下绕组状态诊断方法

权利要求书

1.一种基于振动信号形态谱的变压器突发短路下绕组状态诊断方法，包括下列步骤：

(1)对变压器进行实时短路监测，并且，每当检测到变压器发生突发短路时采集变压器箱壁的一段连续的振动信号，并通过以下步骤(2)至步骤(6)的方法计算出每一次变压器发生突发短路时所采集振动信号的稳态振动信号形态谱熵；

其中，上述每一次变压器发生突发短路时从变压器箱壁所采集到的振动信号表示为x₀(t)；

(2)用振动信号x₀(t)构造出窄带白噪声信号g(t)；

(3)将振动信号x₀(t)与窄带白噪声信号g(t)进行相加，得到叠加信号x(t)，并将叠加信号x(t)分解为若干个固有模式函数分量；

(4)计算振动信号x₀(t)与步骤(3)分解得到的每一个固有模式函数分量之间的相关系数，并选取数值最大的相关系数所对应的固有模式函数分量为特征振动固有模态分量，记为IMF_m；

其中，所述振动信号x₀(t)与步骤(3)中分解得到的第k个固有模式函数分量的相关系数cor_k的计算公式为

cork=Σi=1N(x0i(t)-x‾0(t))(cki(t)-c‾k(t))Σi=1N(x0i(t)-x‾0(t))2·Σi=1N(cki(t)-c‾k(t))2,k=1,...,Nh]]>

式中，x_0i(t)为振动信号x₀(t)在第t+i/f₀时刻的幅值；为振动信号x₀(t)幅值的平均值；c_ki(t)为第k个固有模式函数分量在第t+i/f₀时刻的幅值；为第k个固有模式函数分量c_k(t)幅值的平均值；f₀为振动信号x₀(t)的采样频率；

(5)根据固有模态分量IMF_m的峰值变化确定振动信号x₀(t)稳态振动过程的起始时刻t_b和结束时刻t_e，并记振动信号x₀(t)从起始时刻t_b至结束时刻t_e的时间段内的部分为稳态振动信号x_s(t)；

(6)计算稳态振动信号x_s(t)的形态谱和形态谱熵，其计算公式为

H(f/g)=-Σλ=λminλmaxq(λ)lgq(λ)lg(λmax-λmm·+1)]]>

q(λ)＝PS_f(λ,g)/S(f·λ_ming)

式中，H(f/g)为形态谱熵；PS_f(λ,g)为形态谱；f为网格数Ng'(t)；g为结构元素；λ为尺度；λ_max为尺度最大值；λ_min为尺度最小值；f·λ_ming表示使用结构元素λ_ming对信号f进行闭运算；表示使用结构元素λg对信号f进行开运算；表示使用结构元素(λ+1)g对信号f进行开运算；f·(-λ)g表示使用结构元素(-λ)g对信号f进行闭运算；f·(-λ+1)g表示使用结构元素(-λ+1)g对信号f进行闭运算；

(7)根据稳态振动信号x_s(t)的形态谱熵对绕组状态进行判别：当形态谱熵的变化ΔH满足时，判定变压器的绕组在变压器发生第Y次突发短路时发生松动或变形；其中，H₁为变压器第1次发生突发短路时所采集振动信号的稳态振动信号形态谱熵，H_Y为变压器第Y次发生突发短路时所采集振动信号的稳态振动信号形态谱熵。