[发明专利]一种基于系统延迟阶数估计的电力变压器绕组状态评估方法

说明书

技术领域

本发明属于电力变压器安全故障检测技术领域，具体涉及一种基于系统延迟阶数估计的电力变压器绕组状态评估方法。

背景技术

大型电力变压器作为电力系统中十分重要的一环，其安全运行对保证电网安全、可靠供电举足轻重。在电力变压器故障中，绕组的故障比例高达46.4％，为变压器故障的最主要部件，且在电动力作用下绕组发生机械变形而导致的严重故障占绕组总故障的70％。即便是绕组的轻微变形，也会引发绕组机械性能恶化、绝缘强度与抗短路能力降低等问题，带来极大的安全隐患。因此，在变压器带电监测中实现对其主要故障部件绕组的状态监测与评估，是十分必要且重要的。

振动分析法通过对采集到的油箱壁振动信号进行分析，获取变压器内部部件状态信息。当变压器内部机械结构发生改变时，势必导致振动系统的系统响应发生改变。因此，可构建输入电磁力与输出绕组振动响应的关系模型，并通过提取该模型的系统特性反映变压器绕组的机械结构状态。

发明内容

鉴于上述，本发明提供了一种基于系统延迟阶数估计的电力变压器绕组状态评估方法，能够在线检测出电力变压器绕组机械结构状态。

一种基于系统延迟阶数估计的电力变压器绕组状态评估方法，包括如下步骤：

(1)在电力变压器油箱表面对应绕组位置分散地布置多个振动传感器，记录电力变压器在低电压负载运行条件下各振动传感器的振动信号，并同步采集电力变压器的一次侧电流；

(2)对所述振动信号以及电流信号进行预处理，其中包括对电流信号的去磁滞化处理；

(3)对于任一振动传感器，通过构建电流与绕组振动的关系模型，并根据该振动传感器预处理后的振动信号以及电流信号估算出模型的延迟阶数n作为系统特性的特征量，n＝N_a+N_b，N_a和N_b分别为系统输出和输入的实际线性延迟阶数，N_a和N_b均为自然数且N_a＝N_b或N_a＝N_b+1；进而依据n、N_a和N_b判断基于该振动传感器数据情况下电力变压器绕组的机械结构状态；

(4)根据步骤(3)遍历所有振动传感器，当基于一定比例的振动传感器判断出绕组机械结构状态为正常，则最终判定电力变压器绕组正常，否则判定电力变压器绕组异常。

进一步地，所述步骤(2)中对振动信号以及电流信号进行预处理的具体过程为：首先，对振动信号和电流信号进行归一化处理；然后，根据以下公式对归一化后的电流信号进行非线性变换：

其中：i(t)为归一化后的电流信号，t为时刻，i_p(t)为非线性变换后的电流信号。

进一步地，所述步骤(3)中估算模型延迟阶数n的具体过程如下：

3.1根据以下公式计算延迟阶数为n情况下关系模型中所有采样点组合的 Lipschitz系数：