[发明专利]变压器有载分接开关机械状态监测方法及系统

说明书

本发明公开了一种变压器有载分接开关机械状态监测方法及系统。本发明包括：采集有载分接开关切换过程中的振动信号；对振动信号进行相空间重构，计算延迟时间；根据延迟时间对振动信号进行粗粒化处理；对粗粒化后得到的振动信号矩阵进行归一化；使用拉格朗日法计算归一化后的振动信号矩阵的基矩阵；计算振动信号的低维系数矩阵及其统计量；计算统计量的元素平均值及统计量的控制限值；根据统计量的元素平均值对分接开关的机械状态进行判断。本发明能对变压器有载分接开关的机械状态进行诊断，有效地、准确地检测出分接开关机械状态是否发生变化，从而可对分接开关及时采取有效措施，提高其运行可靠性。

技术领域

本发明涉及分接开关机械监测领域，尤其是一种变压器有载分接开关机械状态监测方法及系统。

背景技术

变压器是电力系统中最为重要的设备之一，其运行稳定性对电力系统的安全稳定运行影响极大。有载分接开关是有载变压器的唯一可动部件，通常在负载条件下通过改变电压变比来实现电力系统的不间断电压调节，起着补偿电压波动、调节功率、提高系统性能及改善电能质量等重要作用。但是，随着有载分接开关调压次数的增多，其故障率也随之增加。有载分接开关的故障主要包括电气故障和机械故障，且机械故障为主要故障类型，约占有载分接开关总故障的90％以上。此外，部分电气故障也是由机械故障引起的。因此，如何及时有效地监测和分析有载分接开关机械状态的变化，尤其是早期机械故障隐患，进而采取有效的运维措施就显得十分重要，这是保障有载分接开关及变压器安全运行的重要手段。

有载分接开关主要由选择开关、切换开关、电动机构和快速机构等部分组成，其变换过程如下：选择开关在无电流下预选下一个相邻分接，然后切换开关中动静触头依次动作切换至预选分接，整个过程经弹簧储能上紧动作完成后驱动切换开关快速操作循环完成。在该过程中，动静触头等机构零部件之间的碰撞或摩擦会引起机械振动，不同振动事件产生的机械振动信号在时域上形成一个振动信号的时间序列，而振动信号中包含了大量的分接开关机械状态信息，因此，基于振动分析法的有载分接开关机械状态检测日益引起了国内外研究人员的关注。该方法的最大优点是可以通过放置在变压器油箱上的振动传感器来获取分接开关切换过程中的振动信号。只要分接开关切换过程中的机械特性发生变化，都可以从振动信号中得到反映，从而大大提高了检测的灵敏度。此外，将振动传感器置于变压器箱壁上的振动检测手段安全便捷，便于实现在线监测，提高变压器有载分接开关的运行可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种变压器有载分接开关机械状态监测方法，其对有载分接开关切换过程中的振动信号进行实时监测，以实现对变压器有载分接开关机械状态的高效、准确地判断。

为此，本发明采用如下的技术方案：变压器有载分接开关机械状态监测方法，其包括：

步骤1)，采集有载分接开关切换过程中的振动信号；

步骤2)，对振动信号进行相空间重构，计算延迟时间；

步骤3)，根据延迟时间对振动信号进行粗粒化处理，写成矩阵形式；

步骤4)，对粗粒化后得到的振动信号矩阵按列进行归一化处理；

步骤5)，使用拉格朗日算法迭代计算归一化后的振动信号矩阵的基矩阵；

步骤6)，根据基矩阵计算振动信号的低维系数矩阵及其统计量；

步骤7)，计算统计量的元素平均值及统计量的控制限值；

步骤8)，根据统计量的元素平均值对有载分接开关机械状态进行判断。

本发明通过计算分析有载分接开关切换过程中振动信号基于延迟时间经粗粒化处理后的统计量的元素均值，从而对有载分接开关的机械状态进行判断。

本发明的监测方法能对变压器有载分接开关的机械状态进行诊断，有效地、准确地检测出分接开关机械状态是否发生变化，从而可对分接开关及时采取有效措施，提高其运行可靠性。