[发明专利]一种有载调压变压器用分接开关振动信号提取方法

说明书

本发明公开了一种有载调压变压器用分接开关振动信号提取方法，是将一时间段内的有载变压器本体振动信号输入变压器本体振动信号预测模型，以变压器本体振动信号预测模型的输出作为在有载调压变压器分接开关切换过程中的变压器本体振动信号预测结果，分别对变压器本体振动信号预测结果和实测获得的由变压器本体振动信号与分接开关切换过程中的振动信号组成的混合振动信号进行频谱分析，在混合振动信号的频谱分布中减去变压器本体振动信号预测结果的频谱分量获得频域信号，进而通过傅里叶反变换获得有载变压器分接开关切换过程中的振动信号；根据振动信号能够准确、高效地判断有载分接开关的机械状态，保障其可靠性。

技术领域

本发明涉及信号提取方法，尤其涉及一种有载调压变压器用分接开关切换过程中振动信号的提取方法。

背景技术

有载变压器是电力系统中最重要的设备之一，其运行稳定性对电力系统安全影响极大。有载分接开关是有载变压器的唯一可动部件，可在负载条件下通过改变电压变比实现不间断的电压调节，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的重要作用。但是，随着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，如何有效检测出有载分接开关的机械状态或故障隐患，进而采取有效的运维措施就显得十分重要，这是保障变压器及有载分接开关安全运行的重要手段。

有载分接开关在换挡操作过程中，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，从而大大提高检测灵敏度。同时，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。

对运行中的有载调压变压器来说，其本体振动包括绕组振动和铁芯振动。相应地，经放置于变压器油箱壁处的振动传感器采集到的分接开关切换过程中的振动信号包含有绕组振动信号和铁芯振动信号。因此，在应用分接开关切换过程中的振动信号检测其机械状态时，需要准确获取分接开关切换过程中的振动信号，从而提高有载分接开关机械状态检测的准确性。中国专利CN106092309A公开了一种电力变压器有载分接开关及本体振动信号的分析提取方法，其提出根据变压器有载分接开关及本体振动信号的频谱特性辅以滤波方法对电力变压器有载分接开关及本体的振动信号进行提取。但是，有载分接开关的振动信号与变压器本体振动信号频谱分量有重叠现象，因此，该方法的准确性有限。中国专利CN104215324A公开了一种电力变压器有载分接开关振动信号提取方法，其提出基于ICA经典算法的变压器本体和分接开关振动信号提取方法。但是，该方法要求变压器本体振动信号与有载分接开关振动信号独立，对变压器本体和分接开关振动信号这类具有非线性特征的信号进行分离，存在局限性。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种有载调压变压器用分接开关振动信号的提取方法，通过在线监测变压器本体及有载分接开关切换过程中的混合振动信号，应用广义自回归神经网络对变压器本体振动信号进行预测，进而根据变压器本体振动信号与混合振动信号的频谱分量的差异，实现有载分接开关切换过程中振动信号的准确提取，为基于振动信号的有载分接开关机械状态检测提供重要前提，确保有载分接开关及变压器的安全可靠运行。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：