[发明专利]一种用于高压并联电抗器的状态监测装置及方法

权利要求书

1.一种用于高压并联电抗器的状态监测装置，其特征在于：包括相连的振动信号采集单元和信号处理单元；

所述振动信号采集单元设于高压并联电抗器上，采集高压并联电抗器表面的振动信号，并发送至所述信号处理单元；

所述信号处理单元中的时频分析模块采用合适的时频分析方法对接收到的振动信号进行时频分析，获得相应的特征值，然后由信号处理单元中的状态评估模块基于所述特征值及合适的状态评估方法进行高压并联电抗器的状态评估，获得状态评估结果，完成对高压并联电抗器的状态监测；

所述时频分析模块采用傅里叶变换对接收到的振动信号进行处理，得到振动信号的频谱，所述频谱的计算公式如公式(1)所示，

式中，X(k)为输入信号的傅里叶变换，x(n)为输入的时域离散振动信号，N为振动信号采样点总数；

所述状态评估模块采用阈值法按照公式(2)得到高压并联电抗器的状态特征值A₁，并与正常状态特征值比较获得状态评估结果，

或者采用神经网络法按照公式(3)将信号的状态特征值A₂作为输入对高压并联电抗器进行状态评估，获得状态评估结果，

A₂(k)＝X(50k),k＝{1,2,3,...20} (3)；

所述时频分析模块采用小波变换对接收到的振动信号进行处理，得到振动信号的小波分解的系数，所述振动信号的小波分解的系数的计算公式如公式(4)所示：

WT(n)＝C*x(n),n＝{0,1,2...N-1} (4)

式中，WT(n)为小波分解系数，x(n)为输入的时域离散振动信号，C为变换矩阵，具体表达式为：

其中，空白处为0，

所述状态评估模块基于时频分析模块输出的振动信号的小波分解系数按照公式(5)得到信号的状态特征值A₃，与正常状态特征值比较从而实现对高压并联电抗器进行状态评估，

或者采用神经网络法基于时频分析模块输出的振动信号的小波分解系数按照公式(6)得到信号的状态特征值A₄作为神经网络的输入对进行高压并联电抗器的状态评估，

A₄(n)＝{maxCA(1),maxCA(2),...,maxCA(8)} (6)

式中，CA(k)为小波变换每层分解的系数。

2.根据权利要求1所述的一种用于高压并联电抗器的状态监测装置，其特征在于：所述振动信号采集单元包括振动信号传感器和信号采集卡；

所述振动信号传感器设于所述高压并联电抗器的外表面或者内表面上，其输出端与所述信号采集卡的输入端相连；

所述信号采集卡的输出端与所述信号处理单元的输入端相连。

3.根据权利要求1所述的一种用于高压并联电抗器的状态监测装置，其特征在于：所述用于高压并联电抗器的状态监测装置还包括显示单元和输入单元；

所述显示单元的数据传输端与所述信号处理单元的数据传输端相连，用于显示高压并联电抗器的状态评估结果；

所述输入单元的输出端与所述信号处理单元的输入端相连，用于进行参数设置。

4.根据权利要求3所述的一种用于高压并联电抗器的状态监测装置，其特征在于：所述信号处理单元内还包括安全登录模块；利用输入单元输入指令，当输入的指令与所述安全登录模块中存储的预设指令值相同时，则信号处理单元输出信号至显示单元，进行状态评估结果显示。