[发明专利]一种有载分接开关振动信号的降噪方法及设备

说明书

本发明公开了一种有载分接开关振动信号的降噪方法及设备，该方法包括设置多个惩罚因子参数值；利用每个惩罚因子参数值对有载分接开关振动信号分别进行变分模态分解，得到每个惩罚因子参数值对应的低频运行噪声信号；从有载分接开关振动信号中分别剔除每个惩罚因子参数值对应的低频运行噪声信号，得到每个惩罚因子参数值对应的降噪振动信号；分别计算每个惩罚因子参数值对应的降噪振动信号中的噪声水平值；对噪声水平值最小的降噪振动信号进行重构，得到降噪后的有载分接开关振动信号。本发明能够有效剔除运行状态下有载分接开关振动信号中由变压器铁芯和绕组电动力引起的振动噪声，从而提高对有载分接开关状态估计的准确性。

技术领域

本发明涉及电力设备维护保障技术领域，尤其涉及一种有载分接开关振动信号的降噪方法及设备。

背景技术

有载分接开关被广泛应用于各类电力变压器中，起着有载调压的关键作用，一旦发生故障，往往会导致严重的后果。有载分接开关是变压器中唯一能够动作的机构，具有复杂的机械结构和电气特性，其故障可分为机械故障和电气故障。根据统计，有载分接开关的机械故障占比80％以上，且电气故障通常也是由机械故障演化而来。因此，针对有载分接开关的机械状态进行评估和监测具有重要的意义。

目前而言，针对有载分接开关的机械状态监测，多采用振动信号、声音信号等非侵入的方式。有载分接开关通常情况下安装在变压器箱体内部，其顶盖固定在变压器箱体上方。在正常运行情况下，加速度传感器采集到的有载分接开关的振动信号不仅包含有载分接开关电动机构和切换开关动作时的振动，还包含有变压器铁芯和绕组在电动力作用下产生的振动噪声。该振动噪声的水平随着变压器负荷的增加而增加，在用电高峰期甚至能够淹没有切换开关动作产生的振动信号。因此，为了保障在线监测系统能够有效的识别出有载分接开关的运行状态，有必要对该振动噪声进行剔除。现有的降噪方法多基于低通滤波原理，但有载分接开关的振动噪声频率是两倍工频的倍频，相较于振动信号而言，整体处于低频带，因此低通滤波原理无法有效剔除振动噪声。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是：提供一种有载分接开关振动信号的降噪方法及设备，能够有效剔除运行状态下有载分接开关振动信号中由变压器铁芯和绕组电动力引起的振动噪声，从而提高对有载分接开关状态估计的准确性。

为了达到上述目的，本发明一方面提供一种有载分接开关振动信号的降噪方法，包括：

设置多个惩罚因子参数值；

利用每个所述惩罚因子参数值对有载分接开关振动信号分别进行变分模态分解，得到每个所述惩罚因子参数值对应的低频运行噪声信号；

从所述有载分接开关振动信号中分别剔除每个所述惩罚因子参数值对应的低频运行噪声信号，得到每个所述惩罚因子参数值对应的降噪振动信号；

分别计算每个所述惩罚因子参数值对应的降噪振动信号中的噪声水平值；

对噪声水平值最小的降噪振动信号进行重构，得到降噪后的有载分接开关振动信号。

优选地，所述利用每个所述惩罚因子参数值对有载分接开关振动信号分别进行变分模态分解，得到每个所述惩罚因子参数值对应的低频运行噪声信号，包括：

针对所述有载分接开关振动信号构造变分约束问题，利用每个所述惩罚因子参数值将所述变分约束问题分别转换为非约束问题；

对所述非约束问题进行求解，得到优化后的各个模态分量；

利用预设规则从各个所述模态分量中提取目标模态分量，作为所述低频运行噪声信号。

优选地，所述变分约束问题的表达式具体为：