[发明专利]一种基于非负张量分解的变压器绕组机械状态检测方法

说明书

本申请公开了一种基于非负张量分解的变压器绕组机械状态检测方法，所述方法包括：获取变压器绕组短路冲击时的短路电流信号和振动信号。根据所述短路电流信号和所述振动信号，计算得到短路电流信号时域包络和振动信号时域包络。根据所述短路电流信号时域包络和所述振动信号时域包络进行构建，得到三阶非负张量。计算所述三阶非负张量的核心张量，得到第一核心张量。计算所述第一核心张量的统计量，得到第一统计量。根据所述第一统计量，计算得到第一控制界限。若所述第一统计量属于所述第一控制界限的区间，则变压器绕组机械状态正常。本申请可以对变压器绕组初期故障进行有效识别，进而采取有效运维策略，避免形成重大故障。

技术领域

本发明涉及电力设备状态检测技术领域，尤其涉及一种基于非负张量分解的变压器绕组机械状态检测方法。

背景技术

如今大型电力变压器是电网最主要的电气设备，其性能直接影响着电力系统的安全稳定运行，对长期运行的电力变压器而言，其可靠性问题至关重要。随着我国电网容量的不断增大，短路容量相应增加，变压器出口短路形成的冲击电流所产生的巨大电磁作用力，会对变压器绕组的机械强度和稳定性构成严重威胁。若不及时对故障变压器进行维修，不仅会损害变压器，更会对电网的正常运行造成影响，甚至导致电力系统崩溃。

运行中的变压器遭受多次短路冲击后，其绕组受力变形，隐藏着绝缘缺陷，一旦遇到电压波动有可能导致绝缘击穿。多年的实践经验表明，变压器绕组变形后，通过一般的绝缘试验及油的试验难以准确进行判断，该故障表现为潜伏性故障。因此，在运行过程中，当变压器经历了外部短路事故或进行常规检修时，如何有效诊断变压器绕组是否存在松动，进而判断变压器是否需要进行检修处理是保障变压器安全运行的重要措施。

变压器绕组变形检测是目前变压器的常规试验项目之一，最常用的检测方法主要有两种：一是短路阻抗法，通过测量和分析变压器绕组在工频电压下的短路阻抗或漏抗，通过阻抗或漏抗的变化来判断变压器绕组是否发生了影响安全运行的变化。二是频响分析法，通过测量变压器绕组的传递函数并从频域对其进行描述，从而对变压器绕组是否发生变化进行诊断。

然而，上述方法存在的问题主要有：第一，短路阻抗法，这种方法灵敏度较低，故障检出率较低，只能在变压器线圈整体变形较为严重时得到较为准确的诊断结果。第二，频响分析法，该方法的频响波形较为复杂，对绕组状况进行判断需要进行较多试验，难以形成明确的定量判据，从而不利于工作人员判断。

发明内容

本发明提供一种基于非负张量分解的变压器绕组机械状态检测方法，以解决变压器在运行过程中，当变压器经历外部短路事故或进行常规检修时，如何有效诊断变压器绕组是否存在异常的问题。本发明通过对变压器绕组的机械工作状态进行诊断，有效地、准确地检测出变压器绕组的机械状态是否发生异常，从而可对变压器绕组及时采取有效措施，提高其运行可靠性。

本发明通过以下技术方案来实现：

本申请提供了一种基于非负张量分解的变压器绕组机械状态检测方法，所述方法包括：

获取变压器绕组短路冲击时的短路电流信号和振动信号；

根据所述短路电流信号和所述振动信号，计算得到短路电流信号时域包络和振动信号时域包络；

根据所述短路电流信号时域包络和所述振动信号时域包络进行构建，得到三阶非负张量；

计算所述三阶非负张量的核心张量，得到第一核心张量；

计算所述第一核心张量的统计量，得到第一统计量；

根据所述第一统计量，计算得到第一控制界限；

判断所述第一统计量，若属于所述第一控制界限的区间，则变压器绕组机械状态正常；

若所述第一统计量不属于所述第一控制界限的区间，则变压器绕组的机械状态异常。