[发明专利]一种基于电-振动模型的电力变压器故障诊断方法

摘要

本发明公开了一种基于电-振动模型的电力变压器故障诊断方法，其通过采集变压器的电压信号、电流信号、油温信号以及多个振动测点，训练建立出电-振动模型，利用振动的实测数据与通过模型得到的预测数据进行比较，以对变压器进行故障诊断。本发明振动模型输入和输出都是和实际振动相关、能够测到或获得的信号、变压器参数等，具有很好的实用性；模型考虑了变压器振动的基频分量还包含了高次谐波，可以发现一些基频振动所无法反映的故障；模型考虑了变压器油箱壁多个测点振动，排除了单点振动信号对变压器内部振动反映不灵敏或者不完整的可能性，提高了利用电-振动模型进行变压器监测诊断的准确性。

主权项

一种基于电‑振动模型的电力变压器故障诊断方法，包括如下步骤：建立电‑振动模型：（1）采集电力变压器在正常运行状态下的输出电压信号、负载电流信号以及油温信号；同时在变压器油箱外表面上布置多个振动测点，采集各测点对应的振动信号；（2）根据所述的振动信号构建振动特征矩阵，并计算出输出电压信号的有效值、负载电流信号的有效值以及油温信号的平均值；（3）将步骤（2）中得到的振动特征矩阵以及有效值和平均值代入以下关系式中，通过拟合计算出该关系式中的各阶参数矩阵；进而将各阶参数矩阵反代入该关系式中得到电‑振动模型； V = Σ r = 0 m ( A r + C r T ) I 2 r + Σ r = 0 m ( B r + D r T ) U 2 r 其中：V为振动特征矩阵，U和I分别为输出电压信号和负载电流信号的有效值，T为油温信号的平均值，r为阶数且为0≤r≤m的自然数，m为1＜m≤9的自然数，Ar、Br、Cr和Dr均为r阶参数矩阵；利用电‑振动模型对电力变压器进行故障诊断：（a）根据步骤（1）和（2），在电力变压器运行状态下，采集其输出电压信号、负载电流信号、油温信号以及各测点的振动信号，进而计算出输出电压信号的有效值、负载电流信号的有效值以及油温信号的平均值，并根据振动信号构建振动特征矩阵，令该振动特征矩阵为Vreal；（b）将步骤（a）中得到的有效值和平均值代入所述的电‑振动模型中计算出振动特征矩阵，并令该振动特征矩阵为Vmod；（c）计算Vreal与Vmod的误差，通过使所述的误差与给定的误差阈值进行比较，以判断电力变压器是否故障。