[发明专利]变压器有载分接开关机械状态监测方法及系统

摘要

本发明公开了一种变压器有载分接开关机械状态监测方法及系统。本发明包括：采集有载分接开关切换过程中的振动信号；对振动信号进行相空间重构，计算延迟时间；根据延迟时间对振动信号进行粗粒化处理；对粗粒化后得到的振动信号矩阵进行归一化；使用拉格朗日法计算归一化后的振动信号矩阵的基矩阵；计算振动信号的低维系数矩阵及其统计量；计算统计量的元素平均值及统计量的控制限值；根据统计量的元素平均值对分接开关的机械状态进行判断。本发明能对变压器有载分接开关的机械状态进行诊断，有效地、准确地检测出分接开关机械状态是否发生变化，从而可对分接开关及时采取有效措施，提高其运行可靠性。

主权项

1.变压器有载分接开关机械状态监测方法，其特征在于，包括：/n步骤1)，采集有载分接开关切换过程中的振动信号；/n步骤2)，对振动信号进行相空间重构，计算延迟时间；/n步骤3)，根据延迟时间对振动信号进行粗粒化处理，写成矩阵形式；/n步骤4)，对粗粒化后得到的振动信号矩阵按列进行归一化处理；/n步骤5)，使用拉格朗日算法迭代计算归一化后的振动信号矩阵的基矩阵；/n步骤6)，根据基矩阵计算振动信号的低维系数矩阵及其统计量；/n步骤7)，计算统计量的元素平均值及统计量的控制限值；/n步骤8)，根据统计量的元素平均值对有载分接开关机械状态进行判断；/n步骤2)中，对振动信号x(t)进行相空间重构的公式为：/n /n式中，m为嵌入维数，τ为延迟时间，N为振动信号x(t)的长度；/n步骤3)中，根据计算得到的延迟时间τ，对振动信号x(t)进行粗粒化处理，得到N-τ+1个序列y_j，所述y_j的表达式为：/n b＝N/τ为整数；/n若b＝N/τ为非整数，令b₁为b＝N/τ取整后的结果，则有：/n /n将N-τ+1个序列y_j写成矩阵的形式，记为A，所述矩阵A的行数为P＝N-τ+1，列数为Q，其中，当N/τ为整数时，有Q＝N/τ，否则，有Q＝N/τ+1，矩阵A的表达式为：/n /n步骤4)中，对矩阵A_P×Q按列进行归一化处理，得到归一化矩阵B_P×Q，所述的归一化计算公式为：/n 式中，j＝1,2,…,Q；/n步骤5)中，所述基矩阵W的计算过程为：/n5a)初始化矩阵B_P×Q，其主对角线上的元素为1，其它元素均为零；/n5b)建立基矩阵W的求解模型，为：/n /ns.t.W≥0；/n式中，G为目标函数；||B-WW^TB||_F表示矩阵的Frobenius范数；W为基矩阵；min下面的W与等式右边的W的含义相同；/n5c)使用拉格朗日算法求解基矩阵W的最优解，定义拉格朗日函数L为/n /n式中，λ为拉格朗日乘子；Tr表示矩阵的迹；/n对拉格朗日函数L求偏导，有：/n /n /n其KKT条件为：/n(-BB^TW+WW^TBB^TW)_ijW_ij＝λ_ijW_ij＝0，/n对每个元素W_ij和其对应的拉格朗日乘子λ_ij进行迭代计算，若满足KKT条件，则迭代结束，得到基矩阵W。/n