[发明专利]一种基于多参量的有载分接开关故障监测方法

说明书

技术领域

本发明属于电力技术领域，更具体地，涉及一种基于多参量的有载分接开关故障监测方法。

背景技术

有载调压变压器在电力系统中发挥了联络电网、调节有功与无功潮流以及稳定负荷中心电压的重要作用,在电网中具有广泛的应用,通常在高压输电变压器上和重要负载的配电变压器上施行有载调压。有载分接开关是有载调压变压器的部件之一。依靠有载分接开关准确及时的动作,不仅可减少和避免电压的大幅度波动,而且可以强制分配负荷潮流,挖掘设备无功和有功出力,保证电力系统安全可靠运行,增加电网调度的灵活性。有载分接开关的制造质量和运行、检修技术水平直接关系到有载调压变压器的运行安全。因此研究有效的有载分接开关故障监测技术有着十分重要的意义。

中国专利CN201210525518.8中公布了一种有载分接开关运行状态的监测方法，对有载分接开关振动信号进行分析，利用相空间重构技术，计算其相空间点的密度分布曲线，实现对有载分接开关故障情况进行判断；中国专利CN20130346646.0公布了一种有载分接开关机械状态的监测方法，该方法测量有载分接开关的振动信号，并对振动信号进行相空间重构，利用聚类分析的方法对有载分接开关的故障情况进行判断；上述有载分接开关的监测方法多是利用振动信号的非线性对其进行相空间重构，在相空间重构的基础上对其振动情况进行分析；并利用电流信号、驱动电机旋转角度等信号进行辅助判断，对有载分接开关的运行状态进行监测；其主要的问题在于：都是直接对有载分接开关混合振动信号进行分析，现场应用识别率较低。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于多参量的有载分接开关故障监测方法，其目的在于通过建立有载分接开关故障特征信息库，由此提高故障识别的准确度。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于多参量的有载分接开关故障监测方法，包括如下步骤：

(1)从有载分接开关采集振动信号，并对采集到的振动信号进行分离，获得有载分接开关的振动信号、变压器振动信号、铁芯振动信号三个独立的振动信号；

(2)通过相空间重构获取有载分接开关的振动信号的几何分布特征参数：

(3)模拟有载分接开关正常运行与故障运行，采用步骤(1)～(2)的方法获各种运行状态下的振动信号的几何分布特性参数；根据该几何分布特性参数建立有载分接开关的特征参数库，并建立每种运行状态的正态隶属度函数；

(4)根据上述正太隶属度函数建立振动信号与运行状态的对应关系；根据对应关系建立有载分接开关故障信息特征库。

优选地，上述基于多参量的有载分接开关故障监测方法，还包括如下步骤：

(5)根据采集到的电流信号判定有载分接开关是否发生故障；根据振动信号与故障信息特征库确定故障类型。

优选地，上述基于多参量的有载分接开关故障监测方法，其步骤(5)包括如下子步骤：

(5.1)采集有载分接开关正常运行以及故障运行情况下的电流信号；利用希尔伯特变换求取各运行状态下的电流信号的包络线；

(5.2)将有载分接开关正常状态下的包络线与故障状态下的包络线进行比较，根据比较结果设定有载分接开关电流信号的故障阈值；

(5.3)在故障判定中，根据采集到的电流信号判定有载分接开关是否发生故障；并根据振动信号与故障信息特征库确定故障类型。

优选地，上述基于多参量的有载分接开关故障监测方法，其步骤(1)包括如下子步骤：

(1.1)利用三路振动传感器分别从有载分接开关采集振动信号；

(1.2)对采集到的三路振动信号进行混合信号分离，获得有载分接开关的振动信号、变压器振动、铁芯振动三个独立的振动信号；

由于利用传感器采集到的振动信号混含有变压器本体与铁心振动，对采集到的振动信号使用混合信号分离算法，将杂糅在其中的各种振动信号区分出来，以提取有载分接开关本身的振动信号；可采用盲源分离算法作为混合信号分离算法；盲源分离算法是基于原始信号统计独立性，在原始信号未知的情况下从混合信号中分离出原始信号的一种算法。

优选地，上述基于多参量的有载分接开关故障监测方法，其步骤(2)包括如下子步骤：

(2.1)利用互信息法与虚假临近点法对有载分接开关的振动信号进行相空间重构，获得振动信号的相空间重构图谱；