一种电力变压器绕组形变状态多信息检测方法及装置

摘要

一种电力变压器绕组形变状态多信息检测方法及装置，属于电力设备故障诊断技术领域。方法：通过检测电力变压器频率特性，检测高低压侧电流、电压及相角，检测超声信号，检测振动信号，实现了绕组形变状态的在线检测、故障相别检测、故障位置检测及故障类型检测；有效解决了检测信号单一化，无法有效检测电力变压器绕组运行状况、故障位置及类型的问题。装置，包括电压互感器、电流互感器、超声波探头、振动传感器、信号调理电路、AD转换电路及处理器；电压互感器、电流互感器、超声波探头及振动传感器的输出端与信号调理电路的输入端相连，信号调理电路的输出端经AD转换电路与处理器的输入端相连，处理器的输出端与通信总线相连。

主权项

一种电力变压器绕组形变状态多信息检测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：采用扫频检测方式获得变压器绕组的幅频响应特性，在变压器绕组一端施加正弦波激励源，连续改变正弦波激励源的频率，测量在不同频率下的响应端电压和激励端电压的信号幅值之比，获得指定激励端和响应端情况下的绕组幅频响应特性；通过将得到的变压器各绕组的幅频响应特性与历史数据进行纵向比较，得到幅频响应特性变化值，若幅频响应特性变化值超过设定门限值，则判断为故障状态，否则，判断为正常状态；步骤2：对变压器两端电流、电压及相角进行在线采集，根据不同负荷下的电流、电压及相角信号，在线计算出变压器三相绕组的短路电抗，计算出的短路电抗除以短路电抗出厂值，得到短路电抗变化率；当同类变压器绕组短路电抗变化率大于标准规定值时，则判断变压器绕组发生形变；步骤3：采集变压器绕组对应位置的超声信号，将若干个超声波探头沿着变压器油箱表面的绕组对应位置移动，通过超声波探头扫描绕组全部表面，并测试记录绕组各点位置对应的超声信号，获得绕组表面各点相对油箱箱体表面距离的数据；将得到的绕组表面各点相对油箱箱体表面距离的数据与变压器出厂数据进行比较，判断故障位置；步骤4：采集变压器振动信号，将若干个振动传感器布置在变压器绕组对应位置的油箱侧壁上，采集变压器油箱表面的振动信号；步骤5：提取变压器振动信号特征，对变压器振动信号进行特征值提取；步骤6：分别针对不同状态类型建立相关向量机分类器模型，将已知状态类型的变压器绕组的各信号特征值作为该模型的输入，所述各信号特征值为归一化后的小波包能量熵；在对应的相关向量机分类器模型中进行训练学习，计算出各相关向量机分类器模型的超参数和相关权重向量；各状态类型对应的各信号特征值在其输入的相关向量机分类器模型中计算得到的后验概率为该模型的输出，设定门限值，记录后验概率与门限值的大小关系及对应的状态类型，进而确定各相关向量机分类器模型；所述状态类型包括变压器绕组辐向压缩、辐向拉伸、轴向绝缘脱落及端部叠套；步骤7：利用步骤6中确定的相关向量机分类器模型和未知状态类型的变压器绕组的各信号特征值对变压器绕组进行故障诊断，将提取的未知状态类型的变压器绕组的各信号特征值分别输入各相关向量机分类器模型中，计算各信号特征值在相关向量机分类器模型中的后验概率，并判断该后验概率与门限值的大小关系，与记录的后验概率与门限值的大小关系进行比较；若两者等同，则确定当前信号特征值对应的状态类型，进而确定未知状态类型的变压器绕组的各信号特征值对应的全部状态类型，即得到变压器绕组故障类型检测结果。