電力變壓器振動及故障特征提取研究.pdf

1、電力變壓器是電網(wǎng)中的重要設(shè)備，其故障監(jiān)測歷來受到重視?；谡駝拥谋O(jiān)測方法由于具有在線、不影響變壓器工作等特點以及具備發(fā)現(xiàn)變壓器早期機械故障的能力，逐漸受到青睞。本文結(jié)合“大型電力變壓器振動研究”的國家863和國家自然科學基金等項目，采用自主研發(fā)的大型電力變壓器振動狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，對各種類型的電力變壓器進行了大量實驗測試，并結(jié)合建模和現(xiàn)代信號處理分析方法，對變壓器的振動和故障特征提取問題進行了研究，主要工作和研究成果如下：

2、　　 (1)總結(jié)分析了變壓器振動研究和故障監(jiān)測的發(fā)展歷程，結(jié)合實驗對主要研究對象變壓器繞組和鐵心的振動機理進行了深入的研究與分析，為后續(xù)的研究工作奠定了理論基礎(chǔ)。
　　 (2)將激勵力引入模型進行繞組振動分析和仿真，并通過改變激勵力對稱性來模擬實際激勵力的可能改變。引入繞組多維模型進行分析，提出了繞組故障在不同負載下的整體不對稱特征；通過單維模型的受力仿真分析，提出了繞組與負載相關(guān)的上下不對稱特征以及隨負載變化的傳遞特征；并通

3、過在變壓器生產(chǎn)廠的實驗對各種特征進行驗證，證明其有效性。
　　 (3)將結(jié)構(gòu)參數(shù)的非線性和與電磁力相關(guān)的非線性引入繞組振動分析，解釋了繞組振動可能存在的幾種非線性現(xiàn)象，結(jié)合實驗指出4倍工頻頻率是繞組非線性頻率成分中需要額外關(guān)注的。通過分析希爾伯特變換的幅值和頻率的正相關(guān)性，提出了適于弱非線性信號復雜度檢測的幅值加權(quán)瞬時頻率分析方法；通過對激勵力引入隨機性，提出遞歸直方圖熵對繞組松動進行非線性的表征，并作為對基頻特征量的有效補充。

4、
　　 (4)對不同壓緊力下鐵心振動進行了機理研究，提出了鐵線松動時非軋制方向磁通的增加將導致振動中頻段能量的增加，并以此為一個基本特征；引入遞歸分析方法將不同壓緊力狀態(tài)下的鐵心振動進行對比，提出多元遞歸分析方法對不同壓緊力鐵心整體振動特性進行衡量；并采用單通道遞歸分析對鐵芯局部振動特性進行表征，通過兩組實驗數(shù)據(jù)驗證了提出方法的有效性。
　　 (5)通過研究磁致伸縮的不同階段以及接縫處磁通的變化規(guī)律，表明鐵心振動具備高頻

5、沖擊特性，并采用EMD分析方法對沖擊特性進行了分析。研究了不同壓緊力下鐵心振動沖擊特性的變化規(guī)律，提出采用譜峰度、基于小波和經(jīng)典濾波方法的峰度分析方法對這種特性進行表征，實驗數(shù)據(jù)的分析結(jié)果表明了方法的有效性。
　　 (6)從機理上分析了鐵心直流偏磁振動，并提出了直流偏磁振動的三個重要特征。提出了包括廣義延時相關(guān)的方法監(jiān)測直流偏磁的半波不對稱性特征，以及基于傅里葉分析、互信息、采樣熵的特征提取方法對鐵心直流偏磁振動進行分析。通過大