專利名稱：電力變壓器鐵芯松動故障診斷與故障初步定位系統(tǒng)及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種輸變電設備狀態(tài)在線監(jiān)測技術，尤其涉及一種電力變壓器鐵芯松動故障診斷及故障初步定位系統(tǒng)及方法，屬于智能變電站技術領域。
背景技術：
引起變壓器器身的振動原因主要有變壓器本體的振動及冷卻系統(tǒng)裝置的振動。冷卻裝置引起的基本振動頻率較低，與變壓器本體振動有明顯不同；本體振動包括鐵芯和繞組的振動。變壓器通電運行后，繞組中流過電流，在鐵芯和繞組中產(chǎn)生電磁場；鐵芯硅鋼片 材料在磁場作用下發(fā)生磁致伸縮，即原子的尺寸發(fā)生微小形變，引起鐵芯振動。圖I中的實線描述了磁致伸縮形變與鐵芯中磁通密度的關系。為了簡化將其用二次曲線代替，即圖中虛線?？梢钥闯?，磁致伸縮形變量與磁通密度大小的平方成線性關系。已知負載電壓和磁通密度之間的關系為
權利要求
1.一種電力變壓器鐵芯松動故障診斷與故障初步定位系統(tǒng)，其特征在于包括至少三個振動傳感器、轉換接口、數(shù)據(jù)采集儀以及分析模塊；其中，所述振動傳感器用于根據(jù)預設的采樣頻率和采樣時間采集電力變壓器的振動信號，然后將該振動信號通過所述轉換接口傳送至數(shù)據(jù)采集儀，并且在所有振動傳感器中，有三個振動傳感器分別設置在電力變壓器油箱頂面與電力變壓器三相繞組對應的三個位置；所述數(shù)據(jù)采集儀用于采集和記錄振動傳感器檢測到的振動信號，然后將其輸出至分析模塊；所述分析模塊對數(shù)據(jù)采集儀輸出的信號數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理和故障診斷，最終得出診斷結果。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種電力變壓器鐵芯松動故障診斷與故障初步定位系統(tǒng)，其特征在于所述分析模塊包括小波降噪處理單元、傅立葉變換單元、存儲單元、計算單元、輸出單兀； 其中，所述小波降噪處理單元將數(shù)據(jù)采集儀輸出的振動信號進行小波降噪處理，然后由傅立葉變換單元對小波降噪處理單元處理后的振動信號進行傅立葉變換，得到振動信號的頻譜數(shù)據(jù)； 所述存儲單元用于存儲第一故障閾值以及第二故障閾值，其中第一故障閾值為振動信號位于300Hz的頻譜分量幅值的閾值，第二故障閾值為50Hz與150Hz處的頻譜分量幅值之和的閾值； 所述計算單元用于將振動信號的頻譜數(shù)據(jù)中位于300Hz的頻譜分量幅值與第一故障閾值比較，當振動傳感器在同一情況下進行不少于3次振動信號采樣，而至少有2次振動信號的頻譜數(shù)據(jù)位于300Hz處的頻譜分量幅值大于第一故障閾值時，再計算振動信號的頻譜數(shù)據(jù)分別位于50Hz、150Hz處的頻譜分量幅值之和，將其與第二故障閾值對比；當振動傳感器在同一情況下進行不少于3次振動信號采樣，而至少有2次振動信號的頻譜數(shù)據(jù)位于50Hz、150Hz處的頻譜分量幅值之和大于第二故障閾值時，判斷采集該振動信號的振動傳感器位置附近的鐵芯發(fā)生松動故障，將該診斷結果發(fā)送至輸出單元進行輸出顯示。
3.一種基于如權利要求I所述的電力變壓器鐵芯松動故障診斷與故障初步定位系統(tǒng)的故障診斷及故障初步定位方法，其特征在于，具體如下 在電力變壓器空載時，進行以下步驟 步驟(1)，根據(jù)預定的采樣頻率和采樣時間，采用如權利要求I所述的三個振動傳感器分別對電力變壓器的振動信息進行采樣，同一情況下進行不少于3次采樣； 步驟(2)，在每個振動傳感器的采樣數(shù)據(jù)中，根據(jù)采樣頻率、采樣時間或采樣點數(shù)，整周期截取變壓器振動信號； 步驟(3)，對步驟(2)截取的振動信號進行小波降噪處理，再進行傅立葉頻譜分析，得到振動信號分別位于50Hz、150Hz、300Hz處的頻譜分量幅值； 步驟(4)，將振動信號位于300Hz處的頻譜分量幅值乘以I. 2至2. 5倍作為第一故障閾值CR1 ;計算振動信號分別位于50Hz、150Hz處的頻譜分量幅值之和，然后再將該頻譜分量幅值之和乘以I. 2至2. 5倍作為第二故障閾值CR2 ； 在電力變壓器空載穩(wěn)定運行時，進行以下步驟 步驟(5)，重復步驟(I)至步驟(3)，進行電力變壓器振動信號的采樣、處理步驟，得到振動信號分別位于50Hz、150Hz、300Hz處的頻譜分量的幅值； 步驟(6)，將振動信號位于300Hz處的分量幅值與第一故障閾值CR1對比，當振動傳感器在同一情況下進行不少于3次振動信號采樣，而至少有2次采樣的振動信號的頻譜數(shù)據(jù)位于300Hz處的頻譜分量幅值大于第一故障閾值時，進入下一步驟；否則，返回步驟(I)；步驟(7)，計算振動信號分別位于50Hz、150Hz處的頻譜分量幅值之和，將其與第二故障閾值CR2對比，當振動傳感器在同一情況下進行不少于3次振動信號采樣，而至少有2次采樣的振動信號的頻譜數(shù)據(jù)位于50Hz、150Hz處的頻譜分量幅值之和大于第二故障閾值CR2時，判斷采集該振動信號的振動傳感器位置附近的鐵芯發(fā)生松動故障；否則，返回步驟 (I)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電力變壓器鐵芯松動故障診斷與故障初步定位系統(tǒng)及方法，屬于電力變壓器故障智能診斷技術領域。本發(fā)明的故障診斷與故障初步定位系統(tǒng)由振動傳感器、信號采集儀和計算機系統(tǒng)組成。故障診斷與故障初步定位方法利用安裝在變壓器頂面的3個振動傳感器測量振動信號，對信號進行傅立葉分析，得到鐵芯松動故障特征量，分別為50Hz分量、150Hz分量和300Hz分量，以300Hz為主要特征量，當某一位置的這些分量的幅值增加到一定值，說明該位置發(fā)生鐵芯松動故障，通過比較3個位置信號特征量的不同可進行故障定位。本發(fā)明能準確反映鐵芯松動的故障特征，可有效的檢測電力變壓器鐵芯松動故障。
文檔編號G01R23/16GK102721465SQ20121019393
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月13日 優(yōu)先權日2012年6月13日
發(fā)明者劉洪濤, 吳益明, 張贏, 李凱, 王春寧, 陳楷, 陳濤濤, 馬宏忠, 高鵬 申請人:江蘇省電力公司南京供電公司, 河海大學