一种不同温度下变压器绕组振动加速度的归一化方法技术

本发明专利技术提供一种不同温度下变压器绕组振动加速度的归一化方法，获取变压器在不同油温下的绕组振动信号；建立变压器油的温度与绕组振动加速度基频幅值的关系曲线，利用曲线斜率将不同温度下的绕组振动加速度进行归一化。将不同温度下变压器绕组振动加速度的归一化，提高了电力变压器的故障诊断技术，节约了人力物力。

A normalized method for vibration acceleration of transformer windings at different temperatures

The invention provides a transformer winding vibration acceleration under different temperature normalization method, get the vibration signals in Transformer Windings under different oil temperature and the relationship curve is established; the winding vibration acceleration amplitude frequency of transformer oil, the slope of the curve of different winding vibration acceleration temperature were normalized. The normalization of vibration acceleration of transformer windings under different temperatures improves the fault diagnosis technology of power transformers and saves manpower and material resources.

【技术实现步骤摘要】
一种不同温度下变压器绕组振动加速度的归一化方法
本专利技术涉及变压器领域，尤其涉及一种不同温度下变压器绕组振动加速度的归一化方法。
技术介绍
电力变压器作为大电网的结点，是电力系统中十分重要设备之一，它的安全可靠运行直接影响着电网的安全稳定性。随着经济社会的快速发展，我国的电网等级不断提高，电力变压器也朝着更高等级和更大容量的方向发展。另一方面，电力变压器的工作环境极其恶劣，短路冲击、老化、雷电冲击等等因素不可避免会引发诸如绕组移位，绕组变形，铁芯移位等等故障，严重威胁电力变压器安全可靠运行。因此，电力变压器的故障诊断技术越来越受到国内外的重视，基于变压器振动信号的变压器状态监测技术因其能够实现对电力变压器实现在线监测的优点得到越来越多的关注。电力变压器在运行过程中，由于存在不可避免的铜耗和铁耗，会导致变压器油的温度会升高。油温对变压器振动的产生和传递过程都有一定影响。现有技术中提出了变压器铁磁致伸缩为非线性现象，温度对其有一定影响；油温通过影响变压器油的粘度影响振动传递到油箱表面的过程；温度的变化会引起变压器结构固有频率的改变受迫振荡的幅值。通过实验研究得出，变压器箱体振动随油温上升呈线性增长趋势，且温度系数在0.005-0.035范围内与变压器容量无关。绕绝缘纸板的弹性模量随温度升高而下降，绕组结构刚度产生变化，振动特性随之改变。之前研究都明确解释了温度对变压器不同部件的影响，以及对变压器振动信号的影响。但是目前还没有提出对不同温度下的绕组振动信号复幅值进行归一化的方法，结果就是只能实验测量高温下的振动信号，浪费了大量人力物力。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的不足，本专利技术的目的在于，提供一种不同温度下变压器绕组振动加速度的归一化方法，归一化方法包括：S1：获取变压器在不同油温下的绕组振动信号；S2：建立变压器油的温度与绕组振动加速度基频幅值的关系曲线，利用曲线斜率将不同温度下的绕组振动加速度进行归一化，归一化公式如下：式中，an为变压器油为常温时，绕组加速度振动幅值，aT为变压器油在测试时的温度下，绕组加速度幅值，k为变压器油在测试时温度对应曲线上点的斜率，ΔT为测得温度与常温的差值，算得λ为无量纲的归一化，表示常温下绕组加速度振动幅值与测得绕组加速度幅值之比。优选地，步骤S1还包括：获取变压器不同油温下的绕组振动信号；根据单相变压器结构对称性，在变压器箱体表面设置至少两个采集点，采集变压器绕组振动加速度信号，采集点的设置位置为避开变压器外壳的非线性结构。优选地，在变压器箱体表面设置四个采集点。优选地，步骤S2之后还包括：对不同电压等级的变压器重复步骤S1和步骤S2，得到不同温度下绕组振动加速度基频幅值，建立温度与绕组振动加速度幅值的关系曲线，并求变压器油在测试温度下，所对应曲线上点的斜率k的平均值，代入归一化公式。优选地，步骤S2之后还包括：对不同结构的变压器重复步骤S1和步骤S2，得到不同温度下绕组振动加速度基频幅值，建立温度与绕组振动加速度幅值的关系曲线，并求变压器油在测试温度下，所对应曲线上点的斜率k的平均值，代入归一化公式。优选地，步骤S2中：k＝7.3217e-4。优选地，步骤S1还包括：变压器的油温为顶层油温与底层油温的平均值。从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：本专利技术提出了不同温度下变压器绕组振动加速度的归一化方法，提高了电力变压器的故障诊断技术，节约了人力物力。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为不同温度下变压器绕组振动加速度的归一化方法流程图；图2为变压器油的温度与绕组振动加速度基频幅值的关系曲线图；图3为变压器箱体示意图；图4为变压器油的温度与绕组振动加速度基频幅值的关系优选实施例曲线图。具体实施方式为使得本专利技术的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本专利技术保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。本专利技术提供一种不同温度下变压器绕组振动加速度的归一化方法，如图1和图2所示，归一化方法包括：S1：获取变压器不同油温下的绕组振动信号；S2：建立变压器油的温度与绕组振动加速度基频幅值的关系曲线，利用曲线斜率将不同温度下的绕组振动加速度进行归一化，归一化公式如下：式中，an为变压器油为常温时，绕组加速度振动幅值，aT为变压器油在测试时的温度下，绕组加速度幅值，k为变压器油在测试时温度对应曲线上点的斜率，ΔT为测得温度与常温的差值，算得λ为无量纲的归一化，表示常温下绕组加速度振动幅值与测得绕组加速度幅值之比。变压器的油温为顶层油温与底层油温的平均值。本专利技术中，步骤S1还包括：获取变压器不同油温下的绕组振动信号。根据单相变压器结构对称性，在变压器箱体表面设置至少两个采集点，采集变压器绕组振动加速度信号，采集点的设置位置为避开变压器外壳的非线性结构。如加强筋等，保证采集到的振动信号受到污染最小。如图3所示，在变压器5的箱体表面6设置四个采集点。四个采集点分别为采集点1，采集点2，采集点3，采集点4。本专利技术中，对不同电压等级的变压器重复步骤S1和步骤S2，得到不同温度下绕组振动加速度基频幅值，建立温度与绕组振动加速度幅值的关系曲线，并求变压器油在测试温度下，所对应曲线上点的斜率k的平均值，代入归一化公式。如图4所示，以图4中的曲线7为例，获取变压器不同油温下的绕组振动信号；建立变压器油的温度与绕组振动加速度基频幅值的关系曲线7，利用曲线斜率将不同温度下的绕组振动加速度进行归一化。其中在确定斜率k时，变压器油在测试温度为25℃时，对应曲线7上的点11，变压器油在测试温度为30℃时，对应曲线7上的点12，变压器油在测试温度为35℃时，对应曲线7上的点13，变压器油在测试温度为40℃时，对应曲线7上的点14，变压器油在测试温度为45℃时，对应曲线7上的点15，变压器油在测试温度为47℃时，对应曲线7上的点16。分别获取曲线7上点11处的斜率，点12处的斜率，点13处的斜率，点14处的斜率，点15处的斜率，点16处的斜率，将上述斜率进行平均值运算得到斜率k，代入归一化公式。当然在曲线上取的点越多斜率k的取值更为精确。除了对不同电压等级的变压器重复步骤S1和步骤S2以外，还对不同结构的变压器重复步骤S1和步骤S2，得到不同温度下绕组振动加速度基频幅值，建立温度与绕组振动加速度幅值的关系曲线，并求变压器油在测试温度下，所对应曲线上点的斜率k的平均值，代入归一化公式。具体算法如上所述。优选地，k＝7.3217e-4。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本专利技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本专利技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不同温度下变压器绕组振动加速度的归一化方法，其特征在于，归一化方法包括：S1：获取变压器在不同油温下的绕组振动信号；S2：建立变压器油的温度与绕组振动加速度基频幅值的关系曲线，利用曲线斜率将不同温度下的绕组振动加速度进行归一化，归一化公式如下：

【技术特征摘要】
1.一种不同温度下变压器绕组振动加速度的归一化方法，其特征在于，归一化方法包括：S1：获取变压器在不同油温下的绕组振动信号；S2：建立变压器油的温度与绕组振动加速度基频幅值的关系曲线，利用曲线斜率将不同温度下的绕组振动加速度进行归一化，归一化公式如下：式中，an为变压器油为常温时，绕组加速度振动幅值，aT为变压器油在测试时的温度下，绕组加速度幅值，k为变压器油在测试时温度对应曲线上点的斜率，ΔT为测得温度与常温的差值，算得λ为无量纲的归一化，表示常温下绕组加速度振动幅值与测得绕组加速度幅值之比。2.根据权利要求1所述的不同温度下变压器绕组振动加速度的归一化方法，其特征在于，步骤S1还包括：获取变压器不同油温下的绕组振动信号；根据单相变压器结构对称性，在变压器箱体表面设置至少两个采集点，采集变压器绕组振动加速度信号，采集点的设置位置为避开变压器外壳的非线性结构。3.根据权利要求1所述的不同温度下变压器绕组振动加速度...

【专利技术属性】
技术研发人员：田丰，邓小文，杨毅，刘石，高庆水，张楚，杜胜磊，金格，蔡笋，孙文星，杨贤，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44