【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统及其自动化，具体为一种基于振动矩阵的变压器绕组变形及铁芯移位分析方法。
技术介绍
1、电力变压器作为确保供电正常的重要系统，其自身的安全性和稳定性至关重要。但是由于电力变压器始终处于工作状态，始终位于户外，受自然环境及天气的影响较大。在这种情况下，电力变压器极易出现各种各样的故障。一旦出现故障就会影响整个供电系统的稳定性，严重的还会影响到大范围的生活用电。
2、因此，为了确保电力变压器始终处于正常的运行状态，确保供电系统的稳定，需要及时对变压器存在的故障进行诊断，基于振动矩阵的变压器绕组变形及铁芯移位分析方法，望能够为电力变压器供电系统的稳定性。
3、电力变压器的可靠性和稳定性在极大程度上影响着整个电网的安全运行。据统计，由于变压器抗短路能力不足而引发的绕组故障逐年增加，并日益成为电力变压器故障的主要原因，因此，迫切需要一种能够准确判断绕组机械状态的方法。
4、传统方法中，常用于检测变压器绕组变形的有低压脉冲法（lvi)、频率响应分析法（fra）以及短路阻抗法等方法。近年来，利用振动法检测绕组机械状态逐渐成为国内外研究的热点。与传统方法相比，振动法与整个电力系统没有电气连接，对整个电力系统的正常运行无任何影响，具有较强的抗干扰能力和灵敏度，能够安全、可靠地监测电力变压器的状态，具有良好的应用前景。
5、国外的garcia和burgos以及西安交通大学的汲胜昌等学者对基于振动的电力变压器进行了深入研究，并提出振动信号的基频是负载电流基频的2倍，故变压器绕组振动信
6、目前变压器绕组变形监测和分析存在以下问题：不能进行在线的检测。故尽早及时在线检测出变压器绕组是否变形对变压器的稳定运行以及采取相应对的措施很重要，目前尚无有效的检测轻中度绕组变形的解决方案，也没有可以进行绕组变形的在线检测方案。
技术实现思路
1、鉴于现有一种基于振动矩阵的变压器绕组变形及铁芯移位分析方法中存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术的目的是提供一种基于振动矩阵的变压器绕组变形及铁芯移位分析方法，解决了因变压器的电流变化范围大，难以折算准确，故将100hz基频分量的变化作为唯一的诊断条件，难以保证诊断的准确性。另外，考虑到电力变压器内部多种故障均能引起基频分量的变化，无法实现进一步确定绕组变形故障的目的。因此，该方法给电力变压器的绕组变形故障诊断带来了较大的误差的问题。
3、为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了如下技术方案：
4、一种基于振动矩阵的变压器绕组变形及铁芯移位分析方法，具体包括以下步骤：
5、s1，布置振动测点，实时监测负载电流及各测点的振动信号；
6、s2，采集冲击跳变振动信号，判别电力变压器的跳闸形态；
7、s3，根据提取固有频率对第一电力变压器进行绕组变形诊断；
8、s4，根据非线性程度的变化对第二电力变压器进行绕组变形诊断。
9、作为本专利技术所述的一种基于振动矩阵的变压器绕组变形及铁芯移位分析方法的一种优选方案，其中：还包括辅助分析方法，具体包括以下步骤：
10、s10：变压器模型设置多组不同类型和程度的绕组故障并求解得到对应的电气参数；
11、s20：建立绕组等值电路模型；
12、s30：结合所述电气参数和所述等值电路模型得到每组所述绕组故障的频响曲线数据；
13、s40：根据所述频响曲线数据计算red值；
14、s50：根据所述red值计算mmr值；
15、s60：将所述mmr值与预设值进行大小比较，所述mmr值大于所述预设值时，判断发生了轴向位移，所述mmr值小于所述预设值时判断发生了径向变形并进行下一步；
16、s70：根据下列公式计算偏移面积比值s：
17、其中，ay(i）和ax(i）分别是两个曲线交点间第i个数据点的幅值，f(i）是第i个数据点的频率值，两条曲线交点之间一共n个数据点，两条曲线是指指纹曲线和描述曲线；
18、s80：比较所述偏移面积比值和设定值。
19、作为本专利技术所述的一种基于振动矩阵的变压器绕组变形及铁芯移位分析方法的一种优选方案，其中：步骤s80中，当所述偏移面积比值符合所述设定值时判断发生了径向变形但没有同时发生轴向偏移，否则判断发生了径向变形且同时发生了轴向位移。
20、作为本专利技术所述的一种基于振动矩阵的变压器绕组变形及铁芯移位分析方法的一种优选方案，其中：步骤s20具体为：
21、s201：在ansoftmaxwell软件中搭建有限元模型，所述有限元模型中的高低压绕组均由8个线饼组成；
22、s202：在每个所述线饼建立4个方向凸出的模型，凸出程度为所述线饼的10％；
23、s203：建立绕组等值电路模型，所述等值电路模型由8级高低压互相耦合的电路构成，所述等值电路模型的扫频信号频带为10hz～1mhz，扫频频率间隔为50hz；
24、s204：根据所述有限元模型进行仿真后得到fra曲线作为所述指纹曲线，再根据有限元分析故障后的电气参数修改绕组电路模型中的元件值，得到新的fra曲线作为所述描述曲线。
25、作为本专利技术所述的一种基于振动矩阵的变压器绕组变形及铁芯移位分析方法的一种优选方案，其中：步骤s40具体包括：
26、s401：将所述频响曲线数据分为9个区域频带；
27、s402：分别利用下列公式计算径向变形和轴向位移下区域中ed的值，并将最终的计算结果称为red值进一步，步骤s5具体为：对所述red值进行归一化处理，并获取最大的red值与最小的red值的比值，称为mmr值。
28、作为本专利技术所述的一种基于振动矩阵的变压器绕组变形及铁芯移位分析方法的一种优选方案，其中：还包括针对铁芯的检测方法，具体包括以下步骤：
29、步骤一，通过变压器铁芯外引接地线上测量引线中电流的大小，判断变压器铁芯是否存在多点接地现象；
30、步骤二，检测数据当变压器铁心接地电流检测结果受环境及检测方法的影响较大时，通过历次试验结果进行综合比较，根据其变化趋势作出判断；
31、步骤三，综合考虑设备历史运行状况、同类型设备参考数据，同时结合其他带电检测试验结果，如油色谱试验、红外精确测温及高频局部放电检测等手段进行本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于振动矩阵的变压器绕组变形及铁芯移位分析方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于振动矩阵的变压器绕组变形及铁芯移位分析方法，其特征在于，还包括辅助分析方法，具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于振动矩阵的变压器绕组变形及铁芯移位分析方法，其特征在于，步骤S80中，当所述偏移面积比值符合所述设定值时判断发生了径向变形但没有同时发生轴向偏移，否则判断发生了径向变形且同时发生了轴向位移。
4.根据权利要求2所述的一种基于振动矩阵的变压器绕组变形及铁芯移位分析方法，其特征在于，步骤S20具体为：
5.根据权利要求2所述的一种基于振动矩阵的变压器绕组变形及铁芯移位分析方法，其特征在于，步骤S40具体包括：
6.根据权利要求1所述的一种基于振动矩阵的变压器绕组变形及铁芯移位分析方法，其特征在于，还包括针对铁芯的检测方法，具体包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种基于振动矩阵的变压器绕组变形及铁芯移位分析方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于振动矩阵的变压器绕组变形及铁芯移位分析方法，其特征在于，还包括辅助分析方法，具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于振动矩阵的变压器绕组变形及铁芯移位分析方法，其特征在于，步骤s80中，当所述偏移面积比值符合所述设定值时判断发生了径向变形但没有同时发生轴向偏移，否则判断...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄令帅，李先兴，马向阳，
申请(专利权)人：华能临沂发电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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