【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及变压器监测，尤其涉及一种变压器绕组变形监测系统及方法。
技术介绍
1、变压器是一种电力设备，其主要作用是将交流电的电压从一个电压级别转换到另一个电压级别。变压器作为输电环节中不可缺失的一部分，其是否正常运行直接影响着电能的质量。
2、变压器一旦出现故障，波及范围非常广，甚至导致电力系统瘫痪。45％的变压器故障都是由于变压器抗短路能力不足导致的，而变压器因为短路产生的轴向形变累积是诱发变压器短路损坏事故的首要原因。当变压器发生短路时，绕组上最大短路电流可达额定电流的二十到三十倍，在漏磁场下，由于电磁力作用，巨大的电动力会使绕组在轴向上发生屈折变形，当绕组导线由弹性形变转为塑性形变时，变压器会发生不可逆转的结构性故障。
3、目前，常用的检测变压器是否变形的方法有低压脉冲法(lvi)、频率响应分析法(fra)以及短路阻抗法等方法。但是，现在的测试方法仍存在一定的弊端，无法准确地确定变压器的工作状态及发生何种故障。
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供了一种变压器绕组变形监测系统及方法，以解决的问题。
2、第一方面，本专利技术实施例提供了一种变压器绕组变形监测系统，包括测量加速度模块、触发模块、采集信号模块、信号存储及传输模块、信号分析模块和结果反馈模块；
3、测量加速度模块，用于采集待诊断变压器的加速度；
4、触发模块，用于在采集到待诊断变压器的加速度大于预设加速度阈值时，触发采集信号模块采集待诊断变压器的振动信
5、信号存储及传输模块，用于采用双缓存的存储方式，存储采集信号模块采集的振动信号，并基于双缓存方式传输数据；
6、信号分析模块，用于基于振动特征值法对传输数据进行分析；
7、结果反馈模块，用于显示信号分析模块分析的结果。
8、在一种可能的实现方式中，预设加速度阈值为单相短路故障时测得的待诊断变压器的振动加速度。
9、在一种可能的实现方式中，预设加速度阈值是基于泊松方程及安培定律计算得到待诊断变压器在单相短路故障时的电磁力，并将单相短路故障时的电磁力作为激励输入到轴向振动模型获得的加速度曲线的幅值。
10、在一种可能的实现方式中，信号存储及传输模块，包括第一存储模块和第二存储模块，用于将数据优先存储在第一存储模块中，当检测到第一存储模块存满时，将第一存储模块中的数据传输到内存区域，同时将接收到的数据存储到第二存储模块中，并当检测到第二存储模块存满时，将第二存储模块中的数据传输到内存区域，并同时将接收到的数据存储到清空后的第一存储模块中。
11、在一种可能的实现方式中，测量加速度模块中的采集待诊断变压器的加速度是基于待诊断变压器上布设的加速度振动传感器采集的，且加速度振动传感器布设在距离油箱顶面1/2高度处。
12、在一种可能的实现方式中，信号分析模块，用于对采集到的振动信号进行快速傅里叶变换得到频域信号，基于频域信号确定振动信号在基频分量处的能量值，并基于振动信号在基频分量处的能量值与标准基频分量处的能量值的差值，确定待诊断变压器是否存在故障。
13、在一种可能的实现方式中，信号分析模块，用于基于频域信号确定的油箱顶面振动信号在50hz、100hz、150hz、200hz、300hz分量的能量值，以及油箱正面中部振动信号100hz分量的能量值，确定，基于振动信号的特征向量和标准特征向量之间的差值分析待诊断变压器绕组是否存在故障。
14、在一种可能的实现方式中，振动信号的特征向量t＝[c1 c2 c3 c4]为：
15、
16、其中，eh50，eh100，eh150，eh200，eh300分别为油箱顶面振动信号50，100，150，200，300hz分量的能量值；ez100为油箱正面中部振动信号100hz分量的能量值。
17、第二方面，本专利技术实施例提供了一种变压器绕组变形监测方法，基于第一方面任一项的变压器绕组变形监测系统，包括：
18、当采集到的待诊断变压器的振动加速度大于预设加速度阈值时，获取待诊断变压器的振动信号；
19、对振动信号进行快速傅里叶变换转化为振动频域信号；
20、基于振动频域信号，确定振动信号的特征向量和振动信号的基频分量能量值；
21、基于振动信号的基频分量能量值和正常的基频分量能量值，分析待诊断变压器是否存在故障；
22、基于振动信号的特征向量和标准特征向量之间的差值分析待诊断变压器绕组是否存在故障。
23、在一种可能的实现方式中，预设加速度阈值为单线短路故障时测得的待诊断变压器的振动加速度；
24、振动信号的特征向量t＝[c1 c2 c3 c4]为：
25、
26、其中，eh50，eh100，eh150，eh200，eh300分别为油箱顶面振动信号50，100，150，200，300hz分量的能量值；ez100为油箱正面中部振动信号100hz分量的能量值。
27、本专利技术实施例提供一种变压器绕组变形监测系统及方法，通过采用测量加速度模块测量传感器的加速度，并当加速度超过预设加速度阈值时，触发模块就会触发采集信号模块采集变压器的振动信号。信号存储及传输模块是采用双缓存的存储方式，存储采集信号模块采集的振动信号，并基于双缓存方式传输数据。信号分析模块则基于振动特征值法对传输数据进行分析，结果反馈模块最后将分析的结果显示出来。本专利技术提供的变压器绕组变形监测系统具有自适应触发功能，只有监测到加速度大于预设加速度阈值时，才会采集变压器的振动信号，进一步根据振动信号对变压器进行在线实时诊断，并可以准确地判断变压器是否发生形变故障。
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1.一种变压器绕组变形监测系统，其特征在于，包括测量加速度模块、触发模块、采集信号模块、信号存储及传输模块、信号分析模块和结果反馈模块；
2.根据权利要求1所述的变压器绕组变形监测系统，其特征在于，所述预设加速度阈值为单相短路故障时测得的所述待诊断变压器的振动加速度。
3.根据权利要求1或2所述的变压器绕组变形监测系统，其特征在于，所述预设加速度阈值是基于泊松方程及安培定律计算得到所述待诊断变压器在单相短路故障时的电磁力，并将所述单相短路故障时的电磁力作为激励输入到轴向振动模型获得的加速度曲线的幅值。
4.根据权利要求1所述的变压器绕组变形监测系统，其特征在于，所述信号存储及传输模块，包括第一存储模块和第二存储模块，用于将数据优先存储在所述第一存储模块中，当检测到所述第一存储模块存满时，将所述第一存储模块中的数据传输到内存区域，同时将接收到的数据存储到所述第二存储模块中，并当检测到所述第二存储模块存满时，将所述第二存储模块中的数据传输到内存区域，并同时将接收到的数据存储到清空后的所述第一存储模块中。
5.根据权利要求1所述的变压器绕
6.根据权利要求1所述的变压器绕组变形监测系统，其特征在于，所述信号分析模块，用于对采集到的振动信号进行快速傅里叶变换得到频域信号，基于所述频域信号确定振动信号在基频分量处的能量值，并基于所述振动信号在基频分量处的能量值与标准基频分量处的能量值的差值，确定所述待诊断变压器是否存在故障。
7.根据权利要求6所述的变压器绕组变形监测系统，其特征在于，所述信号分析模块，还用于基于所述频域信号确定的油箱顶面振动信号在50Hz、100Hz、150Hz、200Hz、300Hz分量的能量值，以及油箱正面中部振动信号100Hz分量的能量值，确定所述振动信号的特征向量；并基于所述振动信号的特征向量和标准特征向量之间的差值分析所述待诊断变压器绕组是否存在故障。
8.根据权利要求7所述的变压器绕组变形监测系统，其特征在于，所述振动信号的特征向量T＝[C1 C2 C3 C4]为：
9.一种变压器绕组变形监测方法，其特征在于，基于权利要求1-8任一项所述的变压器绕组变形监测系统，包括：
10.根据权利要求9所述的变压器绕组变形监测方法，其特征在于，所述预设加速度阈值为单相短路故障时测得的所述待诊断变压器的振动加速度；
...【技术特征摘要】
1.一种变压器绕组变形监测系统，其特征在于，包括测量加速度模块、触发模块、采集信号模块、信号存储及传输模块、信号分析模块和结果反馈模块；
2.根据权利要求1所述的变压器绕组变形监测系统，其特征在于，所述预设加速度阈值为单相短路故障时测得的所述待诊断变压器的振动加速度。
3.根据权利要求1或2所述的变压器绕组变形监测系统，其特征在于，所述预设加速度阈值是基于泊松方程及安培定律计算得到所述待诊断变压器在单相短路故障时的电磁力，并将所述单相短路故障时的电磁力作为激励输入到轴向振动模型获得的加速度曲线的幅值。
4.根据权利要求1所述的变压器绕组变形监测系统，其特征在于，所述信号存储及传输模块，包括第一存储模块和第二存储模块，用于将数据优先存储在所述第一存储模块中，当检测到所述第一存储模块存满时，将所述第一存储模块中的数据传输到内存区域，同时将接收到的数据存储到所述第二存储模块中，并当检测到所述第二存储模块存满时，将所述第二存储模块中的数据传输到内存区域，并同时将接收到的数据存储到清空后的所述第一存储模块中。
5.根据权利要求1所述的变压器绕组变形监测系统，其特征在于，所述测量加速度模块中的采集待诊断变压器的加速度是基于所述待诊断变压器上布设的加速度振动传感器采集的，...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙路，高树国，刘浩宇，李天然，耿茜，代璐健，滕福运，祝建昊，张浩东，
申请(专利权)人：国网河北省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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