【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及变压器绕组故障模拟与检测，具体为一种压器绕组故障模拟平台及混叠信号绝缘状态评估方法。
技术介绍
1、电力变压器作为电力系统中核心的设备之一，其稳定运行与电力系统的可靠性密切相关。变压器出厂运输、在线运营中，绕组在电动力与机械外力作用下会产生变形、绝缘受损等缺陷。随着变形程度发展，绕组耐受冲击能力逐渐下降。即使外界负荷波动产生较小暂态冲击电流会使得绕组受到不可逆的损伤导致变压器无法运行。及时发现绕组变形与绝缘缺陷等安全隐患显得尤为重要。
2、当变压器绝缘不正常时，可能会对电力系统的运行产生许多严重的影响，如：容易引起设备的电性能变化，影响电力系统的稳定性，导致电力系统出现故障；电压和电流的大小不再稳定，可能会导致电路过载或短路，进一步产生严重的事故；当绝缘不正常引起变压器过热，或者击穿，可能会导致变压器损坏，造成电力系统的停电等严重后果。
3、振荡波法在测试时采用直流激励，易实现高电压等级测试，高压振荡波不仅能够有效诊断绕组状态，而且拥有较强的现场抗干扰能力。为了避免发生灾难性后果，本专利技术在振荡波法的基础上提出一种多自由度变压器绕组故障模拟平台及混叠信号绝缘状态评估方法，通过实验模拟变压器故障状态，并开展变压器混叠信号绝缘状态评估。
4、公开号为cn103954865a的中国专利技术公开了一种变压器绕组机械状态在线监测装置，其本质上是通过电量传感器对变压器绕组机械状态进行在线监测，并不是通过实验得出变压器绕组绝缘状态评估因子来对变压器绕组的机械状态进行监测。
5、公
6、公开号为cn111983364a中国专利技术公开了一种绕组轴向移位下振荡波测试平台及测评方法实现了对变压器绕组发生轴向移位时绕组振荡波的变化情况，但不能适用于变压器绕组的轴向变形。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种压器绕组故障模拟平台及混叠信号绝缘状态评估方法，解决了
技术介绍
中提到的技术问题。
3、(二)技术方案
4、本专利技术操控机械臂的各处电机及机械结构，并调节供电参数使变压器三相绕组达到目标运行状态，以模拟变压器绕组故障。高压直流源用于三相变压器绕组施加高压振荡波信号。频率响应测试仪用于频率响应测试，获得频率响应幅频曲线。振荡波高压直流电源系统用于测试变压器绕组，获得变压器绕组振荡波时域数据。基于傅里叶变化将变压器绕组振荡波时域数据转换为变压器绕组振荡波频域数据。求解变压器绕组混叠信号特征矩阵，求解变压器绕组绝缘状态特征参数，求解变压器绕组绝缘状态评估因子e。
5、为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
6、一种多自由度变压器绕组故障模拟平台及混叠信号绝缘状态评估方法，所述试验研究平台主要包括：实验三相变压器绕组、实验台座、机械臂旋转底座、底座旋转电机、托举机械臂、下机械臂连杆、下机械臂连杆的控制电机、第一轴承、撬动机械臂、上机械臂连杆、三角连杆连接装置、旋转上机械臂的控制电机、第二轴承、前端故障模拟支持机械臂、第三轴承组、位于前端机械臂上的可调绕组变形机构、位于前端机械臂上的深度可调穿刺机构、位于前端机械臂上的绕组供电端子、位于供电端子内部的电容调节旋钮、位于供电端子内部的电阻调节旋钮、位于供电端子内部的电感调节旋钮、第一高压直流电源、第二高压直流电源、第三高压直流电源、第四高压直流电源、连接在三相变压器绕组上的频率响应测试仪、电机控制台振荡波高压直流电源系统；
7、本专利技术还提供一种变压器绕组故障混叠信号绝缘状态评估方法，包括以下步骤：
8、步骤一：操控机械臂和供电参数使变压器三相绕组达到目标运行状态；
9、步骤二：在实验模拟工况下，开展变压器混叠信号绝缘状态评估。
10、进一步地，所述步骤一包括：
11、1)将实验三相变压器绕组定位在实验台座上；
12、2)使四个机械臂在底座旋转电机的控制下绕机械臂旋转底座旋转至指定角度；
13、3)使用下机械臂连杆控制电机拉动下机械臂连杆带动托举机械臂到达指定高度；
14、4)使用上机械臂连杆控制电机拉动上机械臂连杆带动撬动机械臂翘起至指定角度；
15、5)分别调节供电端子的电容调节旋钮电阻调节旋钮和电容调节旋钮达到预设参数；
16、6)控制可调绕组变形机构使绕组饼间发生轴向变形；
17、7)重复步骤2)到6)，以不同电信号参数多次开展混叠信号绝缘状态评估；
18、进一步地，所述步骤二包括：
19、1)使第一高压直流电源、第二高压直流电源、第三高压直流电源、第四高压直流电源分别对实验三相变压器绕组施加高压振荡波信号；
20、2)使用频率响应测试仪对变压器绕组开展测试，测试频段为1khz～1000khz，测试电压为10v，获得变压器绕组频率响应幅频曲线x(f),f∈[1，1000]；
21、3)开展变压器绕组振荡波实验测试：
22、使用振荡波高压直流电源系统对变压器绕组开展测试，测试电压为变压器绕组为额定电压，开关时间为1s，充电时间为1000s，获得变压器绕组振荡波时域数据h(t)；
23、4)变压器绕组振荡波频域数据计算：
24、使用傅里叶变换将第二步实验测试的变压器绕组振荡波时域数据h(t)转换为变压器绕组振荡波频域数据y(f),f∈[1，1000]；
25、5)变压器绕组混叠信号特征矩阵转换：
26、将变压器绕组频率响应幅频曲线x(f)和振荡波频域数据y(f)进行内积矩阵运算，得到变压器绕组混叠信号特征矩阵g(i,j)；
27、
28、6)变压器绕组混叠信号特征矩阵归一化处理得到特征矩阵g(i,j)；
29、
30、式中min(g(i,j))是变压器绕组混叠信号特征矩阵g(i,j)的最小值，max(g(i,j))是变压器绕组混叠信号特征矩阵g(i,j)的最大值；
31、7)计算变压器绕组绝缘状态特征参数t；
32、
33、8)变压器绕组绝缘状态评估因子e计算：
34、
35、式中tjc是变压器检修时的绕组绝缘状态特征参数，tzc是变压器出厂正常状态下的组绝缘状态特征参数；
36、9)由计算得到的变压器绕组绝缘状态评估因子e对变压器绕组绝缘状态进行评估：
37、若e≤0.135,则说明变压器绕组绝缘状态属于本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种变压器绕组故障混叠信号绝缘状态评估方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种变压器绕组故障混叠信号绝缘状态评估方法，其特征在于：所述实验三相变压器绕组的绕组饼间发生轴向变形。
3.一种多自由度变压器绕组故障模拟平台，其特征在于：用于权利要求2所述的一种变压器绕组故障混叠信号绝缘状态评估方法使实验三相变压器绕组的绕组饼间发生轴向变形，所述模拟平台包括实验台座(2)，所述实验台座(2)的中间部分用于放置实验三相变压器绕组，所述实验台座(2)上设置有多自由度机械臂，所述多自由度机械臂的末端设置有可调绕组变形机构(16)，所述可调绕组变形机构(16)用于使绕组饼间发生轴向变形。
4.根据权利要求3所述的一种多自由度变压器绕组故障模拟平台，其特征在于：所述多自由度机械臂包括机械臂旋转底座(3)，所述机械臂旋转底座(3)上转动连接有托举机械臂(5)，所述托举机械臂(5)末端转动连接有撬动机械臂(9)，所述撬动机械臂(9)的末端转动连接有前端机械臂(14)，所述前端机械臂(14)的末端设置有可调绕组变形机构(16)。
...
【技术特征摘要】
1.一种变压器绕组故障混叠信号绝缘状态评估方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种变压器绕组故障混叠信号绝缘状态评估方法，其特征在于：所述实验三相变压器绕组的绕组饼间发生轴向变形。
3.一种多自由度变压器绕组故障模拟平台，其特征在于：用于权利要求2所述的一种变压器绕组故障混叠信号绝缘状态评估方法使实验三相变压器绕组的绕组饼间发生轴向变形，所述模拟平台包括实验台座(2)，所述实验台座(2)的中间部分用于放置实验三相变压器绕组，所述实验台座(2)上设置有多自由度机械臂，所述多自由度机械臂的末端设置有可调绕组变形机构(16)，所述可调绕组变形机构(16)用于使绕组饼间发生轴向变形。
4.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：何涛，陈建方，张忠，张懿，张宇，曾丽洁，金照盈，华云梅，万启，丁常松，徐其航，邝文明，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司马鞍山供电公司，
类型：发明
国别省市：
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