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申请/专利权人：国网安徽省电力有限公司马鞍山供电公司;国网安徽省电力有限公司

摘要：本发明公开了一种基于高压振荡波检测的变压器绕组向内形变的诊断方法，首先控制形变的机械装置使得变压器的绕组产生向内不同程度形变，模拟变压器绕组的形变。进一步使用高压振荡波试验测试装置获得不同故障程度情况下的振荡波试验曲线。最后根据本发明公开的一种基于高压振荡波的诊断方法，将收集的振荡波信号进行传递函数的特征提取，有效提取分频对比故障参数ρxy来判断绕组形变程度。本发明能够安全且高效的检测诊断电力变压器形变故障，为电力传输安全提供保障。

主权项：1.一种基于高压振荡波检测的变压器绕组向内形变的诊断方法，其特征在于：使用故障模拟平台模拟变压器绕组向内形变的故障，并通过基于振荡波的诊断方法对每匝绕组向内形变故障进行诊断分析；故障模拟平台的机械装置包括电力变压器绕组1、旋转电机支架2、旋转电机3、旋转电机旋转杆4、绕组固定在旋转杆上的固定装置5、移动装置垫台-16、移动装置垫台-27、移动装置垫台-38、移动装置垫台-49、移动装置四角支撑台-110、移动装置四角支撑台-211、移动装置四角支撑台-312、移动装置四角支撑台-413、移动装置前后移动控制电机-114、移动装置前后移动控制电机-215、移动装置前后移动轨道杆-116、移动装置前后移动轨道杆-217、移动装置前后移动螺旋杆-118、移动装置前后移动螺旋杆-219、前后移动装置-120、前后移动装置-221、移动装置左右移动控制电机22、移动装置左右移动轨道杆-123、移动装置左右移动轨道杆-224、移动装置左右移动螺旋杆25、左右移动装置26、移动装置上下移动控制电机27、移动装置上下移动轨道杆-128、移动装置上下移动轨道杆-229、移动装置上下移动螺旋杆30、上下移动装置31、挤压装置控制电机32、挤压装置伸缩部分33、挤压装置挤压头34、电力变压器低压绕组35、电力变压器中压绕组36、牵引变压器高压绕组37、电力变压器铁心38、电力变压器油箱39、高压振荡波电源系统40、高频高压直流电源41、高频高压开关42、信号采集装置43；电力变压器绕组向内形变的模拟装置及其诊断方法包括以下步骤：步骤一：模拟电力变压器绕组形变故障1将电力变压器绕组1固定在旋转电机旋转杆4上；2启动移动装置前后移动控制电机-114和移动装置前后移动控制电机-215将挤压装置挤压头34调整至合适的纵向距离；启动移动装置左右移动控制电机22将左右移动装置26调整至合适的横向距离；启动移动装置上下移动控制电机27将上下移动装置31调整至合适的高度；3启动挤压装置控制电机32控制挤压装置伸缩部分33向下伸长，同时带动挤压装置挤压头34对电力变压器绕组1进行挤压，造成形变；形变后，再抬升挤压装置；4启动旋转电机3通过旋转电机旋转杆4和绕组固定在旋转杆上的固定装置5带动电力变压器绕组1进行旋转；5再启动挤压装置控制电机32控制挤压装置伸缩部分33向下伸长，同时带动挤压装置挤压头34对电力变压器绕组1进行挤压，造成形变；形变后，再抬升挤压装置；6重复第2步到第5步的操作，模拟各匝绕组不同位置形变和不同形变程度的向内形变故障；步骤二：开展电力变压器绕组振荡波测试并获取数据：1定义电力变压器高压绕组37上端为连接点A，下端为连接点B；2将电力变压器绕组连接点A和连接点B与高频高压开关42、高频高压直流电源41相连，高频高压开关42展开周期性动作，从而对A、B两点进行周期性充放电；3重复上述流程通过信号采集装置43获得不同故障情况下的变压器振荡波波形数据以及完好情况下振荡波波形数据；步骤三：处理数据，对绕组形变故障进行处理；1首先将高压振荡波电源系统里的输出电压信号作为时域激励信号，再将信号采集系统收集的振荡波信号作为时域响应信号；当振荡波电源作用于测试绕组时，等效为在测试绕组一端施加一个激励信号，则测试绕组另一端会得到响应信号；然后利用基于H-W模型的时频转换方法将时域激励信号和时域响应信号转换为频域信号，基于H-W模型的计算总公式如下： 式中，xt为时域信号，rt和cnt分别为xt经过经验模态分解得到的残余趋势和主趋势，znt为cnt进行希尔伯特变换得到的解析模态函数；2时域激励和响应信号与频域激励和响应信号的关联表达式如下：Xinf＝HXintXoutf＝HXoutt其中，Xint和Xoutt分别是时域激励信号及时域响应信号；Xinf和Xoutf分别是频域激励信号及频域响应信号:H表示将时域信号转换为频域信号的时频变化方法；3结合激励信号和响应信号构成绕组的传递函数，即振荡波频域曲线；对振荡波信号进行传递函数特征提取，在频域中进行故障诊断；传递函数更能反映变压器故障情况下的频谱特性，结合第2步中关联表达式，以增益形式表示的振荡波频域响应曲线，其表达式如下： 式中，TH即为绕组的传递函数，也以增益形式表示的振荡波频域响应曲线；4由于变压器绕组故障对振荡波波形影响的频率段有限，如果采用全频率段进行分析，难免使变压器绕组故障的特征频段被掩盖，而且一个参量难以有效的进行变压器绕组故障程度诊断，影响判断的灵敏度；根据振荡波激励信号和响应信号提取的传递函数的表达式，可以分析频域上的变化，选择两个合适的频域范围各设置n个采样点，则两组采样数据分别为：x采样区间＝xny采样区间＝yn5采用分频段对比的方式可以更准确的分析变压器绕组故障程度不同时发生变化的频段，与正常情况下对比有利于变压器绕组故障程度的诊断分析；分频对比的归一化公式如下： 式中，xi和yi分别为xn和yn中的第i项数据，和分别为xn和yn的平均值；6不同变压器绕组故障程度下分频段的采样数据进行归一化处理后，得到分频对比故障参数ρxy，其分频对比故障参数计算公式如下： 7根据绕组不同形变程度下的分频对比故障参数ρxy的大小判断绕组的形变程度；当ρxy＞0.93时，变压器绕组形变程度为轻微形变；当0.85＜ρxy＜0.93时，变压器绕组形变程度为明显形变；当ρxy＜0.85时，变压器绕组形变程度为严重形变。

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