本发明专利技术提供一种牵引变压器铁芯松脱移位模拟装置及其诊断方法，模拟平台通过将三自由度机械臂沿着机械臂保持架之间的机械臂横移滑轨，分别移动微量距离，致使变压器铁芯发生松脱故障。操作电机总控装置使滑轨转动电机转动机械臂保持架之间的机械臂横移滑轨，转动三自由度机械臂达到实验预设的变压器铁芯移位角度范围。读取信号采集装置接收到的夹紧直线电机固定在机械臂保持架上的红外测距仪传输的距离。结合牵引变压器绕组高压振荡波测试数据，根据模拟故障参数和测量的信号，融合TSML算法进行故障评估。本发明专利技术能够可靠有效实现变压器诊断。压器诊断。压器诊断。
【技术实现步骤摘要】
一种牵引变压器铁芯松脱移位模拟装置及其诊断方法
[0001]本专利技术涉及牵引变压器铁芯故障智能诊断
，尤其涉及一种牵引变压器铁芯松脱移位模拟装置及其诊断方法。
技术介绍
[0002]牵引变压器是牵引供电系统的重要设备之一，其运行状态直接影响系统的可靠性和安全性。牵引变压器运行中遭受瞬时负荷频繁冲击与偶发性短路电流冲击，绕组会逐步产生铁芯松脱移位。绕组机械承受能力随之下降，将会影响牵引变压器正常工作，最终影响牵引供电系统稳定运行。为了避免灾难性后果，对变压器绕组开展常规例行检测至关重要。变压器铁芯松脱移位作为绕组常见故障类型之一，目前缺乏差异化铁芯松脱移位情况与绕组诊断方法的关联性研究，因此通过绕组局部翘曲故障模拟，及时对变压器绕组状态进行诊断是十分必要的。
技术实现思路
[0003]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种牵引变压器铁芯松脱移位模拟装置及其诊断方法，模拟平台通过将三自由度机械臂沿着机械臂保持架之间的机械臂横移滑轨，分别移动微量距离，致使变压器铁芯发生松脱故障。操作电机总控装置使滑轨转动电机转动机械臂保持架之间的机械臂横移滑轨，转动三自由度机械臂达到实验预设的变压器铁芯移位角度范围。读取信号采集装置接收到的夹紧直线电机固定在机械臂保持架上的红外测距仪传输的距离。结合牵引变压器绕组高压振荡波测试数据，根据模拟故障参数和测量的信号，融合TSML(积分拓扑拟合法)算法进行故障评估。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]本专利技术提供一种牵引变压器铁芯松脱移位模拟装置，包括：
[0006]牵引变压器的第一高压绕组、第二高压绕组、第一牵引绕组、第二牵引绕组、第一馈线绕组、第二馈线绕组、变压器铁芯、位于变压器铁芯外侧的机械臂保持架、机械臂保持架之间的机械臂横移滑轨、机械臂横移滑轨上的第一三自由度机械臂、第二三自由度机械臂、第三三自由度机械臂、第四三自由度机械臂、机械臂内部齿轮组、三自由度机械臂内置的机械臂电机组、固定在机械臂保持架上的滑轨转动电机、控制机械臂电机组和夹紧直线电机的电机总控装置、夹紧直线电机、固定在机械臂保持架上的红外测距仪、固定在机械臂保持架上的锁定装置、第一高压绕组的上端套管、第一高压绕组的下端套管、第二高压绕组的上端套管、第二高压绕组的下端套管、第一牵引绕组的上端套管、第一牵引绕组的下端套管、第二牵引绕组的上端套管、第二牵引绕组的下端套管、第一馈线绕组的上端套管、第一馈线绕组的下端套管、第二馈线绕组的上端套管、第二牵引绕组的下端套管、由高频高压开关控制的高频高压直流电源、高频高压开关、连接在第二高压绕组的下端套管上的信号采集装置。
[0007]本专利技术还提供一种牵引变压器铁芯松脱移位模拟装置的诊断方法，包括以下步
骤：
[0008]步骤一：模拟铁芯发生松脱故障；
[0009]步骤二：模拟铁芯发生移位故障；
[0010]步骤三：根据模拟故障参数和测量的信号，融合TSML算法进行故障评估。
[0011]进一步地，所述步骤一包括：
[0012]1)将变压器铁芯居中置于机械臂保持架中央，启动夹紧直线电机夹紧变压器铁芯；
[0013]2)将第一、第二、第三、第四三自由度机械臂沿着机械臂保持架之间的机械臂横移滑轨分别移动微量距离，致使变压器铁芯发生松脱故障；
[0014]3)锁紧固定在机械臂保持架上的锁定装置防止实验过程中变压器铁芯发生震动移位；
[0015]4)记录固定在机械臂保持架上的红外测距仪传输给信号采集装置的数据，确定该次变压器铁芯松脱模拟数据。
[0016]进一步地，所述步骤二包括：
[0017]1)重复步骤一中的1)操作，夹紧变压器铁芯；
[0018]2)操作电机总控装置使滑轨转动电机转动机械臂保持架之间的机械臂横移滑轨，转动第一、第二、第三、第四三自由度机械臂达到实验预设的变压器铁芯移位角度范围；
[0019]3)利用电机总控装置操控机械臂电机组带动机械臂内部齿轮组使第一三自由度机械臂、第二三自由度机械臂、第三三自由度机械臂、第四三自由度机械臂高精度位移，进一步定位至实验预设移位量；
[0020]4)读取信号采集装置接收到的夹紧直线电机固定在机械臂保持架上的红外测距仪传输的距离，结合牵引变压器绕组高压振荡波测试数据，进行诊断；
[0021]5)将信号采集装置与第一高压绕组的上端套管、第一高压绕组的下端套管相连接，采集电压信号，分别定义为u1，u2。
[0022]进一步地，所述步骤三包括：
[0023]1)将红外测距仪上采集到的径向移位距离X和第一三自由度机械臂、第二三自由度机械臂、第三三自由度机械臂、第四三自由度机械臂移位角度θ，使用积分圆拟合方法对故障信号初步拟合成高压振荡波信号U1、U2：
[0024][0025][0026]其中，X为径向移位距离，θ为铁芯偏心角度，t为故障模拟持续时间，u1、u2为初始高压振荡波输入信号；
[0027]2)列出铁芯故障时间与偏心角度的作用调和函数g(t
‑
θ)：
[0028][0029][0030]其中，δ为铁芯偏心故障缓和系数，t为故障模拟时间；
[0031]3)求解拓扑空间变化率：
[0032][0033][0034]其中，f为波形损失补偿系数，e为自然对数底数；
[0035]4)将以上函数及数据，求解规范约束函数积分：
[0036][0037][0038]5)求解两次振荡波信号变化率的平均值，并判断绕组状态：
[0039][0040]若判断绕组处于正常状态；
[0041]若判断绕组发生铁芯松脱移位；
[0042]若判断绕组发生严重松脱移位。
[0043]有益效果：
[0044]本专利技术基于使用机械装置模拟牵引变压器铁芯发生松脱及移位故障，结合牵引变压器绕组高压振荡波测试数据诊断，根据模拟故障参数和测量的信号，融合TSML算法进行故障评估。求解两次振荡信号变化率的平均值，并判断绕组状态。根据的表达式，进一步判断绕组状态。本专利技术能够可靠有效实现变压器诊断。
附图说明
[0045]图1为本专利技术的一种牵引变压器铁芯松脱移位模拟装置侧视图；
[0046]图2为本专利技术的一种牵引变压器铁芯松脱移位模拟装置正视图；
[0047]图3为本专利技术的一种牵引变压器铁芯松脱移位模拟装置的诊断方法流程图；
[0048]图4为本专利技术的一种牵引变压器铁芯松脱移位模拟装置的接线示意图。
具体实施方式
[0049]以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。
[0050]如图1、图2，图4所示，本专利技术的一种牵引变压器铁芯松脱移位模拟装置，包括牵引变压器的第一高压绕组1、第二高压绕组2、第一牵引绕组3、第二牵引绕组4、第一馈线绕组5、第二馈线绕组6、变压器铁芯7、位于变压器铁芯7外侧的机械臂保持架8、机械臂保持架之间的机械臂横移滑轨本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种模拟牵引变压器铁芯松脱移位模拟装置，其特征在于：包括牵引变压器的第一高压绕组(1)、第二高压绕组(2)、第一牵引绕组(3)、第二牵引绕组(4)、第一馈线绕组(5)、第二馈线绕组(6)、变压器铁芯(7)、位于变压器铁芯(7)外侧的机械臂保持架(8)、机械臂保持架之间的机械臂横移滑轨(9)、机械臂横移滑轨(9)上的第一三自由度机械臂(10)、第二三自由度机械臂(11)、第三三自由度机械臂(12)、第四三自由度机械臂(13)、机械臂内部齿轮组(14)、三自由度机械臂内置的机械臂电机组(15)、固定在机械臂保持架(8)上的滑轨转动电机(16)、控制机械臂电机组(15)和夹紧直线电机(18)的电机总控装置(17)、夹紧直线电机(18)、固定在机械臂保持架上的红外测距仪(19)、固定在机械臂保持架上的锁定装置(20)、第一高压绕组的上端套管(21)、第一高压绕组的下端套管(22)、第二高压绕组的上端套管(23)、第二高压绕组的下端套管(24)、第一牵引绕组的上端套管(25)、第一牵引绕组的下端套管(26)、第二牵引绕组的上端套管(27)、第二牵引绕组的下端套管(28)、第一馈线绕组的上端套管(29)、第一馈线绕组的下端套管(30)、第二馈线绕组的上端套管(31)、第二牵引绕组的下端套管(32)、由高频高压开关(34)控制的高频高压直流电源(33)、高频高压开关(34)、连接在第二高压绕组的下端套管(24)上的信号采集装置(35)。2.根据权利要求1所述的一种模拟牵引变压器铁芯松脱移位模拟装置的诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：模拟铁芯发生松脱故障；步骤二：模拟铁芯发生移位故障；步骤三：根据模拟故障参数和测量的信号，融合TSML算法进行故障评估。3.根据权利要求2所述的诊断方法，其特征在于，所述步骤一包括：1)将变压器铁芯居中置于机械臂保持架中央，启动夹紧直线电机夹紧变压器铁芯；2)将第一、第二、第三、第四三自由度机械臂沿着机械臂保持架之间的机械臂横移滑轨分别移动微量距离，致使变压...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹文平，凌嘉豪，王慧，胡存刚，匡子恒，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：
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