【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电气设备高压试验领域，特别涉及一种基于振动信号能量矩阵范数的变压器绕组状态评估方法。
技术介绍
1、变压器绕组是变压器中重要的组成部分，其性能直接影响到整个电力系统的安全与稳定。然而，在变压器的实际运行过程中，绕组常常会受到瞬态过电压和高短路电流的侵袭。这些电压和电流的突变可能会引发一系列不良后果，特别是对绕组的抗短路能力产生严重影响。
2、一，瞬态过电压的影响：
3、瞬态过电压通常由外部环境因素(如雷电)、系统故障或切换操作等引起。在变压器中，瞬态过电压可以迅速上升至远高于正常运行电压的水平。这种过电压可能导致：
4、1绝缘击穿：绕组绝缘材料在瞬态过电压下容易击穿，导致短路或设备故障。
5、2热损伤：过电压引发的浪涌电流将绕组中产生额外的热量，从而可能引起导体材料的老化或者熔化。
6、3电缆连接处的损坏：瞬态过电压对于连接部位的影响尤为显著，可能导致连接松动或失效。
7、二，高短路电流的影响：
8、在发生短路故障时，变压器绕组会遭受到高短路电流的冲击。这种情况下，绕组的抗短路能力变得至关重要。过大的短路电流可能导致：
9、1机械应力：短路电流瞬间产生的磁场将对绕组施加巨大的机械应力，可能导致绕组变形或断裂。
10、2振动和噪声：高强度的短路电流还会导致绕组产生异常的振动和声响，这不仅影响运行稳定性，长期积累还可能损害设备。
11、3局部过热：短路电流的流动将使某些部分产生局部过热现象，进一步加速
12、三，传统绕组故障检测方法的局限性：
13、为了维护变压器的安全运行，传统的绕组故障检测方法如短路阻抗法、频率响应法、低压脉冲法等被广泛应用。然而，这些方法也存在一些显著的局限性：
14、1停电检测需求：多数传统检测方法需要在停电状态下进行，这不仅影响变压器的正常运行，还可能导致停电周期长，影响供电可靠性。
15、2需要专业技能：实施这些检测方法通常需要具备一定专业知识和技能的技术人员，普通维护人员难以独立操作，增加了维护成本和管理难度。
16、3检测结果的时效性和可靠性：停电后的检测往往不够灵敏，无法实时反映绕组的实际运行状态，可能导致隐患无法及时排除。
17、综上所述，目前存在传统的变压器绕组状态检测方法无法在线监测及运维难度大，因此亟需一种有效的变压器绕组状态评估方法。
技术实现思路
1、为解决传统的变压器绕组状态检测方法无法在线监测及运维难度大的问题，本专利技术提出一种基于振动信号能量矩阵范数的变压器绕组状态评估方法，该方法通过将变压器的振动信号能量矩阵范数为判别特征量，根据特征量值将变压器绕组状态分为正常、告警和故障三类。
2、本专利技术采用的技术方案为：
3、基于振动信号能量矩阵范数的变压器绕组状态评估方法，该变压器绕组状态评估方法基于振动信号能量矩阵范数的变压器绕组状态评估装置；
4、所述振动信号能量矩阵范数的变压器绕组状态评估装置包括振动传感器，以及与振动传感器通讯连接的处理器；
5、振动传感器安装在双绕组变压器低压侧的变压器箱体上，或安装在三绕组变压器的中压侧，其能够收集振动信号；
6、每个绕组的1/4高度和3/4高度处加装两个振动传感器，使振动传感器能够监测到整个绕组的振动情况；振动传感器正对绕组设置采集到的信号能够反映绕组的振动状态。
7、进一步，该变压器绕组状态评估方法通过对变压器振动信号稳定度的分析，对出绕组的运行状态进行判断。
8、进一步，该变压器绕组状态评估方法包括以下步骤：
9、步骤1，振动信号的采集：
10、在双绕组变压器或三绕组变压器的相应位置处安装振动传感器，通过振动传感器采集变压器振动信号，并传输至处理器；
11、步骤2，振动信号的处理：
12、处理器基于变压器振动信号窗函数处理、傅里叶变化、归一化处理，得到归一化后的振动能量矩阵范数；
13、步骤3，变压器绕组状态评估：
14、处理器基于振动能量矩阵进行计算，量化振动信号的能量大小；处理器基于状态判别机制以及量化振动信号的能量大小结果，生成变压器绕判断结论。
15、进一步，该变压器绕组状态评估方法还包括：
16、步骤4，结果验证：
17、通过比较历史数据和实际运行条件，对评估结果进行人工验证。
18、进一步，该变压器绕组状态评估方法还包括：
19、步骤5，定期校正：
20、根据不同运行条件和振动信号特点，定期对振动传感器和处理器的状态判别机制进行校正和优化。
21、进一步，步骤1中，变压器振动信号的采集时长需大于1小时。
22、进一步，步骤2中，处理器基于变压器振动信号进行窗函数处理，得到若干帧序列；处理器基于帧序列进行傅里叶变化，得到振动信号的时域频谱图；处理器基于时域频谱图，将其组成振动能量矩阵；处理器基于能量矩阵进行归一化处理，得到归一化后的振动能量矩阵范数。
23、进一步，步骤2中，归一化处理过程的计算公式为：
24、
25、式中，h为归一化后的振动能量矩阵；qi为振动能量矩阵中的第i个元素；n为振动能量矩阵中的元素总数，即所有qi的数量；为从i＝1到n的所有qi元素的总和。
26、进一步，步骤3中，计算振动能量矩阵范数公式如下：
27、e＝||h||＝(∑hi2)1/2
28、式中，e归一化后的振动能量矩阵h的范数；hi表示归一化后的振动能量矩阵h中的第i个元素；∑hi2表示对归一化矩阵h中所有元素的平方进行求和；(∑hi2)1/2表示取求和结果的平方根，得到最终的范数e。
29、进一步，步骤3中的状态判别机制为：
30、e＜0.62则说明变压器绕组处于正常状态；
31、0.62≤k≤0.81说明变压器绕组处于预警状态；
32、k＞0.81说明变压器绕组处于异常状态。
33、本专利技术的有益效果是：
34、该基于振动信号能量矩阵范数的变压器绕组状态评估方法，具有以下显著的有益效果：
35、1.在线监测能力：
36、实时监测：与传统方法相比，本专利技术的方法能够实现变压器绕组状态的在线监测，降低了因停电检测带来的维护时间和成本，同时可以提高变压器的运行可靠性。
37、2.操作简单：
38、降低技术门槛：该方法通过安装振动传感器并实施数据采集，在处理和评估中采用较为成熟的信号处理技术，降低了对检测人员专业技能的要求，相对而言更加易于操作。
39、3.提高检测精度：
40、数据量充足：长时间的数据采集(超过1小时)有助于累积足够的振动信号，提高了评估的准确本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于振动信号能量矩阵范数的变压器绕组状态评估方法，其特征在于：该变压器绕组状态评估方法基于振动信号能量矩阵范数的变压器绕组状态评估装置；
2.根据权利要求1所述的基于振动信号能量矩阵范数的变压器绕组状态评估方法，其特征在于：该变压器绕组状态评估方法通过对变压器振动信号稳定度的分析，对出绕组的运行状态进行判断。
3.根据权利要求1所述的基于振动信号能量矩阵范数的变压器绕组状态评估方法，其特征在于：该变压器绕组状态评估方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的基于振动信号能量矩阵范数的变压器绕组状态评估方法，其特征在于：该变压器绕组状态评估方法还包括：
5.根据权利要求3所述的基于振动信号能量矩阵范数的变压器绕组状态评估方法，其特征在于：该变压器绕组状态评估方法还包括：
6.根据权利要求3所述的基于振动信号能量矩阵范数的变压器绕组状态评估方法，其特征在于：步骤1中，变压器振动信号的采集时长需大于1小时。
7.根据权利要求3所述的基于振动信号能量矩阵范数的变压器绕组状态评估方法，其特征在于：步骤2中，处理器基
8.根据权利要求3所述的基于振动信号能量矩阵范数的变压器绕组状态评估方法，其特征在于：步骤2中，归一化处理过程的计算公式为：
9.根据权利要求3所述的基于振动信号能量矩阵范数的变压器绕组状态评估方法，其特征在于：步骤3中，计算振动能量矩阵范数公式如下：
10.根据权利要求3所述的基于振动信号能量矩阵范数的变压器绕组状态评估方法，其特征在于：步骤3中的状态判别机制为：
...【技术特征摘要】
1.基于振动信号能量矩阵范数的变压器绕组状态评估方法，其特征在于：该变压器绕组状态评估方法基于振动信号能量矩阵范数的变压器绕组状态评估装置；
2.根据权利要求1所述的基于振动信号能量矩阵范数的变压器绕组状态评估方法，其特征在于：该变压器绕组状态评估方法通过对变压器振动信号稳定度的分析，对出绕组的运行状态进行判断。
3.根据权利要求1所述的基于振动信号能量矩阵范数的变压器绕组状态评估方法，其特征在于：该变压器绕组状态评估方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的基于振动信号能量矩阵范数的变压器绕组状态评估方法，其特征在于：该变压器绕组状态评估方法还包括：
5.根据权利要求3所述的基于振动信号能量矩阵范数的变压器绕组状态评估方法，其特征在于：该变压器绕组状态评估方法还包括：
6.根据权利要求3所述的基于振动信号能量矩阵范数的变压器绕组状态评...
【专利技术属性】
技术研发人员：施旺，董俊贤，陈楠，何亮，康勇，朱元，李俊廷，苏靖武，郝振伟，张敬宜，朱鹏冰，陈昆，赵通，何熊燕，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司楚雄供电局，
类型：发明
国别省市：
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