一种区分变压器绕组与铁芯振动信号的控制方法及系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115326189A(43)申请公布日2022.11.11(21)申请号202210920665.9(22)申请日2022.08.02(71)申请人广东电网有限责任公司广州供电局地址510620广东省广州市天河区天河南二路2号(72)发明人许兴元刘振东刘泉辉黎镇浩张聪谢子亮谢旭钦(74)专利代理机构广州市华学知识产权代理有限公司44245专利代理师郑秋松(51)Int.Cl.G01H17/00(2006.01)G06F17/15(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图5页(54)发明名称一种区分变压器绕组与铁芯振动信号的控制方法及系统(57)摘要本发明公开了一种区分变压器绕组与铁芯振动信号的控制方法及系统，该方法包括下述步骤：采集多组变压器混合振动信号并进行信号预处理；对各组变压器混合振动信号进行VMD分解，分解出多个子空间；计算各个子空间的铁芯与绕组信号的互信息值大小；对各个子空间的铁芯与绕组信号的互信息值大小进行归一化处理，重构变压器混合振动信号；对各组重构信号进行FASTICA算法的分解，求出分离矩阵W，分离铁芯和绕组的振动信号。本发明能找到各组变压器混合振动信号中铁芯和绕组两个信号间互相独立的部分并采用独立分量分离的办法分离信号，直接输出变压器绕组振动信号和铁芯振动信号，能较好地保留原信号的信息成分，更加有效地分解振动信号。CN115326189ACN115326189A权利要求书1/3页1.一种区分变压器绕组与铁芯振动信号的控制方法，其特征在于，包括下述步骤：采集多组变压器混合振动信号，对采集的各组变压器混合振动信号进行信号预处理，包括去噪滤波及信号放大处理；对各组变压器混合振动信号进行VMD分解，分解出多个子空间；采用计算互信息方法获得变压器铁芯和绕组的振动信号独立子空间，采用统计的方法获得铁芯和绕组的振动信号的相关性，得到各个子空间的铁芯与绕组信号的互信息值大小；对各个子空间的铁芯与绕组信号的互信息值大小进行归一化处理，设定互信息值大小的选取阈值，根据选取阈值对应的子空间进行重构，得到变压器混合振动信号的重构信号；对各组重构信号进行FASTICA算法的分解，求出分离矩阵W，分离铁芯和绕组的振动信号，将高次谐波含量较高的振动信号输出为铁芯振动信号，将高次谐波含量较低的振动信号输出为绕组振动信号。2.根据权利要求1所述的区分变压器绕组与铁芯振动信号的控制方法，其特征在于，对各组变压器混合振动信号进行VMD分解时，设置模态分量的个数，根据模态分量的个数将各组变压器混合振动信号分解成多个子空间，并基于变压器正常信号频谱范围设置子空间带宽。3.根据权利要求1所述的区分变压器绕组与铁芯振动信号的控制方法，其特征在于，所述采用计算互信息方法获得变压器铁芯和绕组的振动信号独立子空间，采用统计的方法获得铁芯和绕组的振动信号的相关性，得到各个子空间的铁芯与绕组信号的互信息值大小，具体计算公式表示为：其中，I(X；Y)表示各个子空间的铁芯与绕组信号互信息值，X为变压器铁芯源信号，Y为变压器绕组源信号，p(x,y)为二者的联合概率密度函数，p(x)、p(y)分别为变压器铁芯源信号、变压器绕组源信号的边缘概率密度函数。4.一种区分变压器绕组与铁芯振动信号的控制系统，其特征在于，包括：振动传感器、信号调理模块、信号处理控制模块、电源管理模块、无线数据传输模块和GSM短信报警模块；所述振动传感器与信号调理模块连接，所述信号调理模块与信号处理控制模块连接，所述信号处理控制模块分别与无线数据传输模块和GSM短信报警模块连接，所述电源管理模块分别与振动传感器、信号调理模块、信号处理控制模块、无线数据传输模块、GSM短信报警模块连接；所述振动传感器用于采集多组变压器混合振动信号；所述信号调理模块用于对采集的各组变压器混合振动信号进行信号预处理，包括去噪滤波及信号放大处理；所述电源管理模块用于为振动传感器、信号调理模块、信号处理控制模块、无线数据传输模块、GSM短信报警模块供电；所述无线数据传输模块用于传输振动信号；所述GSM短信报警模块用于在振动信号超过设定阈值时发出报警短信；所述信号处理控制模块用于对各组变压器混合振动信号进行VMD分解，分解出多个子2CN115326189A权利要求书2/3页空间；采用计算互信息方法获得变压器铁芯和绕组的振动信号独立子空间，采用统计的方法获得铁芯和绕组的振动信号的相关性，得到各个子空间的铁芯与绕组信号的互信息值大小；对各个子空间的铁芯与绕组信号的互信息值大小进行归一化处理，设定互信息值大小的选取阈值，根据选取阈值对应的子空间进行重构，得到变压器混合振动信号的重构信号；对各组重构信号进行FASTICA算法的分解，求出分离矩阵W，分离铁芯和绕组的振动