一种变压器铁心振动传感器测点位置优化及振动信号特征提取方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114298112A(43)申请公布日2022.04.08(21)申请号202111666074.5G01H9/00(2006.01)(22)申请日2021.12.31G01P15/03(2006.01)G06F30/23(2020.01)(71)申请人国家电网有限公司地址100031北京市西城区西长安街86号申请人国网山东省电力公司超高压公司(72)发明人安滨于柠源张雷丁晶李震任庆帅刘丙伟王人杰夏苗黎昊王冬至潘玉美张鹏刘学谦李广韬靳征安琪肖文文(74)专利代理机构山东济南齐鲁科技专利事务所有限公司37108代理人张娟杨彪(51)Int.Cl.G06K9/00(2022.01)权利要求书1页说明书10页附图12页(54)发明名称一种变压器铁心振动传感器测点位置优化及振动信号特征提取方法(57)摘要本发明公开了一种变压器铁心振动传感器测点位置优化及振动信号特征提取方法，涉及变压器技术领域。该方法通过分析变压器铁心表面的振动加速度分布，选取最优的振动加速度测点位置，获得质量更高的振动加速度数据；并就获取到的振动加速度信号分别进行时域和频域上的特征量提取，保留更多的特征量信息，为铁心故障诊断提供依据；本发明的变压器铁心振动传感器测点位置优化及振动信号特征提取方法，可以获得质量更高的振动加速度数据；保留更多的特征量信息；随着信号获取质量以及信号处理能力的不断提高，该项技术具有良好的发展前景，一旦完善理论后投入实际工程应用，能够创造巨大的社会和经济效益。CN114298112ACN114298112A权利要求书1/1页1.一种变压器铁心振动传感器测点位置优化及振动信号特征提取方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、通过仿真获取变压器铁心上的振动加速度分布云图；S2、根据所述振动加速度分布云图，结合变压器实际情况，选择最优的振动传感器放置位置；S3、通过振动加速度传感器测量得到变压器铁心各测点的振动加速度曲线；S4、将所述测点同一工况下的振动加速度时域信号进行特征提取，获得时域上的特征量，将所述振动加速度时域信号进行傅里叶变换，得到频域谱图，并提取得到频域上的特征量；S5、重复上述操作，得到变压器在正常及铁心松动故障下的特征值，作为判断变压器铁心状态的依据。2.根据权利要求1所述的一种变压器铁心振动传感器测点位置优化及振动信号特征提取方法，其特征在于：步骤S1中，仿真模型根据待测变压器的具体型号，采用变压器铁心的一比一模型进行构建。3.根据权利要求1所述的一种变压器铁心振动传感器测点位置优化及振动信号特征提取方法，其特征在于：振动加速度传感器设置多个，并且根据变压器铁心上的振动加速度分布云图选择的位置进行放置。4.根据权利要求1所述的一种变压器铁心振动传感器测点位置优化及振动信号特征提取方法，其特征在于：采用光纤振动加速度传感器测量变压器铁心上的振动加速度信号。5.根据权利要求1所述的一种变压器铁心振动传感器测点位置优化及振动信号特征提取方法，其特征在于：所述振动信号的时域特征包括最大值、最小值、峰峰值、均值、均方根、偏度、峭度、波形因子、峰值因子、脉冲因子、峭度因子、裕度因子。6.根据权利要求1所述的一种变压器铁心振动传感器测点位置优化及振动信号特征提取方法，其特征在于：所述振动信号的频域特征包括：重心频率、平均频率、均方根频率以及频率标准差。2CN114298112A说明书1/10页一种变压器铁心振动传感器测点位置优化及振动信号特征提取方法技术领域[0001]本发明涉及变压器技术领域，具体说是一种变压器铁心振动传感器测点位置优化及振动信号特征提取方法。背景技术[0002]变压器铁心作为电力变压器的基本部件，是变压器的磁路和安装骨架，而铁心故障在目前的变压器运行故障中约占第三位，是变压器运行中的主要故障类别之一。随着现代社会用电量的不断增长，变压器在朝着高压大容量的方向发展，而过高的电压等级和容量使得变压器内部电磁场强度增强，这将加剧变压器本体的振动。在交变磁场作用下，铁芯的振动主要是由铁磁材料的磁致伸缩效应造成的。[0003]目前在变压器铁心振动传感器测点位置选择方面，现有方法在采集变压器振动信号时，对于振动加速度传感器的放置较为随意，未能通过分析变压器铁心的振动特性来寻找最优的测点位置。而且，目前通过振动加速度传感器采集到的变压器振动信号进行特征提取时，通常只是把时域上的振动信号转换为频域信号进行分析，看是否有高频信号的出现。这种方法的缺点是时域上的信息丢失太多，容易造成部分轻微机械故障识别率低的问题。发明内容[0004]为解决上述问题，本发明的目的是提供一种变压器铁心振动传感器测点位置优化及振动信号特征提取方法，通过有限元仿真获得铁心表面振动加速度分布云图