1.一种考虑差异性接线方式的变压器绝缘诊断方法,其特征在于:所述试验单相单柱变压器高压绕组、中压绕组额定电压等级为U1 kV、U2 kV。主要包括:箱体1、铁心2、低压绕组
3、高压绕组4、高频高压直流电源17、信号采集系统15、连接方式控制台16、低压输入套管5、低压输出套管6、高压输入套管7、高压输出套管8、高压绕组电源连接开关9、高压信号采集连接开关10、高压接线方式控制连接开关11、低压绕组电源连接开关12、低压信号采集连接开关13、低压接线方式控制连接开关14;具体测试方法包括以下步骤:步骤一:测量试验变压器绕组差异性接线方式的高频振荡信号,包括:(1)测量变压器高压绕组差异性接线方式的高频振荡信号,高压绕组输出套管与数据采集系统相连接,将低压绕与接线方式控制系统连接,高压绕组输入套管与高压直流电源相连接,在高频高压电源系统额定功率下逐步升高输出电压,使其达到变压器高压绕组的额定电压U1kV,待电压稳定之后,断开高频高压电源系统与高压绕组连接,通过连接方式控制台16改变低压绕组的接线方式,重复以上步骤采集不同接线方式的高频振荡信号Ai(t)(Ai(t)=[x1 x2......xN])(i∈[1,5]),采集数据点N个,接线方式依次是低压侧悬浮、低压侧短路、低压侧短路接地、低压侧末端接地接地、低压侧首端接地接地;
(2)测量变压器低压绕组差异性接线方式的高频振荡信号,低压绕组输出套管与数据采集系统相连接,,高压绕组接线方式控制系统连接,高压绕组输入套管与高压直流电源相连接,在高频高压电源系统额定功率下逐步升高输出电压,使其达到变压器高压绕组的额定电压U2kV,待电压稳定之后,断开高频高压电源系统与低压绕组连接,通过连接方式控制台16改变高压绕组的接线方式,重复以上步骤采集不同接线方式的高频振荡信号Bi(t)(Bi(t)=[x1 x2......xN])(i∈[1,5]),采集数据点N个,接线方式依次是高压侧悬浮、高压侧短路、高压侧短路接地、高压侧末端接地接地、高压侧首端接地;
步骤二:变压器绕组差异性接线方式的高频振荡信号特征提取,包括:(1)分别针对高压绕组、低压绕组差异性接线方式的高频振荡曲线Ai(t)、Bi(t)的幅值n
信号X(t)和相位信号 通过步骤(2)到(9)并进行n层分解,每个信号分别得到2个幅值分量信号 相位分量信号 式中 代表幅值信号第n层第i个信号, 代表相位信号第n层第i个信号(2)高频振荡信号A(t)通过希尔伯特变换为复域信号Z(t),计算瞬时幅值信号X(t)和瞬时相位信号
式中T(t)是测量的高频振荡信号, 是T(t)的希尔伯特变换(3)根据瞬时幅值信号X(t)构造矩阵H,计算特征矩阵P、Q,如下所示:T T
P=H H Q=HH
式中H第一行和第二行分别是测量信号的前N‑1个数据,后N‑1个数据(4)计算P、Q的特征值σi(σ1≥σ2>0),构造P、Q的单位特征向量矩阵p、qp=(p1,p2)
q=(q1,q2,……,qN‑1)式中pi和qi是P、Q特征值σi对应的单位特征向量解;
(5)根据单位特征向量矩阵p、q和特征值σi计算高频高压谐振曲线的近似信号矩阵d1和细节信号矩阵d2
式中m是q矩阵求和个数, 符号是向下取整1
(6)根据幅值近似信号矩阵d1子向量L1和L2计算近似信号T1(t)L1=[a1,2 a1,3......a1,N‑1]L2=[a2,2 a2,3......a2,N‑2]式中L1是B1第一行a1,2至a1,N‑1元素构成的向量,L2是B1第二行a2,2至a2,N组成的向量;
2
(7)幅值细节信号矩阵d2重复步骤(6)计算细节信号T1(t)
1 2
(8)对分解信号T1 (t)和T1 (t)重复步骤(2)至(7),瞬时幅值信号进行n层分解,直至阈n
值ε<0.2,有2个分量信号
式中Ei代表每个分量的能量
n
(9)重复步骤(2)到(8),对瞬时相位信号进行n层分解,有2 个分量信号步骤三:进行试验变压器绝缘状态评估,包括:(1)通过不同接线方式高频振荡信号瞬时幅值和瞬时相位的n层分解信号的特征参数,计算绝缘诊断系数Q
(2)根据分解信号 构造瞬时幅值信号特征矩阵K(3)计算瞬时幅值信号特征参数行均值f1,列均值f2,行方差f3,列方差f4,能量f5,熵f6,对比度f7,相关度f8
(4)根据特征参数fj计算不同接线方式幅值信号的特征关联度Fi(i∈[1,5])式中 是变压器正常时的特征参数, 是变压器检测时的特征参数(5)重复步骤(1)到(3)计算不同接线方式瞬时相位信号特征关联度Wi(i∈[1,5])(6)针对不同接线方式下相位信号和幅值信号所有特征关联度,计算绝缘诊断系数QQ是变压器绝缘诊断系数,若Q小于1.8,判断变压器绝缘状态正常。