变压器有载分接开关振动测试系统设计与开发

为实现电力变压器有载分接开关运行状态在线监测和故障判别,本文基于虚拟仪器技术通过二次开发研制了变压器有载分接开关振动测试系统。通过由传感模块、CompactRIO系统和上位机系统组成的硬件构架以及自行编写封装的分析函数模块,系统集成了数据精确采集和数据在线分析两大功能,从而实现有载开关运行状态的实时判别。为验证系统有效性,对一台实际有载开关进行了现场测试,结果表明,测试系统运行稳定,提出的振动数据分析方法可有效地识别有载分接开关的故障隐患,分析和评估其运行状态。此外,测试系统操作界面友好,扩展性好,便于操作人员使用和实现在线监测。

基于混沌理论和K-means聚类的有载分接开关机械状态监测

变压器有载分接开关的可靠性对保障电力系统的安全稳定运行意义重大。考虑到有载分接开关操作过程中的振动信号与其机械性能密切相关,从振动信号的混沌动力学特性出发,通过计算嵌入维数和延迟时间,对实测到的振动信号进行了相空间重构。根据振动信号的相空间分布特性,使用K-means聚类分析方法对重构后的振动信号模式进行识别,据此对有载分接开关的机械性能进行监测。现场实测数据的计算结果表明:使用改进Wolf法计算得到的最大李雅普诺夫指数为正,进一步证实了有载分接开关切换过程中振动信号的混沌特性,基于K-means聚类分析法得到的簇中心位移矢量的变化可清晰地识别出有载分接开关的故障隐患。研究结果为从混沌动力学角度监测有载分接开关的运行状态提供了理论依据。