一种变压器绕组松动判断方法及相关设备与流程

1.本发明涉及电气设备故障在线诊断领域技术领域，尤其涉及一种变压器绕组松动判断方法及相关设备。


背景技术：

2.变压器在运行过程中遭受突发短路冲击后，绕组可能会发生松动，这种机械故障会进一步导致变压器的抗短路能力进一步下降，造成更加严重的事故。因此判断绕组是否发生松动，是防范大型变压器发生严重事故的重要方法。现有的绕组松动判断方法为短路阻抗法与频率响应法等电气检测方法，但他们均存在灵敏性较低，需停电监测等缺陷，难以发现绕组的微小形变，且难以实现在线监测。


技术实现要素：

3.在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
4.为了提供一种可靠的变压器绕组松动判断方法，第一方面，本发明提出一种变压器绕组松动判断方法，上述方法包括：
5.获取预设时长内的出厂条件下对应加速度最大值的第一相对时间；
6.获取所述预设时长内工作条件下对应的加速度最大值的第二相对时长，其中，所述第一相对时间和所述第二相对时长分别为出厂条件下和工作条件下预设时长内加速度最大值在每个周期内的出现时间的平均值与第一个周期时长之间的比值；
7.将所述第二相对时间和所述第一相对时间的比值确定为所述迟延系数；
8.通过所述迟延系数确定所述变压器绕组的松动状态。
9.可选的，所述获取预设时长内的出厂条件下对应加速度最大值的第一相对时间，包括：
10.获取预设时长内出厂条件下对应的第一振动信号时域频谱；
11.基于所述第一振动信号时域频谱获取每个周期内出现加速度最大值的第一预选最大值时间数组；
12.根据第一预选最大值时间数组对应的加速度值和加速度平均值进行数据清洗，以获取加速度值小于或等于预设倍加速度平均值对应的第一参考最大值时间数组；
13.求取所述第一参考最大值时间数组中元素的平均值与周期时长的比值作为第一相对时间。
14.可选的，所述获取所述预设时长内工作条件下对应的加速度最大值的第二相对时长，包括：
15.获取预设时长内工作条件下对应的第二振动信号时域频谱；
16.基于所述第二振动信号时域频谱获取每个周期内出现加速度最大值的第二预选
最大值时间数组；
17.根据第二预选最大值时间数组对应的加速度值和加速度平均值进行数据清洗，以获取加速度值小于或等于预设倍的加速度平均值对应的第二参考最大值时间数组；
18.求取所述第二参考最大值时间数组中元素的平均值与周期时长的比值作为第二相对时间。
19.可选的，所述加速度是通过安装在所述变压器箱体外壳上放的加速度式振动传感器。
20.可选的，所述通过所述迟延系数确定所述变压器绕组的松动状态，包括：
21.在所述迟延系数大于或等于第一迟延系数且小于第二迟延系数的情况下，所述变压器绕组为轻微松动状态。
22.可选的，所述通过所述迟延系数确定所述变压器绕组的松动状态，包括：
23.在所述迟延系数大于或等于所述第二迟延系数且小于第三迟延系数的情况下，所述变压器绕组为中度松动状态。
24.可选的，所述通过所述迟延系数确定所述变压器绕组的松动状态，包括：
25.在所述迟延系数大于所述第三迟延系数的情况下，所述变压器绕组为严重松动状态。
26.第二方面，本发明还提出一种变压器绕组松动判断装置，包括：
27.第一获取单元，用于获取预设时长内的出厂条件下对应加速度最大值的第一相对时间；
28.第二获取单元，用于获取所述预设时长内工作条件下对应的加速度最大值的第二相对时长，其中，所述第一相对时间和所述第二相对时长分别为出厂条件下和工作条件下预设时长内加速度最大值在每个周期内的出现时间的平均值与第一个周期时长之间的比值；
29.第一确定单元，用于将所述第二相对时间和所述第一相对时间的比值确定为所述迟延系数；
30.第二确定单元，用于通过所述迟延系数确定所述变压器绕组的松动状态。
31.第三方面，本发明还提出一种电子设备，包括：储存器、处理器以及存储在上述存储器中并可在上述处理器上运行的计算机程序，上述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如上述的第一方面任意一种变压器绕组松动判断方法的步骤。
32.第四方面，本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现第一方面上述任一项的变压器绕组松动判断方法。
33.实施本发明实施例，将具有如下有益效果：
34.本技术实施例提供的方法，通过提出一种基于振动信号加速度最大值延迟量的变压器绕组松动判断方法，无需停电即可完成实时在线监测，避免停电带来的经济损失，此外，本方法可以达到发现绕组微小形变的效果，可以防止缺陷或故障进一步恶化，避免重大事故的发生。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.其中：
37.图1为本技术实施例提供的一种变压器绕组松动判断方法流程示意图；
38.图2为本技术实施例提供的一种变压器绕组松动判断装置结构示意图；
39.图3为本技术实施例提供的一种变压器绕组松动判断电子设备结构示意图。
具体实施方式
40.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
42.s110、获取预设时长内的出厂条件下对应加速度最大值的第一相对时间；
43.在一些实施方式中，所述加速度是通过安装在所述变压器箱体外壳上放的加速度式振动传感器。
44.示例性的，振动信号的获取通过在变压器箱体外壳上安装加速度式振动传感器进行信号采集来完成
45.在一些实施方式中，步骤s110具体可以包括步骤s1101至步骤s1104：
46.s1101、获取预设时长内出厂条件下对应的第一振动信号时域频谱；
47.s1102、基于所述第一振动信号时域频谱获取每个周期内出现加速度最大值的第一预选最大值时间数组；
48.s1103、根据第一预选最大值时间数组对应的加速度值和加速度平均值进行数据清洗，以获取加速度值小于或等于预设倍加速度平均值对应的第一参考最大值时间数组；
49.s1104、求取所述第一参考最大值时间数组中元素的平均值与周期时长的比值作为第一相对时间。
50.示例性的，在变压器出厂或交接时，即出厂条件下，获取初始的振动信号时域图谱，即第一振动信号时域频谱，时域图谱的预设时长应至少为5s。将时域图谱内各峰峰强按照时间顺序排列，组合为一个一维数组。将该数组循环一个周期对应的时域图谱时长记为t
初始
，即周期时长。获取每一个循环内出现最大值的时间分别为t
初始1
、t
初始2
、t
初始3
…
t
初始n
，即第
一预选最大值时间数组，将最大值出现时间数据组内与平均值的偏差超过3倍标准差的数据作为异常值排除掉以进行数据清洗，以此来排除试验时其他干扰造成的影响，排除异常值后获得第一参考最大值时间数组，在第一参考最大值时间数组中取得最大值出现时间数据组的平均值，记为t
初始x
，计算tx
初始
＝t
初始x
/t
初始
记为每个周期内振动信号加速度最大值的初始相对出现时间，即第一相对时间。
51.s120、获取所述预设时长内工作条件下对应的加速度最大值的第二相对时长，其中，所述第一相对时间和所述第二相对时长分别为出厂条件下和工作条件下预设时长内加速度最大值在每个周期内的出现时间的平均值与第一个周期时长之间的比值；
52.在一些实施方式中，步骤s120具体可以包括步骤s1201至步骤s1204：
53.s1201、获取预设时长内工作条件下对应的第二振动信号时域频谱；
54.s1202、基于所述第二振动信号时域频谱获取每个周期内出现加速度最大值的第二预选最大值时间数组；
55.s1203、根据第二预选最大值时间数组对应的加速度值和加速度平均值进行数据清洗，以获取加速度值小于或等于预设倍的加速度平均值对应的第二参考最大值时间数组；
56.s1204、求取所述第二参考最大值时间数组中元素的平均值与周期时长的比值作为第二相对时间。
57.示例性的，在实际工作条件试验中，同样获得振动信号时域图谱，即第二振动信号时域频谱，将第二振动信号时域图谱内各峰峰强按照时间顺序排列，组合为一个一维数组，将该数组循环一个周期对应的时域图谱时长记为t
实验
，即周期时长，获得每一个循环内出现最大值的时间分别为t
实验1
、t
实验2
、t
实验3
…
t
实验n
，即第二预选最大值时间数组。将最大值出现时间数据组内与平均值的偏差超过3倍标准差的数据作为异常值排除掉，以此来排除试验时其他干扰造成的影响，排除异常值后，取得最大值出现时间数据组的平均值，记为t
实验x
，即第二参考最大值时间数组。计算tx
实验
＝t
实验x
/t
实验1
记为每个周期内振动信号加速度最大值的相对出现时间，即第二相对时间。
58.s130、将所述第二相对时间和所述第一相对时间的比值确定为所述迟延系数；示例性的，将延迟系数k＝tx
实验
/tx
初始
作为绕组变形程度的判断依据
59.s140、通过所述迟延系数确定所述变压器绕组的松动状态。
60.在一些实施方式中，步骤s140包括步骤s1401：
61.在所述迟延系数大于或等于第一迟延系数且小于第二迟延系数的情况下，所述变压器绕组为轻微松动状态。
62.示例性的，第一延迟系数可以取1.5，第二延迟系数可以取2.5，当延迟系数为1.5-2.5时，变压器绕组为轻微松动状态。
63.在一些实施方式中，步骤s140还包括步骤s1402：
64.在所述迟延系数大于或等于所述第二迟延系数且小于第三迟延系数的情况下，所述变压器绕组为中度松动状态。
65.示例性的，第二延迟系数可以取2.5，第三延迟系数可以取5，当延迟系数为2.5-5时，变压器绕组为中度松动状态。
66.在一些实施方式中，步骤s140还包括步骤s1403：
67.在所述迟延系数大于所述第三迟延系数的情况下，所述变压器绕组为严重松动状态。
68.示例性的，第三延迟系数可以取5，当延迟系数为大于5时，变压器绕组为严重松动状态。
69.综上，申请实施例提供的方法，通过提出一种基于振动信号加速度最大值延迟量的变压器绕组松动判断方法，无需停电即可完成实时在线监测，避免停电带来的经济损失，此外，本方法可以达到发现绕组微小形变的效果，可以防止缺陷或故障进一步恶化，避免重大事故的发生。
70.请参阅图2，本技术实施例中变压器绕组松动判断装置的一个实施例，可以包括：
71.第一获取单元21，用于获取预设时长内的出厂条件下对应加速度最大值的第一相对时间；
72.第二获取单元22，用于获取所述预设时长内工作条件下对应的加速度最大值的第二相对时长，其中，所述第一相对时间和所述第二相对时长分别为出厂条件下和工作条件下预设时长内加速度最大值在每个周期内的出现时间的平均值与第一个周期时长之间的比值；
73.第一确定单元23，用于将所述第二相对时间和所述第一相对时间的比值确定为所述迟延系数；
74.第二确定单元24，用于通过所述迟延系数确定所述变压器绕组的松动状态。
75.如图3所示，本技术实施例还提供一种电子设备300，包括存储器310、处理器320及存储在存储器320上并可在处理器上运行的计算机程序311，处理器320执行计算机程序311时实现上述变压器绕组松动判断的任一方法的步骤。
76.由于本实施例所介绍的电子设备为实施本技术实施例中一种变压器绕组松动判断装置所采用的设备，故而基于本技术实施例中所介绍的方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的电子设备的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该电子设备如何实现本技术实施例中的方法不再详细介绍，只要本领域所属技术人员实施本技术实施例中的方法所采用的设备，都属于本技术所欲保护的范围。
77.在具体实施过程中，该计算机程序311被处理器执行时可以实现图1对应的实施例中任一实施方式。
78.需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
79.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
80.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式计算机或者其他可编程数据处理设备的处理器以产
生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
81.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
82.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
83.本技术实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机软件指令，当计算机软件指令在处理设备上运行时，使得处理设备执行如图1对应实施例中的变压器绕组松动判断方法的流程。
84.计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本技术实施例的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一计算机可读存储介质传输，例如，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，dsl))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存储的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk，ssd))等。
85.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
86.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
87.作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
88.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
89.集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者
说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
90.以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。