(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 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111344968.2 (22)申请日 2021.11.15 (71)申请人 东北电力大 学 地址 132012 吉林省吉林市船 营区长春路 169号 (72)发明人 潘超　安景革　刘继哲　蔡国伟　 (74)专利代理 机构 长春市吉利专利事务所(普 通合伙) 22206 代理人 李晓莉 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种变压器不平衡运行状态下的绕组振动 特性分析方法 (57)摘要 本发明公开了一种变压器不平衡运行状态 下的绕组振动特性分析方法， 包括步骤1， 建立绕 组轴向振动模型； 步骤2， 判断变压器是否处于不 平衡运行状态， 当变压器处于不平衡运行状态 时， 采集变压器绕组振动加速度信号； 步骤3， 对 不平衡运行状态下各相绕组振动加速度采样信 号进行希尔伯特 ‑黄变换； 步骤4， 分别提取多特 征尺度内模函数有效值C及瞬时频率f为特征值， 对不平衡运行状态绕组振动特性进行分析。 通过 动模实验获取绕组振动信息， 验证基于特征参数 的不平衡运行绕组振动特性， 为变压器不平衡运 行提供新的诊断手段， 实现了本发 明目的并且达 到了所述的效果， 具有科学合理， 真实有效， 实用 价值高等优点。 权利要求书2页 说明书5页 附图5页 CN 114036676 A 2022.02.11 CN 114036676 A 1.一种变压器不平衡运行状态下的绕组振动特性分析方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： 步骤1， 建立绕组轴向振动模型， 所述绕组轴向机 械振动动力学方程为： 式中， n为线饼数量， m为单个线饼质量， D为阻尼系数， Kf、 Ke分别为首、 末端垫块刚度系 数， Fz(t)为绕组轴向电磁力荷载， G为线饼总重力， a(t)为绕组节点加速度矢量,v(t)为速 度矢量,s(t)为 位移矢量， 其中D、 Kf、 Ke由变压器结构及材 料及预紧力决定； 步骤2， 判断变压器是否处于不平衡运行状态， 当变压器处于不平衡运行状态时， 采集 变压器绕组振动加速度信号； 步骤3， 对不平衡运行状态下 各相绕组振动加速度采样信号进行希尔伯特 ‑黄变换； 步骤4， 分别提取多特征尺度内模函数有效值C及瞬时频率f为特征值， 对不平衡运行状 态绕组振动特性进行分析。 2.根据权利要求1所述的一种变压器不平衡运行状态下的绕组振动特性分析方法， 其 特征在于， 所述希尔伯特 ‑黄变换的基础是经验模态分解， 该变换针对非线性、 非平稳信号 将其分解成多个由高频到低频的多特 征尺度内模函数， 实现信号的局部分析。 3.根据权利要求2所述的一种变压器不平衡运行状态下的绕组振动特性分析方法， 其 特征在于， 所述多特 征尺度内模函数满足以下 条件： 整个信号 零值点与极值 点数量至多相差1； 信号上、 下包络线的均值 为零。 4.根据权利要求3所述的一种变压器不平衡运行状态下的绕组振动特性分析方法， 其 特征在于， 对于绕组振动加速度信号a(t)， 通过三次样条拟合极值点， 得到上下包络线， 求 取上下包络线均值 原始振动信号与该均值的差值定为 δ a1， 即 将 δ a1作为新的被处理信号， 不断重复筛分过程， 直到满足多特征尺度内模 函数要求， 得 到第一个多特 征尺度内模函数记为aimf1， 根据经验 模态分解理论可知： a(t)‑aimf1＝res1 式中： res1为残差； 其中包含低频成分并表示原信号的趋势， 将res1作为新的被处理信 号重复m次上述过程 直到经验 模态分解的终止， 其中分解终止的标准由TC控制， TC表示 为： 对于绕组振动加速度信号at而言， 希尔伯特变换的定义 为： 将原始信号a(t)及希尔伯特变换信号H[a(t)]合成为模拟信号g(t)： g(t)＝a(t)+jH[a(t)]＝b(t)ej θ(t) 将经验模态分解后的aimfm及res分别代入上式， 对各个多特征尺度内模函数进行希尔伯权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114036676 A 2特变换并分别求取相应解析信号的幅值、 频率、 瞬时频率： 在此基础上， 得到希尔伯特谱， 对 采样信号时频 特性进行分析。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114036676 A 3