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申请/专利权人：国网安徽省电力有限公司马鞍山供电公司;国网安徽省电力有限公司

摘要：本发明公开了一种三相变压器绕组的匝间与相间形变模拟故障诊断方法，首先控制轨道装置将控制形变的机械手臂运送到可操作的合适位置，再操作这些机械手臂使得三相变压器绕组的匝间与相间产生不同程度的形变，模拟实际电力变压器绕组的可能的形变。进一步使用振荡波试验测试装置获得不同形变故障情况下的振荡波试验曲线数据。最后根据本发明公开的一种诊断方法，将储存的数据进行分析整理，结合相应算法，获得参数λk，该参数可反映三相变压器的可运行情况，通过该方法对待识别的三相变压器形变故障状态进行诊断分析。本发明能够安全且高效的检测诊断三相变压器的可运行情况，为电力生产安全提供保障。

主权项：1.一种三相变压器绕组的匝间与相间形变模拟故障诊断方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：模拟三相变压器绕组匝间与相间的形变故障，引入高压振荡波的技术对绕组形变故障进行诊断分析；所述S1包括如下步骤：S11：三相变压器绕组形变模拟；S12：当形变模拟完成后，通过振荡波检测信号发生器3发出振荡波检测信号，通过故障模拟后的三相变压器绕组1，输入信号检测装置4，将该故障模拟下的变压器各相信号储存下来，用于后续的信号的诊断分析处理；S13：重复S11到S12的操作，模拟三相变压器绕组不同的匝间与相间下不同严重程度的形变故障，并通过信号检测装置4检测并储存下来；所述S1中采用设备为三相变压器绕组的匝间与相间形变故障模拟平台，所述平台包括：三相变压器绕组1、精密环形运输轨道装置2、振荡波检测信号发生器3、信号检测装置4、系统总控制计算机5、钳形爪机械臂-16、钳形爪机械臂-27、钳形爪机械臂-38、钳形爪机械臂-49、钳形爪机械臂-510、钳形爪机械臂-611、穿刺头机械臂-112、穿刺头机械臂-213、穿刺头机械臂-314、穿刺头机械臂-415、穿刺头机械臂-516、穿刺头机械臂-617；精密环形运输轨道装置包括：底板18、主动轮组19、从动轮组20、传送皮带21、皮带挡板22、传送轨道23、传输固定平台24、气缸定位装置25、平台固定装置26、动力驱动装置27；钳形爪机械臂包括：钳形爪机械臂驱动底座28、钳形爪机械臂轴129、钳形爪机械臂一级臂30、钳形爪机械臂轴231、控制信号传输线32、钳形爪机械臂二级臂33、钳形爪机械臂连接轴杆34、钳形爪机械臂轴335、钳形爪结构36；穿刺头机械臂包括：穿刺头机械臂驱动底座37、穿刺头机械臂轴138、穿刺头机械臂一级臂39、穿刺头机械臂轴240、穿刺头机械臂连接轴杆41、穿刺头机械臂轴342、穿刺头结构43；所述平台在S1中的使用方法包括如下步骤：1将三相变压器绕组1放置在精密环形运输轨道装置2中央合适位置并固定，随后根据故障模拟需求将钳形爪机械臂-16、钳形爪机械臂-27、钳形爪机械臂-38、钳形爪机械臂-49、钳形爪机械臂-510、钳形爪机械臂-611、穿刺头机械臂-112、穿刺头机械臂-213、穿刺头机械臂-314、穿刺头机械臂-415、穿刺头机械臂-516、穿刺头机械臂-617提前固定安装在精密环形运输轨道装置2的传输固定平台24上；2通过动力驱动装置27驱动主动轮组19转动，带动传送皮带21开始运输，从动轮组20跟随转动，传送轨道23跟随传送皮带21运输，带动传输固定平台24运动，位于其上的不同类型机械臂装置随之运输到合适的位置，当机械臂运输至合适位置时，通过气缸定位装置25将传输固定平台24固定住，完成机械臂的位移；3操控系统总控制计算机5控制钳形爪机械臂-16、钳形爪机械臂-27、钳形爪机械臂-38、钳形爪机械臂-49、钳形爪机械臂-510、钳形爪机械臂-611、穿刺头机械臂-112、穿刺头机械臂-213、穿刺头机械臂-314、穿刺头机械臂-415、穿刺头机械臂-516、穿刺头机械臂-617对三相变压器绕组1进行故障形变模拟，其中钳形爪机械臂通过调节钳形爪机械臂驱动底座28、钳形爪机械臂轴129、钳形爪机械臂一级臂30、钳形爪机械臂轴231、控制信号传输线32、钳形爪机械臂二级臂33、钳形爪机械臂连接轴杆34、钳形爪机械臂轴335、钳形爪结构36用于对三相变压器的高低压绕组以及各相绕组进行倾斜旋转等位置形变故障进行模拟；而穿刺头机械臂通过调节穿刺头机械臂驱动底座37、穿刺头机械臂轴138、穿刺头机械臂一级臂39、穿刺头机械臂轴240、穿刺头机械臂连接轴杆41、穿刺头机械臂轴342、穿刺头结构43用于对三相变压器的绕组的各匝间进行穿刺形变故障模拟；S2：处理数据，对形变故障进行处理分析，三相变压器绕组的形变模拟过程和测量的状态空间模型可以表示为：xk＝fxk-1+wk-1+qzk＝hxk+vk+r其中xk是状态向量，zk是测量向量，fxk-1和hxk分别是非线性状态和测量函数，q和r分别是过程和测量的平均值，wk＝μk-q和vk＝εk-r，其中μk和εk分别是过程和测量的噪声，由两个独立的零均值高斯分布产生，其协方差分别为Qk-1和Rk；非零均值噪声统计如下：E[μk]＝q,cov[μkμj]＝QδkjE[εk]＝r,cov[εkεj]＝Rδkj,cov[μkεj]＝0其中δkj是Kroneckerδ函数，基于SCKF算法的SST滤波器结构可提高信号参数的估计精度，其中滤波器的过程和测量方程遵循零平均高斯密度；所述S2中在存在非零平均噪声统计的情况下，SSTSCKF的预测和测量步骤如下：S21：计算误差协方差矩阵； S22：计算并传播体积点； S23：估计状态并计算误差协方差的平方根； 其中S24：对测量结果进行更新：S241：生成并传播体积点； S242：计算创新协方差矩阵的状态和平方根； 其中S243：计算残差协方差和互协方差矩阵；Pzz,k∣k-1＝Szz,k∣k-1Szz,k∣k-1TPxz,k∣k-1＝χk∣k-1κk∣k-1T其中S3：计算残差协方差和互协方差矩阵：Pzz,k∣k-1＝Szz,k∣k-1Szz,k∣k-1TPxz,k∣k-1＝χk∣k-1κk∣k-1T其中S4：更新KF增益、状态和误差协方差矩阵的平方根： Sk∣k＝Tria[χk∣k-1-Kkκk∣k-1KkCholRk]S41：根据KF的原理，当系统模型中没有过程不确KF定性时，STF的行为就像一个标准，因此，协方差矩阵Pzz,k∣k-1和Pxz,k,k-1分别可以表示为 结合使用Cholesky三角分解获得的对称次优多重衰落因子FF矩λk阵，其中，在方程中进行修正方程中的Pzz,k|k-1、Pxz,k∣k-1分别作为改写为 其中上标“new”表示引入FF之后，以上方程中的Sk-1∣k-1，Kk,Sk∣k和κk|k-1、χk|k-1重新计算为： S42：根据STF的正交性原理，测量残差如下 其中νk是测量残差，ρ0≤ρ≤1是遗忘因子 根据之前公式中的值Pxz,k∣k-1，把上式改写成： Pxz,k∣k-1-KkVk＝0其中将之前公式中的Kk和的值代入上式，并对两边进行追踪，得到绝缘判断系数λk为 S5：根据绝缘判断系数λk的数值范围判断反应形变故障下的三相变压器绕组的可运行情况；当λk＞1时，三相变压器绕组严重损坏，无法正常运作；当0.4＜λk≤1时，三相变压器绕组勉强运行，存在事故风险；当0＜λk≤0.4时，三相变压器绕组正常运行。

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