基于CEEMDAN的配電變壓器放電故障噪聲診斷方法

基于CEEMDAN的配電變壓器放電故障噪聲診斷方法摘要：配電變壓器是電力系統(tǒng)中至關(guān)重要的設(shè)備之一，其正常運(yùn)行對于保障電網(wǎng)的可靠性和供電質(zhì)量具有重要的意義。然而，配電變壓器在長期運(yùn)行過程中，由于環(huán)境影響、設(shè)備老化、設(shè)計(jì)缺陷等原因，容易發(fā)生放電故障，導(dǎo)致其性能下降甚至燒毀。因此，及時(shí)有效地進(jìn)行配電變壓器放電故障的診斷和預(yù)防具有重要意義。本論文基于CEEMDAN的方法，結(jié)合噪聲診斷技術(shù)，提出了一種基于CEEMDAN的配電變壓器放電故障噪聲診斷方法。通過對配電變壓器噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行CEEMDAN分解，得到不同尺度的分量，然后通過能量頻譜和小波包能量譜分析尋找放電故障特征信號(hào)。最后，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法的有效性。1.引言配電變壓器作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，其主要功能是將高電壓變換為低電壓進(jìn)行供電，以滿足電力用戶的需求。然而，在長期運(yùn)行過程中，由于環(huán)境因素、設(shè)備內(nèi)部缺陷等原因，配電變壓器容易發(fā)生放電故障，導(dǎo)致變壓器損壞甚至燒毀，嚴(yán)重威脅著電網(wǎng)的可靠性和供電質(zhì)量。2.相關(guān)工作近年來，對于配電變壓器放電故障的診斷研究取得了較大的進(jìn)展。其中，噪聲診斷技術(shù)由于其無損、快速、低成本的特點(diǎn)，成為了配電變壓器故障診斷的重要手段。噪聲診斷技術(shù)通過監(jiān)測變壓器的聲音和振動(dòng)信號(hào)，分析其中的特征信號(hào)，識(shí)別出異常狀態(tài)和故障類型。3.基于CEEMDAN的配電變壓器放電故障噪聲診斷方法3.1CEEMDAN原理CEEMDAN（CompleteEnsembleEmpiricalModeDecompositionwithAdaptiveNoise）是一種新的信號(hào)分解方法，能夠?qū)⒎瞧椒€(wěn)信號(hào)分解為一組具有自適應(yīng)噪聲的本征模態(tài)函數(shù)（IMF），并能夠避免數(shù)據(jù)中出現(xiàn)模態(tài)混疊現(xiàn)象。3.2方法步驟步驟1：獲取配電變壓器噪聲數(shù)據(jù)首先，需要采集配電變壓器的噪聲數(shù)據(jù)，可以使用麥克風(fēng)或振動(dòng)傳感器進(jìn)行采集。將采集的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理，得到數(shù)據(jù)集。步驟2：CEEMDAN分解使用CEEMDAN算法對噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行分解，得到一組IMF分量。CEEMDAN算法主要包括以下幾個(gè)步驟：計(jì)算數(shù)據(jù)的均值，然后通過差分得到細(xì)節(jié)，對細(xì)節(jié)進(jìn)行均值計(jì)算得到細(xì)節(jié)均值，將細(xì)節(jié)和細(xì)節(jié)均值相減得到IMF分量，重復(fù)以上步驟直到得到的IMF分量達(dá)到一定的要求。步驟3：能量頻譜和小波包能量譜分析對于得到的IMF分量，可以通過計(jì)算每個(gè)分量的能量頻譜以及小波包能量譜，進(jìn)一步分析各個(gè)分量中是否存在放電故障特征信號(hào)。能量頻譜和小波包能量譜可以通過傅立葉變換和小波包變換得到。步驟4：放電故障診斷根據(jù)能量頻譜和小波包能量譜的分析結(jié)果，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，判斷是否存在放電故障特征信號(hào)。若存在，則進(jìn)一步分析信號(hào)的頻率分布、幅值變化等特征，以確定故障類型和故障程度。4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析本論文通過對配電變壓器的噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行CEEMDAN分解，并對得到的IMF分量進(jìn)行能量頻譜和小波包能量譜分析。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)在放電故障情況下，部分IMF分量中會(huì)出現(xiàn)明顯的峰值和能量集中現(xiàn)象。這些峰值和能量集中現(xiàn)象可以作為放電故障的特征信號(hào)，用于故障診斷。5.結(jié)論與展望本論文基于CEEMDAN的配電變壓器放電故障噪聲診斷方法，通過對噪聲信號(hào)的分解和頻譜分析，實(shí)現(xiàn)了對放電故障的有效診斷。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法具有較好的魯棒性和準(zhǔn)確性。然而，由于實(shí)驗(yàn)條件、噪聲干擾等因素的限制，仍有一些問題亟待解決。未來的研究方向可以是進(jìn)一步優(yōu)化C