CN114200350A - 基于振动信息的三相电力变压器故障诊断与定位方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于振动信息的三相电力变压器故障诊断与定位方法及装置，其使用分布式光纤振动传感器对振动进行采集，可同时测量上百个测点的振动信号，以便建立变压器三维故障定位体系。使用冷却系统振动信号进行变压器箱体的振动的去噪，使用测量时实际施加的电压电流值对振动信号进行修正，可实现绕组变形、绕组松动与铁芯松动故障的识别与定位，解决了传统少测点、无修正的检测方法检测准确率低、故障定位精度低、适用范围小的问题。能够实时监测变压器工作状态，可实现绕组变形、绕组松动与铁芯松动故障的识别与定位，具有传统诊断方法不具备的故障类型判别准确、故障定位精度高、适用范围广、在线监测等诸多优点。

Description

基于振动信息的三相电力变压器故障诊断与定位方法及装置

技术领域

本发明涉及电力设备状态监测和故障诊断技术领域，尤其涉及一种基于振动信息的三相电力变压器故障诊断与定位方法及装置。

背景技术

三相电力变压器是电力系统中的重要电力设备。据统计，变压器各类机械故障中，铁芯松动、绕组松动、绕组变形占比较大，三相变压器遭受短路电流冲击、绕组老化、装配时的磕碰都会导致某一相绕组的局部线匝发生变形，夹件松动或垫块老化将导致绕组或铁芯的整体发生松动。变压器运行中由于受绕组周期性安培力、铁芯磁致伸缩及冷却设备开启等的影响，将产生振动信号，振动信号经由变压器油和底部支撑基座传至油箱，携带了内部结构机械状态信息。当变压器内部出现机械故障时，油箱振动信号会出现相应变化。因此通过在变压器油箱壁设置振动传感器，采集其振动波形即可有效反应内部机械状态，及时发现结构缺陷，对保证变压器正常运行具有重大意义。

但变压器油箱表面的振动由其内部多处振源所产生的振动混叠而成，且各振源振动产生的机理及相应的振动特性也不尽相同，而传统检测方法大多在变压器箱体单一表面布置几个至十几个测点，依靠这些测点的振动数据进行故障定位与故障类型诊断，难以在多振源混叠的情况下有效区分变压器内部各组件的振动信号，难以实现故障点的准确定位。并且变压器的容量、实际输入的电压电流值与冷却装置的噪声都将对箱体振动信号产生影响，目前的诊断策略仅是针对某一特定容量的变压器单独进行检测，难以推广到其它型号，实现横向检测。

发明内容

本发明针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明提出一种基于振动信息的三相电力变压器故障诊断与定位方法及装置，使用分布式光纤振动传感器对振动进行采集，可同时测量上百个测点的振动信号，以便建立变压器三维故障定位体系。使用冷却系统振动信号进行原信号的去噪，使用测量时实际施加的电压电流值对振动信号进行修正，可实现绕组变形、绕组松动与铁芯松动故障的识别与定位，解决了传统少测点、无修正的检测方法检测准确率低、故障定位精度低、适用范围小的问题。能够实时监测变压器工作状态，可实现绕组变形、绕组松动与铁芯松动故障的识别与定位，具有传统诊断方法不具备的故障类型判别准确、故障定位精度高、适用范围广、在线监测等诸多优点。

本发明具体采用以下技术方案：

一种基于振动信息的三相电力变压器故障诊断与定位方法，其特征在于：使用分布式光纤振动传感器对变压器箱体的振动进行多测点采集；使用冷却系统振动信号进行变压器箱体的振动的去噪，使用测量时实际施加的电压电流值对振动信号进行修正；根据最终获得的振动信号进行故障的识别与定位。

进一步地，采用基于Phi-OTDR原理的光纤振动传感系统对变压器箱体的振动进行信息采集；所述冷却系统振动信号通过固定于变压器冷却风机表面的光纤采集。

进一步地，所述分布式光纤振动传感器的传感光纤布置方法为：将传感光纤蛇形绕制并固定于变压器油箱正面和底面；测点分布在水平方向关于B相绕组对称，垂直方向关于绕组中心线对称；选取测点时将正面和底面的测点相对应，设正面为xz平面，选取测点集为[x₁，0，z₁]，底面为xy平面，选取测点集为[x₂，y₂，0]，其中x₁，z₁，x₂，y₂均为列向量，满足x₁＝x₂且Δx＝Δy＝Δz。

进一步地，使用冷却系统振动信号进行变压器箱体的振动的去噪的具体过程为：首先将变压器箱体的振动信号与风机的振动信号进行互相关对齐后做差，初步去除风机噪声；其次选取db4小波基对振动信号进行小波去噪，以进一步消除环境噪声与器件噪声。

进一步地，使用测量时实际施加的电压电流值对振动信号进行修正的具体过程为：由变压器一次侧电流互感器与电压互感器读出施加的电流和电压峰值，将去噪后的振动数据分别除以此电流电压峰值的平方，以消除变压器型号与工况差异对振动幅值产生的影响。

进一步地，通过读取变压器中性点电流表读数，当中性点电流大于5A时即判断变压器疑似出现直流偏磁现象，发出偏磁报警信号，终止诊断流程。

进一步地，根据最终获得的振动信号进行故障的识别与定位的具体过程为：将各测点振动信号与数据库中对应测点历史信号进行对比，计算100Hz占比、奇偶次谐波比与>700Hz高频占比；若发现存在某些测点100Hz占比过低，奇偶次谐波比与高频占比过高则判定变压器出现内部机械故障，并将这些测点标记为异常测点；对比正面和底面关于B相绕组对称测点的振动信号频谱，若各组对称测点间频谱相似度均较高，则判定出现铁芯松动故障，反之判定出现绕组故障。

进一步地，为进一步确定绕组故障类型与位置，首先对标记的异常测点进行定位，判定这些异常测点的几何中心对应的绕组即为故障绕组，为区分绕组变形与绕组松动，在故障绕组对应的正面箱壁测点中选取一列，提取100Hz振动分量幅值并绘制“测点竖直高度—幅值”曲线，依据“绕组变形处100Hz振幅增大”的原理，若所得曲线较为平缓，则代表绕组整体出现故障，对应绕组松动；若曲线出现明显的峰，代表此处测点对应的绕组线匝出现了变形。

以及，一种基于振动信息的三相电力变压器故障诊断与定位装置，其特征在于，包括：相连接的振动采集模块、解调模块、数据修正与去噪模块以及故障判断与定位模块；

所述振动采集模块引出传感光纤和冷却系统噪声采集光纤分别对变压器箱体的振动进行多测点信号采集，及噪声信号采集；

所述解调模块用于对光纤传感模块输出的信号进行光相位解调还原得到振动信号；

所述数据修正与去噪模块用于利用采集获得的冷却系统噪声对振动信号去噪；以及使用测量时实际施加的电压电流值对振动信号进行修正；

所述故障判断与定位模块用于根据最终获得的振动信号进行故障的识别与定位。

进一步地，所述振动采集模块采用基于Phi-OTDR原理的光纤振动传感系统将传感系统，设置于不锈钢材质的金属箱中，靠近变压器放置，箱体侧面开两个圆孔用以分别引出传感光纤和风机噪声采集光纤，使用热熔胶密封开孔剩余空隙；传感光纤与噪声采集光纤均采用聚氨酯护套紧套单模光纤，光纤从变压器箱体与风机的引出端到接入检测装置端的中间部分使用铠装光缆连接；

所述噪声采集光纤布设方法如下：将光纤末端盘成圆盘，使用环氧树脂胶水粘贴于变压器冷却风机表面，同时在外层贴附铝箔胶带作为光纤保护层以防止光纤损坏脱落；

所述传感光纤布置方法如下：将传感光纤蛇形绕制并粘贴于变压器油箱正面和底面，蛇形转弯弧度为180°，在光纤沿直线布置的区段内每隔若干间距取一个测点，保证测点分布在水平方向关于B相绕组对称，垂直方向关于绕组中心线对称；在外层贴附铝箔胶带作为光纤保护层；选取测点时保证正面和底面的测点相对应，设正面为xz平面，选取测点集为[x₁，0，z₁]，底面为xy平面，选取测点集为[x₂，y₂，0]，其中x₁，z₁，x₂，y₂均为列向量，满足x₁＝x₂且Δx＝Δy＝Δz；检测时，光纤传感模块实时读取各测点光相位信号并将其发送至解调模块；

所述解调模块利用3×3耦合器进行光相位解调，光纤传感模块输出的信号表示为：

其中C为直流干扰项，B为系数项，n为相别索引；解调模块包含去直流、微分、做差、积分4个子模块，经解调后提取出光相位信息

依据光相位信息还原得到振动信号；

所述数据修正与去噪模块首先将箱体的振动信号与风机的振动信号进行互相关对齐后做差，去除风机噪声，其次选取db4小波基对振动信号进行小波去噪，进一步消除环境噪声与器件噪声；再次，由变压器一次侧电流互感器与电压互感器读出施加的电流和电压峰值，将去噪后的振动数据分别除以此电流电压峰值的平方，消除变压器型号与工况差异对振动幅值产生的影响；最后，将处理后的各时刻振动信号储存于数据库中以便于历史对比；为避免直流偏磁对诊断带来的干扰，该模块实时读取变压器中性点电流表读数，当中性点电流大于5A时即判定变压器疑似出现直流偏磁现象，此时发出偏磁报警信号，终止诊断流程；

所述故障判断与定位模块接收修正后的振动信号；将各测点振动信号与数据库中对应测点历史信号进行对比，计算100Hz占比、奇偶次谐波比与＞700Hz高频占比，若发现存在某些测点100Hz占比过低，奇偶次谐波比与高频占比过高则判定变压器出现内部机械故障，并将这些测点标记为异常测点；对比正面和底面关于B相绕组对称测点的振动信号频谱，若各组对称测点间频谱相似度均较高，则判定出现铁芯松动故障，反之判定出现绕组故障；为进一步确定绕组故障类型与位置，首先对标记的异常测点进行定位，判定这些异常测点的几何中心对应的绕组即为故障绕组，为区分绕组变形与绕组松动，在故障绕组对应的正面箱壁测点中选取一列，提取100Hz振动分量幅值并绘制“测点竖直高度-幅值”曲线，依据“绕组变形处100Hz振幅增大”的原理，若所得曲线较为平缓，则代表绕组整体出现故障，对应绕组松动；若曲线出现明显的峰，代表此处测点对应的绕组线匝出现了变形。

以及，一种用于故障诊断的三相电力变压器的振动信息采集装置，其特征在于：引出传感光纤和冷却系统噪声采集光纤分别对变压器箱体的振动进行多测点信号采集，及噪声信号采集；

所述冷却系统振动信号通过固定于变压器冷却风机表面的光纤采集；

所述分布式光纤振动传感器的传感光纤布置方法为：将传感光纤蛇形绕制并固定于变压器油箱正面和底面；测点分布在水平方向关于B相绕组对称，垂直方向关于绕组中心线对称；选取测点时将正面和底面的测点相对应，设正面为xz平面，选取测点集为[x₁，0，z₁]，底面为xy平面，选取测点集为[x₂，y₂，0]，其中x₁，z₁，x₂，y₂均为列向量，满足x₁＝x₂且Δx＝Δy＝Δz。

本发明通过以上采集装置的设计，能够实现原、噪声信号的同步高质量采集，本身也是区别于现有技术的一大要点。

本发明及其优选方案具有如下优点或有益效果：

采用光纤振动传感装置可以实现上百个测点振动信号进行故障诊断，比传统少测点诊断方式精度高、检测范围大。单独测量风机噪声信号，将箱体振动信号与风机噪声做差，避免了冷却风机开启对振动测量产生的干扰。使用箱体正面和底面的振动信号采取对称法依次区分故障类型，定位绕组变形故障位置，具有分类准确度高、定位准确的优点。使用实际施加的电压电流信号对振动信号进行修正，解决了不同型号变压器不同工况下难以进行横向诊断的问题。诊断前进行直流偏磁判别，避免了在直流偏磁情况下诊断对诊断精度产生的影响。

还包括：

提出的风机振动去噪方法可以有效去除振动信号中的风机噪声，降低了变压器冷却装置振动对诊断造成的影响。

提出的电压电流平方修正方法可以实现对振动信号幅值的修正，有助于不同型号变压器不同工作条件下的横向诊断。

提出的基于多测点振动信号的故障分类与定位方法，充分利用了光纤传感多测点的优势，从铁芯绕组振动的空间分布特性出发，利用对称性进行判别，能够实现变压器内部故障的准确分类与定位。

提出的直流偏磁先验步骤，以直流偏磁对检测分类影响较大为前提，在偏磁情况下停止诊断，节省了不必要的诊断步骤，提高了诊断结果的可信度。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：

图1为本发明实施例提供的光纤布置示意图。

图2为本发明实施例提供的光纤引出线示意图。

图3为本发明实施例提供的诊断流程总框图。

图4为本发明实施例提供的数据修正与去噪模块工作流程图。

图5为本发明实施例提供的故障判断与定位模块工作流程图。

图6为本发明实施例提供的信号解调原理图。

其中，1是变压器箱体，2是传感光纤，3是铠装光缆，4是光纤传感的金属箱，5是光纤保护层，6是作为冷却系统的风机(已省略风机与变压器的连接件)，7是噪声采集光纤环，8是噪声采集光纤，9是圆孔，10是热熔胶。

具体实施方式

在下文中，将参考附图对本申请的具体实施例进行详细地描述，依照这些详细的描述，所属领域技术人员能够清楚地理解本申请，并能够实施本申请。在不违背本申请原理的情况下，各个不同的实施例中的特征可以进行组合以获得新的实施方式，或者替代某些实施例中的某些特征，获得其它优选的实施方式。

为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下：

如图3所示，本实施例提供的基于振动信息的三相电力变压器故障诊断与定位方法，其设计核心在于：使用分布式光纤振动传感器对变压器箱体的振动进行多测点采集；使用冷却系统振动信号进行原信号的去噪，使用测量时实际施加的电压电流值对振动信号进行修正；根据最终获得的振动信号进行故障的识别与定位。

其中，优选可以采用基于Phi-OTDR原理的光纤振动传感系统对振动进行采集；冷却系统振动信号则通过固定于变压器冷却风机表面的光纤采集。

具体地，分布式光纤振动传感器的传感光纤布置方法为：将传感光纤蛇形绕制并固定于变压器油箱正面和底面；测点分布在水平方向关于B相绕组对称，垂直方向关于绕组中心线对称；选取测点时将正面和底面的测点相对应，设正面为xz平面，选取测点集为[x₁，0，z₁]，底面为xy平面，选取测点集为[x₂，y₂，0]，其中x₁，z₁，x₂，y₂均为列向量，满足x₁＝x₂且Δx＝Δy＝Δz。

使用冷却系统振动信号进行原信号的去噪的具体过程为：首先将变压器箱体的振动信号与风机的振动信号进行互相关对齐后做差，初步去除风机噪声；其次选取db4小波基对振动信号进行小波去噪，以进一步消除环境噪声与器件噪声。

使用测量时实际施加的电压电流值对振动信号进行修正的具体过程为：由变压器一次侧电流互感器与电压互感器读出施加的电流和电压峰值，将去噪后的振动数据分别除以此电流电压峰值的平方，以消除变压器型号与工况差异对振动幅值产生的影响。

通过读取变压器中性点电流表读数，当中性点电流大于5A时即判断变压器疑似出现直流偏磁现象，发出偏磁报警信号，终止诊断流程。

根据最终获得的振动信号进行故障的识别与定位的具体过程为：将各测点振动信号与数据库中对应测点历史信号进行对比，计算100Hz占比、奇偶次谐波比与＞700Hz高频占比；若发现存在某些测点100Hz占比过低，奇偶次谐波比与高频占比过高则判定变压器出现内部机械故障，并将这些测点标记为异常测点；对比正面和底面关于B相绕组对称测点的振动信号频谱，若各组对称测点间频谱相似度均较高，则判定出现铁芯松动故障，反之判定出现绕组故障。

为进一步确定绕组故障类型与位置，首先对标记的异常测点进行定位，判定这些异常测点的几何中心对应的绕组即为故障绕组，为区分绕组变形与绕组松动，在故障绕组对应的正面箱壁测点中选取一列，提取100Hz振动分量幅值并绘制“测点竖直高度-幅值”曲线，依据“绕组变形处100Hz振幅增大”的原理，若所得曲线较为平缓，则代表绕组整体出现故障，对应绕组松动；若曲线出现明显的峰，代表此处测点对应的绕组线匝出现了变形。

基于以上方法的设计，如图1-图5所示，本实施例完成了对应了基于振动信息的三相电力变压器故障诊断与定位的具体装置设计，包括包括分布式光纤振动采集模块、振动解调模块、数据修正与去噪模块、故障判断与定位模块。

其搭建方式与工作原理如下：

振动采集模块使用基于Phi-OTDR原理的光纤振动传感系统，将传感系统布置于不锈钢材质的金属箱4中，金属箱4靠近变压器放置，箱体侧面开两个直径1cm的圆孔9用以分别引出传感光纤2和风机噪声采集光纤8，使用热熔胶10密封开孔剩余空隙。传感光纤2与噪声采集光纤8均采用0.9mm直径聚氨酯护套紧套单模光纤，光纤从变压器箱体1与风机6的引出端到接入检测装置端的中间部分应使用铠装光缆3连接，避免光纤损坏。

噪声采集光纤8布置方法如下：将光纤末端盘成半径5cm的10匝圆盘构成噪声采集光纤环7，使用环氧树脂胶水牢固粘贴于变压器冷却风机6表面，同时在外层贴附0.2mm厚铝箔胶带作为光纤保护层5以防止光纤损坏脱落。

传感光纤2布置方法如下：将传感光纤2蛇形绕制并牢固粘贴于变压器油箱1正面和底面，蛇形转弯弧度为180°，半径5cm，相邻平行光纤间隔为10cm，在光纤沿直线布置的区段内每隔10cm取一个测点，应保证测点分布在水平方向关于B相绕组对称，垂直方向关于绕组中心线对称。传感光纤2粘贴方法与保护层设置方法同噪声采集光纤8。选取测点时应保证正面和底面的测点相对应，设正面为xz平面，选取测点集为[x₁，0，z₁]，底面为xy平面，选取测点集为[x₂，y₂，0]，其中x₁，z₁，x₂，y₂均为列向量，应满足x₁＝x₂且Δx＝Δy＝Δz。对于不同体积的变压器，也可依据实际情况灵活调节光纤布置间距与测点选取间隔，但应注意测点分布不宜太过稀疏，总测点数不能少于100个，以保证定位精度。检测时，光纤传感模块实时读取各测点光相位信号并将其发送至解调模块。

如图6所示，在本实施例中，解调模块利用3×3耦合器进行光相位解调，光纤传感模块输出的信号可以表示为：

其中C为直流干扰项，B为系数项，n为相别索引。解调模块包含去直流、微分、做差、积分4个子模块，经解调后可提取出光相位信息

，依据光相位信息可还原得到振动信号。

本实施例的数据修正与去噪模块和故障判断与定位模块具体可以在计算机系统上实现，其工作机制包括：

如图4所示，数据修正与去噪模块首先将变压器箱体1的振动信号与风机6的振动信号进行互相关对齐后做差，去除风机噪声，其次选取db4小波基对振动信号进行小波去噪，进一步消除环境噪声与器件噪声。再次，由变压器一次侧电流互感器与电压互感器读出施加的电流和电压峰值，将去噪后的振动数据分别除以此电流电压峰值的平方，可消除变压器型号与工况差异对振动幅值产生的影响。最后，将处理后的各时刻振动信号储存于数据库中以便于历史对比。为避免直流偏磁对诊断带来的干扰，该模块通过读取变压器中性点电流表读数，当中性点电流大于5A时即判定变压器疑似出现直流偏磁现象，此时发出偏磁报警信号，终止诊断流程。

如图5所示，故障判断与定位模块串接于数据修正模块之后，接收修正后的振动信号。故障判断部分将各测点振动信号与数据库中对应测点历史信号进行对比，计算100Hz占比、奇偶次谐波比与>700Hz高频占比，若发现存在某些测点100Hz占比过低，奇偶次谐波比与高频占比过高则判定变压器出现内部机械故障，并将这些测点标记为异常测点。对比正面和底面关于B相绕组对称测点的振动信号频谱，若各组对称测点间频谱相似度均较高，则判定出现铁芯松动故障，反之判定出现绕组故障。为进一步确定绕组故障类型与位置，首先对标记的异常测点进行定位，判定这些异常测点的几何中心对应的绕组即为故障绕组，为区分绕组变形与绕组松动，在故障绕组对应的正面箱壁测点中选取一列，提取100Hz振动分量幅值并绘制“测点竖直高度—幅值”曲线，依据“绕组变形处100Hz振幅增大”的原理，若所得曲线较为平缓，则代表绕组整体出现故障，对应绕组松动；若曲线出现明显的峰，代表此处测点对应的绕组线匝出现了变形。由此可以准确区分铁芯松动、绕组松动与绕组变形三类故障并对绕组变形位置进行定位。

本实施例提供的数据修正与去噪模块和故障判断与定位模块可以代码化的形式存储在计算机可读取存储介质中，并以计算机程序的方式进行实现，并通过计算机硬件输入计算所需的基本参数信息，并输出计算结果。

其计算机程序的部分也可装载到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中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的基于振动信息的三相电力变压器故障诊断与定位方法及装置，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种基于振动信息的三相电力变压器故障诊断与定位方法，其特征在于：使用分布式光纤振动传感器对变压器箱体的振动进行多测点采集；使用冷却系统振动信号进行变压器箱体的振动信号的去噪，使用测量时实际施加的电压电流值对振动信号进行修正；根据最终获得的振动信号进行故障的识别与定位。

2.根据权利要求1所述的基于振动信息的三相电力变压器故障诊断与定位方法，其特征在于：采用基于Phi-OTDR原理的光纤振动传感系统对变压器箱体的振动进行信息采集；所述冷却系统振动信号通过固定于变压器冷却风机表面的光纤采集。

3.根据权利要求1所述的基于振动信息的三相电力变压器故障诊断与定位方法，其特征在于：所述分布式光纤振动传感器的传感光纤布置方法为：将传感光纤蛇形绕制并固定于变压器油箱正面和底面；测点分布在水平方向关于B相绕组对称，垂直方向关于绕组中心线对称；选取测点时将正面和底面的测点相对应，设正面为xz平面，选取测点集为[x₁，0，z₁]，底面为xy平面，选取测点集为[x₂，y₂，0]，其中x₁，z₁，x₂，y₂均为列向量，满足x₁＝x₂且Δx＝Δy＝Δz。

4.根据权利要求1所述的基于振动信息的三相电力变压器故障诊断与定位方法，其特征在于：使用冷却系统振动信号进行变压器箱体的振动的去噪的具体过程为：首先将变压器箱体的振动信号与风机的振动信号进行互相关对齐后做差，初步去除风机噪声；其次选取db4小波基对振动信号进行小波去噪，以进一步消除环境噪声与器件噪声。

5.根据权利要求4所述的基于振动信息的三相电力变压器故障诊断与定位方法，其特征在于：使用测量时实际施加的电压电流值对振动信号进行修正的具体过程为：由变压器一次侧电流互感器与电压互感器读出施加的电流和电压峰值，将去噪后的振动数据分别除以此电流电压峰值的平方，以消除变压器型号与工况差异对振动幅值产生的影响。

6.根据权利要求5所述的基于振动信息的三相电力变压器故障诊断与定位方法，其特征在于：读取变压器中性点电流表读数，当中性点电流大于5A时即判断变压器疑似出现直流偏磁现象，发出偏磁报警信号，终止诊断流程。

7.根据权利要求1所述的基于振动信息的三相电力变压器故障诊断与定位方法，其特征在于：根据最终获得的振动信号进行故障的识别与定位的具体过程为：将各测点振动信号与数据库中对应测点历史信号进行对比，计算100Hz占比、奇偶次谐波比与>700Hz高频占比；若发现存在某些测点100Hz占比过低，奇偶次谐波比与高频占比过高则判定变压器出现内部机械故障，并将这些测点标记为异常测点；对比正面和底面关于B相绕组对称测点的振动信号频谱，若各组对称测点间频谱相似度均较高，则判定出现铁芯松动故障，反之判定出现绕组故障。

8.根据权利要求7所述的基于振动信息的三相电力变压器故障诊断与定位方法，其特征在于：为进一步确定绕组故障类型与位置，首先对标记的异常测点进行定位，判定这些异常测点的几何中心对应的绕组即为故障绕组，为区分绕组变形与绕组松动，在故障绕组对应的正面箱壁测点中选取一列，提取100Hz振动分量幅值并绘制“测点竖直高度—幅值”曲线，依据“绕组变形处100Hz振幅增大”的原理，若所得曲线较为平缓，则对应绕组松动；若曲线出现明显的峰，代表此处测点对应的绕组线匝出现了变形。

9.一种基于振动信息的三相电力变压器故障诊断与定位装置，其特征在于，包括：

相连接的振动采集模块、解调模块、数据修正与去噪模块以及故障判断与定位模块；

所述振动采集模块引出传感光纤和冷却系统噪声采集光纤分别对变压器箱体的振动进行多测点信号采集，及噪声信号采集；

所述解调模块用于对光纤传感模块输出的信号进行光相位解调还原得到振动信号；

所述数据修正与去噪模块用于利用采集获得的冷却系统噪声对振动信号去噪；以及使用测量时实际施加的电压电流值对振动信号进行修正；

所述故障判断与定位模块用于根据最终获得的振动信号进行故障的识别与定位。

10.一种用于故障诊断的三相电力变压器的振动信息采集装置，其特征在于：引出传感光纤和冷却系统噪声采集光纤分别对变压器箱体的振动进行多测点信号采集，及噪声信号采集；

所述冷却系统振动信号通过固定于变压器冷却风机表面的光纤采集；

所述分布式光纤振动传感器的传感光纤布置方法为：将传感光纤蛇形绕制并固定于变压器油箱正面和底面；测点分布在水平方向关于B相绕组对称，垂直方向关于绕组中心线对称；选取测点时将正面和底面的测点相对应，设正面为xz平面，选取测点集为[x₁，0，z₁]，底面为xy平面，选取测点集为[x₂，y₂，0]，其中x₁，z₁，x₂，y₂均为列向量，满足x₁＝x₂且Δx＝Δy＝Δz。

Images