2007年1月电工技术学报Vol.22 No.1 第22卷第1期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Jan. 2007
OLTC振动信号特征提取的动力学分析方法
赵彤李庆民陈平
（山东大学电气工程学院济南 250061）
摘要机械故障是变压器有载调压分接开关（On-Load Tap Changer，OLTC）的主要故障类型，因此监测其机械运行性能对保障电力系统安全、稳定与可靠运行具有重要意义。区别于传统的时、频域分析方法，本文提出了一种基于多维坐标空间提取相轨图几何特征的方法，通过定义相点空间分布系数以定量描述开关操作时不同振动模式的特征变化，从混沌动力学角度为机械状态监测与故障诊断提供了一项新的科学依据。对现场监测数据的分析表明，文中提出的特征提取方法是可行的。
关键词：有载分接开关机械特性振动信号混沌动力学相点空间分布系数在线监测
中图分类号：TM561
Dynamic Analysis Method for Feature Extraction of Mechanical
Vibration Signals of On-Load Tap Changers
Zhao Tong Li Qingmin Chen Ping
（Shandong University Ji’nan 250061 China）
Abstract Mechanical malfunction or failure is the principal failure type of on-load tap changers (OLTC) within power transformers. Therefore, on-line monitoring of the mechanical characteristics of OLTC is of utmost significance to achieve safe, stable and reliable operation of power systems. Being different from the traditional time and frequency domain analysis, a feature extraction methodology is presented for phase portrait structure based on multidimensional coordinates space, in which a phase point distribution coefficient is defined to quantitatively describe the feature variance of different vibration modes with OLTC operations. Thereby, a new criterion for mechanical performance monitoring and fault diagnosis from a chaotic dynamics point of view is obtained. Analysis of the recorded data from field experiments shows that the proposed feature extraction scheme is feasible and applicable.
Keywords：On-load tap changer (OLTC), mechanical characteristics, vibration signals, chaotic dynamics, phase point distribution coefficient, on-line monitoring
1引言
有载分接开关（On-Load Tap Changer，OLTC）是变压器内部唯一可动的部件，随着调压次数的增多，其操作不良和事故率也相应增加。机械故障是电力变压器有载分接开关的主要故障类型，它可能损坏OLTC和电力变压器本身，影响电力设备和系统的正常安全运行，以致造成严重后果。OLTC的许多电气性能故障，如触头接触不良等，也往往是由于操作机构失灵、切换不到位等机械故障引起的。因此，对OLTC运行中的机械性能进行在线监测，以预知其故障可能性并判别其故障类型，对电力系统安全运行意义重大，并具有良好的应用前景。
OLTC的在线监测与故障诊断技术起步于20世纪90年代，目前仍在发展当中。较为有效的监测与诊断方法是利用振动加速度传感器，非介入性地监测有载分接开关操作过程中的机械振动信号，获取传动机构的状态信息和工作模式，从而实现对
收稿日期 2006-04-12 改稿日期 2006-07-05 万方数据