Комп'ютерна система діагностики силових трансформаторів

Abstract

Проведений аналіз методів перевірки стаціонарності вібраційних сигналів показав, що застосування статистичних критеріїв – F-критерію Фішера та t-критерію Стьюдента – дозволяє достовірно оцінити сталість основних статистичних параметрів (математичного сподівання та дисперсії) у часі, що є необхідною умовою для подальшого коректного аналізу та підвищення точності діагностики технічного стану об’єкта. У результаті розгляду методів статистичного спектрального аналізу встановлено, що найбільш ефективним для дослідження вібрацій шихтованого магнітопроводу є підхід на основі періодограм, який дозволяє отримати асимптотично незміщені оцінки спектральної густини та знизити дисперсію шляхом усереднення або розбиття реалізації на відрізки, що забезпечує підвищення точності та зручність реалізації на ЕОМ. Розроблено макет комп’ютерної системи діагностики силових трансформаторів, який забезпечує збудження, реєстрацію, аналогову та цифрову обробку вібраційних сигналів магнітопроводу при ударному збудженні, а також реалізує алгоритми статистичного спектрального аналізу для визначення технічного стану пресування магнітопроводу. Проведено експериментальні дослідження на макеті магнітопроводу, виготовленого з магнітострикційної сталі, які підтвердили можливість використання ударного методу для діагностики стану пресування. Визначено основні діагностичні ознаки стану пресування магнітопроводу: амплітуди, частоти та кількість максимумів спектрограм у фіксованій смузі частот.

The analysis of methods for checking the stationarity of vibration signals showed that the use of statistical criteria - Fisher's F-test and Student's t-test - allows us to reliably assess the constancy of the main statistical parameters (mathematical expectation and variance) over time, which is a necessary condition for further correct analysis and increasing the accuracy of diagnostics of the technical condition of the object. As a result of considering the methods of statistical spectral analysis, it was found that the most effective approach for studying vibrations of a stacked magnetic core is the approach based on periodograms, which allows us to obtain asymptotically unbiased estimates of the spectral density and reduce the dispersion by averaging or dividing the implementation into segments, which ensures increased accuracy and convenience of implementation on a computer. A model of a computer system for diagnosing power transformers has been developed, which provides excitation, registration, analog and digital processing of vibration signals of the magnetic core during shock excitation, and also implements algorithms of statistical spectral analysis to determine the technical condition of the magnetic core pressing. Experimental studies have been carried out on a model of a magnetic core made of magnetostrictive steel, which confirmed the possibility of using the shock method for diagnosing the condition of the pressing. The main diagnostic features of the condition of the magnetic core pressing have been determined: amplitudes, frequencies and the number of maxima of spectrograms in a fixed frequency band.