一种带弹性阻尼元件的变压器抗冲击减振方法与流程

本申请涉及变压器振动控制，且更为具体地，涉及一种带弹性阻尼元件的变压器抗冲击减振方法。

背景技术：

1、大型电力变压器在运行过程中始终承受两类性质迥异的机械激励：一是铁心硅钢片在交变磁场下因磁致伸缩效应产生的稳态高频振动，二是绕组电流相互作用产生的洛伦兹力在负载突变或外部短路时形成的瞬态低频冲击。后者在数毫秒内即可达到数百千牛量级，足以造成绕组变形、夹件松动乃至器身与油箱的刚性碰撞和绝缘损坏。

2、现有的带弹性阻尼元件的变压器减振方法多以机械域闭环为基础：先由安装于油箱的加速度或位移传感器采集振动信号，再经滤波与控制运算调节磁流变阻尼器或磁流变弹性体的励磁电流，从而改变阻尼与刚度；被动式橡胶垫、多层弹性体隔振装置则完全依赖固定的刚度阻尼参数。这类方案的共性缺陷在于控制闭环建立于机械力产生、振动发生、传感器采样、阻尼器调整的后验因果链路上：应力波自绕组传导至阻尼元件需十余毫秒，传感器采样、滤波与控制运算需数毫秒，而在常规恒压源驱动方式下、未采取强激励措施的励磁线圈完成建磁又需十余毫秒至数十毫秒，上述三段时延累积后远大于短路电磁力首波峰值的到达时间，导致最具破坏性的第一波冲击能量根本无法被隔离；与此同时，短路瞬间空间漏磁剧增，机械传感器信号在最需要发挥作用的时刻被严重干扰，反馈链路可能输出错误指令，使减振抗冲防线形同虚设。

3、此外，即便引入工况判定实现前馈与反馈的模态切换，二值化的冲击标识也只能表征是否满足冲击判定条件，无法反映冲击退出后结构中残余机械能量的衰减状态，稳态反馈通道容易将尚未耗散的低频大幅值残余振动误作稳态误差处理，进而引发积分饱和、微分尖峰与阻尼刚度颤振，延长由冲击工况恢复至稳态减振工况的过渡时间。

4、因此，期望一种优化的带弹性阻尼元件的变压器抗冲击减振方案。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，提出了本申请。本申请的实施例提供了一种带弹性阻尼元件的变压器抗冲击减振方法，其包括：

2、s1，获取变压器一次侧三相瞬态电流信号、变压器本体油箱机械加速度信号和历史模态运行参数；

3、s2，对变压器一次侧三相瞬态电流信号进行小波暂态特征提取以得到暂态电气特征向量，并基于历史模态运行参数对油箱机械加速度信号进行卡尔曼滤波以得到净机械振动状态矩阵；

4、s3，对暂态电气特征向量进行能量越限判定以得到冲击工况触发标识；

5、s4，响应于冲击工况触发标识的有效置位，对暂态电气特征向量进行跨域前馈力学预测解算以得到洛伦兹力峰值预估矩阵和应力波到达时间差；

6、s5，基于冲击工况触发标识进行双模态切换以得到当前有效模态的解算结果，并将当前有效模态的解算结果合成为励磁电流目标矩阵；

7、s6，将励磁电流目标矩阵经功率放大后注入磁流变弹性阻尼元件的励磁线圈以进行刚度与阻尼重构。

8、与现有技术相比，本申请提出一种带弹性阻尼元件的变压器抗冲击减振方法。其同步获取变压器一次侧三相瞬态电流信号、本体油箱机械加速度信号与历史模态运行参数，对三相瞬态电流信号作小波暂态特征提取得到暂态电气特征向量，并借助历史模态运行参数对加速度信号进行卡尔曼滤波得到净机械振动状态矩阵；通过对暂态电气特征向量进行能量越限判定生成冲击工况触发标识，在标识有效置位时对暂态电气特征向量执行跨域前馈力学预测解算，直接推得洛伦兹力峰值预估矩阵与应力波到达时间差；进而以该标识进行双模态切换，将当前有效模态的解算结果合成励磁电流目标矩阵，经功率放大注入磁流变弹性阻尼元件的励磁线圈完成刚度与阻尼重构。由于电气信号的传播与解算远快于机械应力波的传导，方案得以在破坏性应力波抵达之前完成元件硬化与耗能状态预置，无需等待机械振动被测出，从而摆脱后验反馈链路的固有时滞，同时规避强漏磁干扰下机械传感通道失效带来的误动风险，并在冲击消退后回归稳态微振抑制。

1.一种带弹性阻尼元件的变压器抗冲击减振方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的带弹性阻尼元件的变压器抗冲击减振方法，其特征在于，步骤s2，包括：

3.根据权利要求2所述的带弹性阻尼元件的变压器抗冲击减振方法，其特征在于，对离散化三相电流序列进行小波域电气暂态特征解算以得到暂态电气特征向量，包括：

4.根据权利要求1所述的带弹性阻尼元件的变压器抗冲击减振方法，其特征在于，步骤s3，包括：

5.根据权利要求4所述的带弹性阻尼元件的变压器抗冲击减振方法，其特征在于，对暂态电气特征向量进行电气突变能量空间映射以得到电气突变能量绝对值，包括：

6.根据权利要求1所述的带弹性阻尼元件的变压器抗冲击减振方法，其特征在于，步骤s4，包括：

7.根据权利要求1所述的带弹性阻尼元件的变压器抗冲击减振方法，其特征在于，步骤s5，包括：

8.根据权利要求1所述的带弹性阻尼元件的变压器抗冲击减振方法，其特征在于，步骤s6，包括：通过恒流驱动器对励磁电流目标矩阵进行功率放大并注入磁流变弹性阻尼元件的励磁线圈。

9.根据权利要求8所述的带弹性阻尼元件的变压器抗冲击减振方法，其特征在于，通过恒流驱动器对励磁电流目标矩阵进行功率放大并注入磁流变弹性阻尼元件的励磁线圈，包括：

10.根据权利要求7所述的带弹性阻尼元件的变压器抗冲击减振方法，其特征在于，对净机械振动状态矩阵进行基于机械状态的稳态微振反馈电流解算以得到反馈稳态调整目标电流分量，包括：