Cyfrowe przetwarzanie sygnałów wibroakustycznych w bezinwazyjnej diagnostyce transformatorów energetycznych.

Kornatowski, Eugeniusz Cyfrowe przetwarzanie sygnałów wibroakustycznych w bezinwazyjnej diagnostyce transformatorów energetycznych / Eugeniusz Kornatowski ; Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie. Szczecin : Wydawnictwo Uczelniane Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego, 2014. Print.

SPIS TREŚCI

Wykaz ważniejszych skrótów i oznaczeń ......................................................................................5

Od autora ........................................................................................................................................7

1. Wprowadzenie ................................................................................................................................9

2. Przyczyny drgań konstrukcji transformatora ..................................................................................17

2.1. Drgania uzwojeń ............................................................................................................................. 17

2.2. Drgania rdzenia ............................................................................................................................... 19

2.3. Modelowanie i monitoring wibracji kadzi transformatora .............................................................. 22

3. Sygnały cyfrowe .............................................................................................................................25

3.1. Cyfrowy sygnał drgań konstrukcji transformatora ................................................................ 25

3.2. Wybrane definicje CPS ................................................................................................................... 27

3.3. Rozdzielczość częstotliwościowa DFT ........................................................................................... 28

3.4. Okna czasowe ................................................................................................................................ 32

3.5. Uśrednianie wartości wielokrotnych FFT ....................................................................................... 36

4. Filtracja cyfrowa .............................................................................................................................41

4.1. Filtry cyfrowe ze skończoną odpowiedzią impulsową ................................................................ 42

4.2. Okna czasowe w projektowaniu filtrów cyfrowych SOI ................................................................ 45

4.3. Kwadratury Newtona–Cotesa ................................................................................................ 47

4.4. Zmodyfikowane okna czasowe ................................................................................................ 55

5. Spektrogram ................................................................................................................................ 61

5.1. Krótkoczasowa transformacja Fouriera .......................................................................................... 61

5.2. Dobór parametrów spektrogramu ................................................................................................ 63

6. Czasowo-częstotliwościowa analiza drgań kadzi transformatora w stanie nieustalonym ..............69

6.1. Drgania kadzi transformatora w stanie nieustalonym ................................................................ 70

6.2. Metoda odejmowania widmowego ................................................................................................ 71

6.3. Warunkowy algorytm SSM ................................................................................................79

7. Czasowa analiza drgań kadzi transformatora w stanie nieustalonym ............................................85

7.1. Filtr Hilberta ................................................................................................................................ 85

7.2. Detektor amplitudy sygnału z modulacją amplitudy ................................................................ 87

7.3. Algorytm zmodyfikowanego detektora sygnału AM ................................................................ 91

8. Analiza drgań kadzi transformatora w stanie ustalonym bez obciążenia .......................................95

8.1. Widmo amplitudowe wibracji kadzi transformatora w stanie ustalonym bez obciążenia ...................................................... 95

8.2. Szacowanie zmian względnej mocy drgań ...................................................................................... 97

9. Laboratoryjna weryfikacja skuteczności metod wibroakustycznej diagnostyki części aktywnej transformatora ........................... 101

9.1. Metodyka wykonywania badań eksperymentalnych ................................................................ 101

9.2. Wyniki analizy wibroakustycznej dla symulowanych defektów .................................................... 103

10. Bezstykowy pomiar drgań kadzi transformatora ............................................................................ 109

10.1. Charakterystyki kierunkowe mikrofonów ....................................................................................... 109

10.2. Natężeniowa metoda analizy pola akustycznego ................................................................ 112

10.3. A- i B-format ................................................................................................................................ 114

10.4. Eksperymentalna weryfikacja skuteczności bezstykowej metody pomiaru drgań kadzi transformatora .................................. 120

11. Podsumowanie ................................................................................................................................ 123

Literatura ........................................................................................................................................ 129

Summary ........................................................................................................................................ 139

Zusammenfassung .......................................................................................................................... 141