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变压器有载调压分接开关(On-load Tap Changer,OLTC)是有载调压变压器的关键组成部分,在电力系统中发挥着稳定负荷中心电压、调节无功潮流和增加电网调度灵活性等重要作用。统计分析表明,在历年发生的有载调压变压器事故中,20%是由于有载分接开关故障造成的,而有载分接开关的故障又分为电气故障和机械故障,其中机械故障所占的比重相当之高。因此,对OLTC的机械性能进行在线监测及故障诊断,对于电力系统的安全稳定运行具有重要的意义。考虑到OLTC动作过程中的振动信号与其运行状态密切相关,因此,本文针对OLTC切换过程中的振动信号的混沌特性,基于相空间重构理论,计算了典型振动信号的嵌入维数和延迟时间,给出了典型振动信号的相空间重构结果,据此计算了典型振动信号的最大李雅普诺夫指数,最大李亚普诺夫指数为正则进一步验证了OLTC振动信号的混沌特性,从而为OLTC振动信号的动力学特性研究提供了理论依据。由于OLTC振动信号在重构相空间内的相轨迹图振动模式变化与OLTC的运行状态密切相关,文中在对高维空间振动信号相轨迹图的分布特性进行研究的基础上,从高维数据聚类分析理论出发,提出使用相点空间密度分布来描述振动信号空间相点的分布特性。与已有的相点空间分布系数(Phase Point Distribution Coefficient,PPDC)方法相比较,该方法具有数据分辨能力高和计算速度快的优点,可以更加有效提取振动信号的特征向量。为了进一步提高OLTC在线监测技术的有效性,文中根据OLTC故障特征的模糊性和概率性特征,引入模糊集理论来对OLTC机械故障进行诊断。本文设计的模糊诊断方法根据OLTC故障的模糊特性,设定了相应的模糊规则和模糊集合,在获得OLTC振动信号的特征向量后,根据模糊规则将振动信号归类到相应的模糊集合,从而完成OLTC的故障诊断。文中最后根据OLTC在线监测系统的实际需求,基于NI公司的LabVIEW/CompactRIO软硬件平台,设计和研制了OLTC振动信号在线监测系统。对典型OLTC动作特性的测试结果表明,该系统可有效地对OLTC动作过程中的振动信号进行监测,同时基于内嵌的分析软件对OLTC的运行状态进行评估。此外,该系统设计时充分考虑了OLTC的运行环境,可满足变电站内电磁兼容的要求。