Time-frequency analysis of DC bias vibration of transformer core on the basis of Hilbert – Huang transform

• Liu, Xingmou ^[1] ; Yang, Yongming ^[1] ; Yang, Fan ^[1] ; Shi, Qingyan ^[2]
  1. [1] Chongqing University

     Chongqing University

     China

     
  2. [2] Engineer at Yantai Electric Power Supply Company, Shandong Electric Power Company, State Grid Corporation of China.
• Localización: Ingeniería e Investigación, ISSN-e 2248-8723, ISSN 0120-5609, Vol. 36, Nº. 1, 2016, págs. 90-97
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Análisis de tiempo y frecuencia de vibración de polarización DC del núcleo del transformador sobre la base de Hilbert-Transform Huang
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• Resumen
  • español

    En este trabajo se presenta un análisis tiempo-frecuencia de la vibración del transformador bajo polarización de corriente continua (CC) a través de transformación Hilbert-Huang (HHT). En primer lugar, se analizó la teoría de la DC de polarización para el transformador. A continuación, el proceso de descomposición de modo empírico (EMD), que es la clave en HHT, se introdujo. Los resultados de EMD, a saber, las funciones del modo intrínsecas (IMFS), se calcularon y se suman por transformada de Hilbert (HT) para obtener series dependienteS de tiempo en un dominio de tiempo-frecuencia 2D. Por último, un sistema de prueba de medición de vibraciones para el transformador se creó. Se midieron tres componentes de dirección de vibración del núcleo (ejes x, y, y z). La descomposición de los espectros EMD y HHT mostró que la fuerza de la vibración aumentó, y los armónicos impares se produjeron con polarización CC. Los resultados indicaron que la HHT es una herramienta de procesamiento de señales viable para la vigilancia de la salud del transformador.

  • English

    This paper presents a time–frequency analysis of the vibration of transformer under direct current (DC) bias through Hilbert–Huang transform (HHT). First, the theory of DC bias for the transformer was analyzed. Next, the empirical mode decomposition (EMD) process, which is the key in HHT, was introduced. The results of EMD, namely, intrinsic mode functions (IMFs), were calculated and summed by Hilbert transform(HT) to obtain time-dependent series in a 2D time–frequency domain. Lastly, a test system of vibration measurement for the transformer was set up. Three direction (x, y, and z axes) components of core vibration were measured. Decomposition of EMD and HHT spectra showed that vibration strength increased, and odd harmonics were produced with DC bias. Results indicated that HHT is a viable signal processing tool for transformer health monitoring.