[發明專利]一種變壓器短路故障的識別方法及裝置

在審

• 申請號: 201710242712.8
• 申請日: 2017-04-14
• 公開（公告）號: CN106841905A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 劉光祺;楊航;劉凌;劉軒東;王科;錢國超;鄒徳旭;顏冰
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司電力科學研究院;西安交通大學
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02;G01R31/12
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙)11363
• 代理人: 逯長明,許偉群

技術領域

本申請涉及電力系統技術領域，尤其涉及一種變壓器短路故障的識別方法及裝置。

背景技術

變壓器的運行狀態是影響電能傳輸可靠性的重要因素，而實際操作中因為一些偶然或者非偶然的原因變壓器會出現各種故障，其中變壓器最容易出現的故障是短路故障。短路故障主要是由于絕緣老化或者絕緣弱化引起的，其中，局部放電現象是變壓器絕緣水平降低發生短路故障的可能性增加的重要標志，因此將局部放電測試的結果導入仿真系統中對放電類型加以分類識別，就能夠準確、快速地判斷變壓器內部潛在的短路故障，以便及時對變壓器的故障進行排查，確保變壓器能持續可靠地運行，以此保證整個電網的正常運行。

圖1是模擬內部繞組短路狀態的變壓器示意圖。變壓器包括：外殼1、引線套管2、高低壓繞組3、鐵芯4、螺旋測距導電桿5、繞組匝間分接頭6和繞組層間分接頭7。將螺旋測距導電桿5的絕緣套筒固定在外殼1上，換上導電長度一定的螺旋測距導電桿5，通過聚四氟乙烯絕緣棒將螺旋測距導電桿5旋進絕緣套筒內，使之與零刻度齊平。選擇需要的短路狀態，計算螺旋測距導電桿5旋轉距離，將導電桿與匝間(層間)繞組分接頭短接，模擬短路狀態。需要改變短路繞組的匝數(層數)時，將螺旋測距導電桿5旋出，換上合適長度的導電桿，重新固定并旋進變壓器內。變壓器局部放電測試是指在預置時間內，將預置電壓差施加在被測試變壓器上，使得被測試變壓器的絕緣薄弱部分發生放電現象。局部放電最直接的現象是引起電極間電荷移動，并伴有一定數量的電荷通過電介質，引起被測試變壓器外部電極上的電壓變化，短時間的放電脈沖會產生高頻的電磁信號向外輻射。

現有技術中，將神經網絡算法應用于變壓器故障診斷方面，通過局部放電測試系統對不同變壓器的放電脈沖圖譜進行收集，對放電脈沖進行功率譜分析，從功率譜中得到的特征量中提取訓練樣本和測試樣本，構建BP(BackproPagation，反向傳播)神經網絡，訓練BP神經網絡，最后測試BP神經網絡。經過測試的BP神經網絡即可通過放電脈沖圖譜診斷變壓器故障。從上述現有技術中可以看出，在故障診斷訓練BP神經網絡過程中的參數設置，影響故障診斷的正確識別率。

發明內容

本申請提供了一種變壓器短路故障的識別方法及裝置，以解決短路故障診斷正確率低的問題。

第一方面，本申請提供了一種變壓器短路故障的識別方法，該方法包括：獲取變壓器的局部放電圖譜，所述變壓器是存在短路故障的變壓器；根據預置傅里葉算法，提取所述局部放電圖譜的多尺度信號；計算所述多尺度信號的統計特征量，所述統計特征量是指所述多尺度信號的統計信息；整合所述統計特征量，構建故障特征庫；將所述故障特征庫中的所述統計特征量作為訓練樣本和測試樣本，構建并訓練徑向基函數RBF神經網絡；將待識別統計特征量輸入到所述RBF神經網絡，識別所述待識別統計特征量所對應的待識別變壓器的短路故障類型。采用本實現方式，能夠提高變壓器短路故障診斷效率，并且快速地發現變壓器存在的短路故障，可以用于變壓器自檢，從而提高變壓器的品質。

結合第一方面，在第一方面第一種可能的實現方式中，所述變壓器存在的放電類型包括匝間短路放電類型、層間短路放電類型和匝間及層間同時短路放電類型；所述獲取變壓器的局部放電圖譜，包括：記錄所述變壓器的放電類型；獲取通過放電系統測試的所述變壓器的局部放電圖譜；以所述放電類型，標記所述局部放電圖譜。采用本實現方式，能夠提高變壓器短路故障診斷的準確性。

結合第一方面，在第一方面的第二種可能的實現方式中，所述整合所述統計特征量，構建故障特征庫之前，所述方法還包括：獲取所述局部放電圖譜的所述放電類型；以所述放電類型，標記所述統計特征量。

結合第一方面，在第一方面的第三種可能的實現方式中，徑向基函數RBF神經網絡選取的激活函數為其中，并且式中η_a為a學習率，α_a為a的動量因子，并且式中η_b為b的學習率，α_b為b的動量因子。

結合第一方面，在第一方面的第四種可能的實現方式中，所述將待識別統計特征量輸入到所述RBF神經網絡之前，所述方法還包括：獲取待識別變壓器的待識別局部放電圖譜；根據所述預置傅里葉算法，提取所述待識別局部放電圖譜的待識別多尺度信號；計算所述待識別多尺度信號的待識別統計特征量。

結合第一方面，在第一方面的第五種可能的實現方式中，所述識別所述待識別變壓器的短路故障類型，包括：獲取所述RBF神經網絡輸出的所述待識別統計特征量的放電類型；根據故障字典，查找所述放電類型對應的短路故障類型。