[發明專利]一種基于絕緣油拉曼光譜小波包能量熵的油紙絕緣老化診斷方法

有效

• 申請號: 201710261352.6
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN106885978B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 陳偉根;鄒經鑫;萬福;范舟;李劍;王有元;杜林;周湶;王飛鵬;黃正勇
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01N21/65
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 康海燕

本發明屬于電力設備安全狀態評估領域，具體涉及一種基于絕緣油拉曼光譜小波包能量熵的油紙絕緣老化診斷方法，所述方法采用油紙絕緣設備絕緣油拉曼光譜小波包能量熵作為老化特征量，結合Kennard?Stone算法、多分類支持向量機構建、并運用遺傳算法優化得到的老化診斷模型能夠快速有效地實現現場油紙絕緣設備的整體老化狀態診斷，不僅不需要對某一種油中溶解老化特征物濃度進行定量分析，具有更好的容錯性能；且具有“成長性”，在今后工作中可將現場運行變壓器中取得的油紙絕緣樣本來擴充該診斷模型的樣本庫，實現對診斷模型的不斷校正與改進，提高油紙絕緣設備的運行維護水平。

技術領域

本發明屬于電力設備安全狀態評估領域，涉及一種變壓器老化診斷方法，具體涉及一種基于絕緣油拉曼光譜小波包能量熵的油紙絕緣老化診斷方法。

背景技術

現場快速診斷運行油紙絕緣設備的老化狀態是提高設備運行安全、防止重大事故的關鍵，對確保電力系統運行安全具有重要意義。目前，現有的油紙絕緣老化狀態診斷方法，主要是由絕緣老化引起的理化參數和電氣性能參數的變化來進行評估。理化參數中的聚合度和拉伸強度最能真實反映油紙絕緣的老化強度，但測量時需要對變壓器進行停電吊罩，從繞組幾處最有代表性的部位取樣，實施起來難度大，且會對絕緣造成損傷。電氣性能參數主要是參考絕緣油中氣體分析及糠醛、甲醇以及丙酮含量等單一特征參量的閾值，但糠醛的含量測定方法中高效液相色譜法操作復雜、洗脫困難且存在柱外效應，紫外光譜法檢測效果不穩定且易受到油中有機物的干擾，比色法不僅效果不理想，且檢測中使用的甲苯胺被認為是最強的致癌物之一；而油中CO及CO₂含量檢測通常采用的氣相色譜法，色譜柱的性能會隨著使用時間的增長逐漸下降，且氣相色譜檢測系統需要高水平的檢測人員在實驗室中進行操作，限制了其在現場檢測中的運用。目前尚未形成能夠對絕緣整體老化狀況作出有效現場診斷的方法，因此，研究一種能夠快速有效地診斷油紙絕緣設備老化程度的方法，不僅具有重要的意義，且應用前景巨大。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于絕緣油拉曼光譜小波包能量熵的油紙絕緣老化診斷方法，所述方法以小波包能量熵為特征量，能夠快速有效地評估油紙絕緣設備的老化程度，準確度高，容錯性能高，且具有“成長性”。

為實現上述發明目的，本發明提供以下內容：

一種基于絕緣油拉曼光譜小波包能量熵的油紙絕緣老化診斷方法，包括以下步驟：

步驟(1)：測定訓練樣本油紙絕緣設備絕緣油的拉曼光譜信號；

步驟(2)：將步驟(1)獲得的拉曼光譜信號小波包分解，計算小波包能量熵；

步驟(3)：運用Kennard-Stone算法建立訓練樣本矩陣，以步驟(2)得到的小波包能量熵作為訓練樣本的老化特征量，根據絕緣紙的聚合度劃分的四個老化階段，利用多分類支持向量機對訓練樣本進行訓練，建立老化診斷初模型，再利用遺傳算法優化SVM參數，獲得老化診斷模型；其中，所述的四個老化階段是以絕緣紙平均聚合度為判別依據進行劃分，第I階段是指DP≧900、絕緣良好，第II階段是指500≦DP<900、老化早期，第III階段是指250≦DP<500、老化中期，第IV階段是指DP<250、老化晚期；

步驟(4)：測定待測油紙絕緣設備絕緣油的拉曼光譜信號，小波包分解后計算小波包能量熵，輸入步驟(3)建立的老化診斷模型，獲得老化類型結果。

本發明步驟(1)中所述的拉曼光譜信號可以進行預處理，所述的預處理包括但不限于基線校正、去噪、消除熒光背景干擾。

本發明步驟(1)中所述的訓練樣本是指老化程度已知的絕緣油，數量不少于50個；優選地，所述訓練樣本的數量不少于100個。

本發明步驟(2)和(4)中所述的小波包分解層數一樣，同為2層、3層、4層、5層、6層或7層；優選地，所述的小波包分解層數一樣，同為3層、4層或5層。