[發明專利]一種判斷變壓器不平衡負載運行狀態的方法及系統

有效

• 申請號: 201810240018.7
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108508318B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 吳曉文;盧鈴;周年光;曹浩;胡勝;彭繼文;葉會生;呂建紅;黃韜;彭平;曾惠芳;歐陽玲
• 申請（專利權）人: 國網湖南省電力有限公司;國網湖南省電力有限公司電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: G01R31/62
• 分類號: G01R31/62
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

本發明公開了一種判斷變壓器不平衡負載運行狀態的方法及系統，方法實施步驟包括：獲取待檢測變壓器的聲信號，根據待檢測變壓器的聲信號提取獨立特征參數，將獨立特征參數輸入訓練好的機器學習模型，得到待檢測變壓器當前的不平衡負載運行狀態，所述機器學習模型被訓練包括獨立特征參數和不平衡負載運行狀態之間的映射關系；系統包括被編程以執行前述方法的計算機設備。本發明能夠有效檢測變壓器三相不平衡負載運行狀態的方法，具有不接觸帶電設備、操作方便、檢測效率高的優點。

技術領域

本發明涉及變壓器運行狀態檢測領域，具體涉及一種判斷變壓器不平衡負載運行狀態的方法及系統。

背景技術

變壓器是電力系統的重要組成部分，承擔著不同電壓等級電力網絡之間的電能傳輸任務。變壓器在三相負載不平衡度較大的情況下運行，將會給電網與變壓器造成不良影響，主要表現在：①、當三相負載不平衡時，三相電流存在差異，電網中性線上產生不平衡電流，一方面導致線路損耗增加，另一方面導致變壓器中性點漂移，各相相電壓發生變化，容易造成用電設備燒毀或無法使用的情況；②、增加了變壓器電能損耗；③、鋼構件中產生磁滯和渦流損耗，導致變壓器局部過熱、絕緣老化；④、變壓器輸出容量無法達到額定值，備用容量減少，過載能力降低，當三相負載嚴重不平衡時，隨著運行時間的增加，變壓器可能出現因某一相電流過高而燒毀的情況。

因此，為了提高供電可靠性，電力系統中一般對變壓器三相負載不平衡度進行嚴格要求。目前，主要通過核查變壓器關口表發現三相負載不平衡問題，但為了核對表計結果是否準確，往往需要人工現場檢測變壓器三相負載電流與中性線電流。該方法主要存在費時費力、需與帶電設備接觸等問題，尤其是對于數量多、分布廣的配電變壓器，檢測所需的人員、設備較多。此外，對于位置偏遠的配電變壓器，往往缺乏三相負載不平衡檢測手段，負載不平衡現象往往難以發現，測試難度也較大，不利于變壓器的安全可靠運行。

發明內容

本發明要解決的技術問題：針對現有技術的上述問題，提供一種判斷變壓器不平衡負載運行狀態的方法及系統，本發明能夠有效檢測變壓器三相不平衡負載運行狀態的方法，具有不接觸帶電設備、操作方便、檢測效率高的優點。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種判斷變壓器不平衡負載運行狀態的方法，實施步驟包括：

1)獲取待檢測變壓器的聲信號；

2)根據待檢測變壓器的聲信號提取獨立特征參數；

3)將獨立特征參數輸入訓練好的機器學習模型，得到待檢測變壓器當前的不平衡負載運行狀態，所述機器學習模型被訓練包括獨立特征參數和不平衡負載運行狀態之間的映射關系。

優選地，步驟2)的詳細步驟包括：

2.1)對待檢測變壓器的聲信號進行預處理；

2.2)對預處理后的聲信號進行頻譜分析與小波包分析，提取不平衡負載運行特征參數；

2.3)針對不平衡負載運行特征參數進行主成分分析，得到獨立特征參數。

優選地，步驟2.2)的詳細步驟包括：

2.2.1)對預處理后的變壓器的聲信號進行傅里葉變換，截取1kHz范圍內的聲信號頻譜；計算聲信號1kHz范圍內50Hz及其奇次諧波頻率聲信號能量與50Hz及其偶次諧波頻率聲信號能量的比值R_oe；

2.2.2)以100Hz頻率為基頻，計算1kHz范圍內聲信號的諧波畸變率R_THD；

2.2.3)對預處理后的變壓器的聲信號進行3層小波包分析，計算小波包能量特征E；