[發明專利]變壓器局部放電故障診斷方法及在線監測裝置

有效

• 申請號: 201811302102.3
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN109061426B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 劉宏亮;張鵬;高樹國;范輝;孟令明;梁博淵
• 申請（專利權）人: 國網河北省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司;國網河北能源技術服務有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 官建紅

1.一種變壓器局部放電故障診斷方法，其特征在于，包括：

采集變壓器的局部放電信號，采用非線性映射壓縮特征量的方式和梅林變換算法對所述局部放電信號提取特征量，組成代表所述局部放電信號特征的特征向量，映射在特征平面上；

對提取的特征量采用非監督性模糊c均值聚類算法將特征量聚類，形成若干個樣本，聚類包括噪聲在內的不同放電源產生的多種放電信號；

將聚類后的每一個樣本，分析相位和波形特征，提取相關特征，用數學形態學顆粒分析法對比每一個樣本建立樣本指紋庫，用神經網絡算法進行局部放電信號類型模式的識別；

其中，在所述對提取的特征量采用非監督性模糊c均值聚類算法將特征量聚類過程中，計算不同聚類數的子集測度聚類有效性函數，將子集測度聚類有效性函數最小時對應的聚類數作為最優聚類數；

子集測度的聚類有效性函數的特征在于：子集測試度定義為其中，表示模糊集合A的隸屬度之和，模糊集合A在點x∈X處的隸屬度A(X)，論域X＝{x₁,x₂,...,x_p}，f(A,B)表示模糊集合A和模糊集合B的子集測試度；

根據子集測試度定義，確定子集測度聚類有效性函數為其中，f(X_l,X_h)表示模糊集合X＝{X₁,X₂,...,X_c}中的兩個聚類集合X_l，X_h的子集測度，Sub(U；c)表示矩陣U和c值的子集測度聚類有效性；

在模糊c類均值聚類的迭代中嵌套子集測度聚類有效性函數，循環計算不同c值對應下的子集測度聚類有效性函數，當子集測度聚類有效性函數最小時對應的c值即最優聚類數c，其中，c值的循環范圍是c∈(1,2ln p]c∈P^*，c最大值c_max取接近lnp的最大整數。

2.根據權利要求1所述的變壓器局部放電故障診斷方法，其特征在于，所述采用非線性映射壓縮特征量的方式和梅林變換算法對所述局部放電信號提取特征量，組成代表所述局部放電信號特征的特征向量，映射在特征平面上的方法為：

對局部放電信號進行小波軟閾值濾波；

對部分局部放電信號進行梅林變換，得到梅林域的數據變換特征；

壓縮時域特征和梅林域特征，提取時域和梅林域的特征；

在時域和梅林域提取高階特征量，映射在二維平面上。

3.根據權利要求2所述的變壓器局部放電故障診斷方法，其特征在于，對部分局部放電信號進行梅林變換，得到梅林域的數據變換特征的實現公式為：

其中t為一次脈沖波形的采樣時間；N為將t等分的常數；b為采樣時間t的以e為底的對數，即b＝lnt；Δb為b的N等分，即θ為Δb的e為底指數，即θ＝e^Δb；k為常數；m＝n＝0,1,2,…，N-1；τ為表示延時的常數；β為自變量，M(β)為梅林變換結果。

4.根據權利要求2所述的變壓器局部放電故障診斷方法，其特征在于，所述提取時域和梅林域的特征的實現公式為：

其中，t_i為第i個采樣點對應時間，p_j(t_i)為t_i對應的時域，為第j個局部放電信號的時域特征重心，T_j為第j個局部放電信號的時域特征值，β_i為第i個采樣點對應梅林域尺度β值，M_j(β_i)為β_i對應的梅林變換值，為第j個局部放電信號的梅林域特征重心，M_j為第j個局部放電信號的梅林域特征值。