[發(fā)明專利]一種基于DBSCAN的變壓器故障診斷方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010147126.7
• 申請(qǐng)日: 2020-03-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111413558A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 管敏淵;王曉建;沈建良;樓平;金國(guó)亮;吳國(guó)強(qiáng);吳凱;李浩言;雷雨松;施康明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司湖州供電公司;湖州電力設(shè)計(jì)院有限公司
• 主分類號(hào): G01R31/00
• 分類號(hào): G01R31/00;G01N30/02
• 代理公司: 杭州杭誠(chéng)專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

1.一種基于DBSCAN的變壓器故障診斷方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1：收集n條故障類型已知的典型變壓器油色譜數(shù)據(jù)序列X＝{x₁,x₂,x₃,x₄,x₅,x₆}，其中{x₁,x₂,x₃,x₄,x₅}表示用于故障診斷特征量；x₆表示故障類型；構(gòu)成故障變壓器數(shù)據(jù)矩陣

S2：對(duì)故障變壓器數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，減少故障油色譜數(shù)據(jù)列具體數(shù)值差別，保證每個(gè)數(shù)據(jù)都具有同續(xù)性和等效性，獲得標(biāo)準(zhǔn)化變壓器數(shù)據(jù)矩陣Y＝(y_ij)_n×6；

S3：計(jì)算各個(gè)故障類型的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)之間的距離；獲得距離數(shù)據(jù)矩陣D＝(d_ij)_n×n；

S4：運(yùn)用DBSCAN進(jìn)行故障變壓器數(shù)據(jù)聚類；

S5：變壓器故障診斷：分別將各個(gè)待診斷數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后加入已知故障數(shù)據(jù)矩陣Y，求出待診斷數(shù)據(jù)的所屬的故障類型的簇，即為運(yùn)用本文方法診斷出的故障類型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于DBSCAN的變壓器故障診斷方法，其特征在于：步驟S1中故障診斷特征量為：氫氣，甲烷，乙烷，乙烯，乙炔。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于DBSCAN的變壓器故障診斷方法，其特征在于：

步驟S1中，所述已知故障類型為：低溫過(guò)熱、中溫過(guò)熱、高溫過(guò)熱、局部放電、低能放電、低能放電兼過(guò)熱、高能放電以及高能放電兼過(guò)熱。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于DBSCAN的變壓器故障診斷方法，其特征在于：

步驟S2中數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理的方法為：歸一化處理，具體公式如下：

5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述一種基于DBSCAN的變壓器故障診斷方法，其特征在于：步驟S3中數(shù)據(jù)之間的距離為歐氏距離：n維空間的歐式距離公式如下：

6.根據(jù)權(quán)利要求5或所述一種基于DBSCAN的變壓器故障診斷方法，其特征在于：

所述油色譜數(shù)是測(cè)得的H₂,CH₄,C₂H₆,C₂H₄，C₂H₂含量，一共是5維數(shù)據(jù)，所以這里n為5。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于DBSCAN的變壓器故障診斷方法，其特征在于：

步驟S4包括如下步驟：

S41、設(shè)置DBSCAN參數(shù)，Epslion鄰域值Eps以及MinPts值MinPts；

S42、尋找到各個(gè)類別的核心點(diǎn)：確定第一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，找到該數(shù)據(jù)點(diǎn)半徑Eps范圍內(nèi)所有的點(diǎn)；如果該數(shù)據(jù)點(diǎn)半徑Eps范圍內(nèi)的點(diǎn)的數(shù)量等于或大于Minpts，則該數(shù)據(jù)點(diǎn)即為核心點(diǎn)，其半徑Eps范圍的圓即為它的鄰域，其鄰域范圍內(nèi)所有的點(diǎn)都屬于同一個(gè)故障類型，這些點(diǎn)為邊界點(diǎn)或者是其他的核心點(diǎn)；依次尋找到每一個(gè)核心點(diǎn)；如果兩個(gè)核心點(diǎn)之間的距離小于半徑Eps，那么它們倆之間是密度相連的，它們兩組成的相交的圓的范圍內(nèi)所有的點(diǎn)都屬于同一個(gè)故障類型，可以找到這些核心對(duì)象能夠密度可達(dá)的所有樣本集合，即為同一個(gè)故障類型；

S43、尋找到各個(gè)類別的邊界點(diǎn)：如果某一個(gè)數(shù)據(jù)的Eps半徑范圍內(nèi)點(diǎn)的數(shù)量(包括其本身)小于Minpts，但是該數(shù)據(jù)點(diǎn)在某一個(gè)核心點(diǎn)的Eps鄰域之內(nèi)，則該數(shù)據(jù)點(diǎn)為邊界點(diǎn)；邊界點(diǎn)與其隸屬于的核心點(diǎn)為同一個(gè)故障類型；

S44、尋找噪聲點(diǎn)：既不屬于核心數(shù)據(jù)點(diǎn)也不屬于邊界點(diǎn)的其他點(diǎn)則為噪聲點(diǎn)；噪聲點(diǎn)的Eps半徑范圍內(nèi)點(diǎn)的數(shù)量小于Minpts，而且也不在任何一個(gè)核心點(diǎn)的Eps鄰域之內(nèi)，不屬于任何一種故障類型；

S45、構(gòu)成故障典型數(shù)據(jù)列以及圖譜。