[發(fā)明專利]基于誤差反向傳播算法的變壓器老化評估的方法及系統(tǒng)在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010977524.1 | 申請日： | 2020-09-17 |
| 公開（公告）號： | CN112114215A | 公開（公告）日： | 2020-12-22 |
| 發(fā)明（設計）人： | 劉蓉;李繼勝;張玉焜;張中月;任兆榮;李沐雨;柴藝坤;吉鵬勃 | 申請（專利權(quán)）人： | 陜西師范大學 |
| 主分類號： | G01R31/00 | 分類號： | G01R31/00;G06N3/06;G06N3/08 |
| 代理公司： | 重慶萃智邦成專利代理事務所(普通合伙) 50231 | 代理人： | 蔣雪琴 |
| 地址： | 710063 陜西*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 誤差 反向 傳播 算法 變壓器 老化 評估 方法 系統(tǒng) | ||
本申請涉及基于誤差反向傳播算法的變壓器老化評估的方法及系統(tǒng)，具體涉及設備檢測領域。本申請通過對獲取到的聲學信號進行預處理；將預處理的聲學信號輸入到預設的神經(jīng)網(wǎng)絡模型中，預測得到待測變壓器的運行時間；根據(jù)預測運行時間與實際運行時間進行對比，輸出變壓器的老化程度。變壓器在運行期間傳播的噪聲信號中包含著豐富的內(nèi)部機械狀態(tài)信息，分析變壓器噪聲信號可以及時、有效地對變壓器內(nèi)部機械缺陷或故障進行準確評估和診斷。變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)老化程度不同，傳遞出來的噪聲信號特征也不同，基于此在不與變壓器進行電氣連接和停機檢測的情況下反映變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)運行狀態(tài)，降低了監(jiān)測和維修的成本，提高了電力設備運行的完備率。
技術領域
本申請涉及設備檢測領域，具體涉及一種基于誤差反向傳播算法的變壓器老化評估的方法及系統(tǒng)。
背景技術
變壓器是電力系統(tǒng)中最關鍵的設備之一。這些裝置在長期運行過程中，由于機械老化和熱老化，逐漸形成缺陷，嚴重時會影響整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
現(xiàn)有技術中，許多變壓器在達到設計使用年限前內(nèi)部會產(chǎn)生機械缺陷甚至嚴重故障。根據(jù)變壓器長期的統(tǒng)計，事故的主要來源與鐵芯和繞組有關。即使變壓器繼續(xù)運行，它也可能含有降低短路電阻的某些固有缺陷。
但是，現(xiàn)有技術的檢測方法很少有利用變壓器向四周傳播的噪聲信號來進行老化評估，并且傳統(tǒng)方法中幾乎沒有采用神經(jīng)網(wǎng)絡預測的方法對變壓器運行時間進行預測，而且檢測效率較低，安全性不足，不能及時有效地反映變壓器內(nèi)部老化程度。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，針對上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一種基于誤差反向傳播算法的變壓器老化評估的方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術中很少有利用變壓器向四周傳播的噪聲信號來進行老化評估，并且?guī)缀鯖]有采用神經(jīng)網(wǎng)絡預測的方法對變壓器運行時間來進行預測，而且檢測效率較低，安全性不足，不能及時有效地反映變壓器內(nèi)部老化程度的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例采用的技術方案如下：
第一方面，本申請?zhí)峁┮环N基于誤差反向傳播算法的變壓器老化評估的方法，方法包括：
獲取待測變壓器的聲學信號；
對獲取到的聲學信號進行預處理，得到聲學信號的特征信息，其中，預處理包括：濾波、信號消噪、特征提取和數(shù)據(jù)降維處理中的至少一種；
將聲學信號的特征信息輸入到預設的神經(jīng)網(wǎng)絡模型中，計算得到待測變壓器的預測運行時間；
根據(jù)預測運行時間與實際運行時間進行對比，輸出變壓器的老化程度。
可選地，該獲取待測變壓器的聲學信號的步驟之前包括：
確定神經(jīng)網(wǎng)絡預測模型的輸入層和輸出層神經(jīng)元個數(shù)、確定隱含層個數(shù)以及每個隱含層包括的神經(jīng)元節(jié)點個數(shù)、權(quán)重初始化以及神經(jīng)網(wǎng)絡訓練；
獲取多組電壓等級相同的變壓器的相同時間段的多通道聲學信號，并通過聲學信號得到時域特征以及時域特征對應的變壓器的運行時間輸入神經(jīng)網(wǎng)絡訓練中；
經(jīng)過多次迭代訓練得到神經(jīng)網(wǎng)絡模型，其中，完成訓練的神經(jīng)網(wǎng)絡模型包括聲學信號與待測變壓器的預測運行時間的對應關系。
可選地，該對獲取到的聲學信號進行預處理的步驟還包括：對獲取的聲學信號進行歸一化處理，其中，歸一化處理采用公式為：
其中，其中xi為某段噪聲信號中第i時刻的聲壓值，形式為數(shù)值，單位為Pa；xmin表示這段信號中的最小聲壓值，形式為數(shù)值，單位為Pa；xmax表示這段信號中的最大聲壓值，形式為數(shù)值，單位為Pa；xi’表示聲信號經(jīng)過歸一化計算后獲得的第i時刻的聲壓值，形式為數(shù)值，單位為Pa。
可選地，該對獲取到的聲學信號進行預處理的步驟具體包括：
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