[發明專利]一種油浸式變壓器非平衡故障樣本預處理方法

有效

• 申請號: 202110295799.1
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN113066540B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 吐松江·卡日;伊力哈木·亞爾買買提;劉鵬偉;張寬;孫國良;邸強;張鵬程;逯浩坦
• 申請（專利權）人: 新疆大學
• 主分類號: G16C20/70
• 分類號: G16C20/70;G16C20/20;G06F18/214;G06F18/22;G06F18/2413
• 代理公司: 成都熠邦鼎立專利代理有限公司 51263
• 代理人: 邢哲

1.一種油浸式變壓器非平衡故障樣本預處理方法，其特征在于：所述預處理方法包括以下步驟：

Step1：收集并整理油浸式變壓器多類型故障樣本，建立類樣本不平衡數據集D；

Step2：使用歐拉公式計算各類樣本之間的歐拉距離L，并基于平均歐拉距離進行排序；

Step3：依據類樣本不平衡數據集D中各類樣本數量及各類間平均歐拉距離值，使用自適應合成抽樣法平衡多類故障樣本量，包括，

Step31、明確樣本含量最多的類C_nmax，及與該類平均歐拉距離最小的類C_Lmin，使用自適應合成抽樣方法平衡類C_nmax與類C_Lmin的樣本數，使之相等；

Step32、再次查找與類C_nmax間平均歐拉距離次小的類C_Lmin+1，如果該距離小于其他任何兩類間的距離，則再次使用自適應合成抽樣方法平衡類C_nmax與類C_Lmin+1的樣本數，使之相等；否則查找與C_Lmin間平均歐拉距離最小的類C_Lmin-i，直至使用自適應合成抽樣法實現所有類間樣本數量相等；

Step4：使用多種基于油中溶解氣分析的油浸式變壓器故障診斷方法驗證合成樣本可靠性；

Step5：出現異常樣本時重復上述步驟直至生成樣本可靠、類間平衡的故障樣本集合；

Step6：完成故障樣本類間數量的平衡。

2.根據權利要求1所述的一種油浸式變壓器非平衡故障樣本預處理方法，其特征在于，所述Step1中類樣本不平衡數據集D包含有6種故障類型的油色譜樣本，所述油色譜樣本由5種特征氣體的含量特征構成。

3.根據權利要求1所述的一種油浸式變壓器非平衡故障樣本預處理方法，其特征在于，所述Step2中，包括如下步驟：

Step21、針對所建立的類樣本不平衡數據集D，為了消除不同樣本之間的量綱不一致性，對原始故障數據集數據進行歸一化處理；

Step22、針對所建立的類樣本不平衡數據集D，對所有故障樣本進行歸一化處理后，計算各類樣本之間的歐拉距離。

4.根據權利要求1所述的一種油浸式變壓器非平衡故障樣本預處理方法，其特征在于，所述Step4中，包括如下步驟：

Step41、使用多種基于油中溶解氣的變壓器故障診斷方法驗證Step3合成的新故障樣本，確保故障診斷結果與該故障樣本所屬類一致；否則，該合成故障樣本需被剔除；

Step42、驗證所有合成樣本，剔除不一致樣本；當出現類間樣本數量不平衡時，重復Step3、Step4，直至實現所有類別樣本數量相等。

5.根據權利要求3所述的一種油浸式變壓器非平衡故障樣本預處理方法，其特征在于，所述Step21中采用的極值標準化公式如下：

其中：x_ik為第i個樣本中第k個特征數據，而x_ikmax和x_ikmin分別表示第k個特征的最大值與最小值，k＝1,2,…,5。

6.根據權利要求5所述的一種油浸式變壓器非平衡故障樣本預處理方法，其特征在于，所述Step22中，取故障樣本Xp＝[X_1p?X_2p?X_3p?X_4p?X_5p]、Yq＝[Y_1q?Y_2q?Y_3qY_4q?Y_5q]分別屬于不同的兩個故障類型C1、C2，其中故障類型C1、C2所含樣本數分別為m和n(m≠n)，則該兩個不同類型樣本間的歐拉距離L及平均歐拉距離Lavg計算公式如下：

依據上式依次計算所有6種不同類型故障樣本兩兩之間的歐拉距離，并根據距離大小依次排序，得到歐拉距離序列O＝[La₁,La₂,…La_r,…La₁₅]。

7.根據權利要求2所述的一種油浸式變壓器非平衡故障樣本預處理方法，其特征在于，所述Step1中5種特征氣體為甲烷(CH4)、氫氣(H2)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)和乙炔(C2H2)，所述6種故障類型包括局部放電(PD)、低能放電(LD)、高能放電(HD)、低溫過熱(LT)、中溫過熱(MT)、高溫過熱(HT)。