[發(fā)明專利]基于卡方檢驗(yàn)的變壓器油色譜裝置性能評(píng)估方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110516228.6
• 申請日: 2021-05-12
• 公開（公告）號(hào): CN113252827B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙躍;董王朝;宋玉梅;馬鳳翔;程偉;徐霄筱;朱峰;劉偉;王安靜
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)安徽省電力有限公司電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): G01N30/86
• 分類號(hào): G01N30/86
• 代理公司: 合肥市浩智運(yùn)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34124
• 代理人: 鄭浩

基于卡方檢驗(yàn)的變壓器油色譜裝置性能評(píng)估方法及系統(tǒng)，屬于變壓器油色譜分析技術(shù)領(lǐng)域，解決如何利用色譜流出曲線的峰形畸變評(píng)估變壓器油色譜裝置的性能的問題，本發(fā)明的方法基于卡方檢驗(yàn)，評(píng)估變壓器油中溶解氣體的多種組分的實(shí)際色譜流出曲線與理想色譜流出曲線的差異，量化峰形畸變程度，得到多種組分的卡方統(tǒng)計(jì)量，通過峰面積對多種組分的卡方統(tǒng)計(jì)量加權(quán)平均，得到變壓器油色譜裝置的整體性能評(píng)估指標(biāo)，方法簡單有效，能準(zhǔn)確評(píng)估變壓器油色譜分析裝置的性能，有助于提高變壓器狀態(tài)檢測與故障診斷結(jié)果準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于變壓器油色譜分析技術(shù)領(lǐng)域，涉及基于卡方檢驗(yàn)的變壓器油色譜裝置性能評(píng)估方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

變壓器油色譜分析裝置可用于分析油中溶解氣體，是實(shí)現(xiàn)變壓器狀態(tài)檢測與故障診斷的重要手段。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》將油中溶解氣體分析列為油浸式變壓器試驗(yàn)項(xiàng)目的首位。準(zhǔn)確評(píng)估變壓器油色譜分析裝置的性能，有助于提高變壓器狀態(tài)檢測與故障診斷結(jié)果準(zhǔn)確性。

根據(jù)色譜的塔板理論，每個(gè)組分的色譜流出曲線都是近似的高斯波形。這一特性已被應(yīng)用于變壓器油色譜裝置的峰識(shí)別領(lǐng)域中。現(xiàn)有技術(shù)利用模式匹配方法，通過構(gòu)造高斯波，沿著色譜流出曲線滑動(dòng)，求高斯波與色譜流出曲線的相似性來查找峰位，并進(jìn)一步給出了高斯波模板的優(yōu)化方法。例如，現(xiàn)有技術(shù)中公開號(hào)為CN107132310A、公開日期為2017年9月5日的中國發(fā)明專利申請《基于高斯混合模型的變壓器設(shè)備健康狀態(tài)判別方法》公開了利用不同規(guī)格型號(hào)、故障類型的變壓器及其油中溶解氣體數(shù)據(jù)構(gòu)建訓(xùn)練樣本，通過高斯混合模型描述樣本中多種特征氣體在高維空間內(nèi)的分布情況，并運(yùn)用所得模型的參數(shù)對變壓器設(shè)備的健康狀態(tài)進(jìn)行判別。該方法彌補(bǔ)了現(xiàn)有比值方法在描述復(fù)雜特征方面的不足，較人工經(jīng)驗(yàn)相比具有較高的嚴(yán)謹(jǐn)性和創(chuàng)新性，能夠?qū)ψ儔浩髟O(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行更為準(zhǔn)確的判斷。

但此類方法對不同組分的流出曲線都是用相同的高斯波模板，相似性指標(biāo)只用來確定峰位置，無法衡量色譜峰的峰形畸變。另外，電力行業(yè)評(píng)估變壓器油色譜分析裝置性能評(píng)估，通常采用標(biāo)準(zhǔn)油樣品比對的方法。以色譜裝置檢驗(yàn)濃度已知的標(biāo)準(zhǔn)油樣品，將色譜裝置輸出結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值對比，以此評(píng)估色譜裝置的性能，同樣不涉及色譜峰的峰形畸變。

當(dāng)變壓器油色譜裝置發(fā)生檢測器老化，色譜柱污染等情況是，容易發(fā)生峰形畸變。因此峰形畸變可用于評(píng)估變壓器油色譜裝置的性能，而現(xiàn)有方法未涉及量化評(píng)估變壓器油色譜裝置的峰形畸變程度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于如何利用色譜流出曲線的峰形畸變評(píng)估變壓器油色譜裝置的性能。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的：

一種基于卡方檢驗(yàn)的變壓器油色譜分析裝置性能評(píng)估方法，包括以下步驟：

S101、從色譜分析儀中讀取特征溶解組分氣體的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，所述的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括：變壓器油中特征溶解組分氣體的色譜流出曲線f(t)、色譜峰位μ、色譜峰高h(yuǎn)、色譜峰寬w、色譜峰面積S；

S102、根據(jù)各種特征溶解組分氣體的色譜峰寬w，分別計(jì)算各種組分色譜峰的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)偏差σ與色譜峰位μ，提取出各種特征溶解組分氣體的實(shí)際色譜流出曲線f^Act(t)；

S103、根據(jù)各種特征溶解組分氣體的色譜峰位、色譜峰高、色譜峰寬，構(gòu)造理想色譜流出曲線f^Des(t)；

S104、對比實(shí)際色譜流出曲線f^Act(t)與理想色譜流出曲線f^Des(t)，采用卡方檢驗(yàn)計(jì)算兩種曲線的差異，分別得到各種特征溶解組分氣體的卡方統(tǒng)計(jì)量χ²；

S105、根據(jù)各種特征溶解組分氣體的色譜峰面積，對卡方統(tǒng)計(jì)量求加權(quán)平均數(shù)，得到變壓器油色譜性能評(píng)估指標(biāo)χ_z²。