[發明專利]變壓器聲振故障監測方法、系統、設備及可讀存儲介質

在審

• 申請號: 202210033985.2
• 申請日: 2022-01-12
• 公開（公告）號: CN114252810A
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 張彬文;焦飛;雷龍武;張中浩;談元鵬;吳涵;廖飛龍
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國網福建省電力有限公司;國網福建省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R31/62
• 分類號: G01R31/62
• 代理公司: 北京中巡通大知識產權代理有限公司 11703
• 代理人: 孟大帥

1.一種變壓器聲振故障監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取待監測變壓器在正常工作狀態下的輸入、輸出信號；

對所述輸入、輸出信號進行特征提取，獲取輸入信號特征和輸出信號特征；

基于所述輸入信號特征和輸出信號特征，辨識出所述待監測變壓器在正常工作狀態下的模型；

基于辨識出的模型，采用預設計獲得的觀測器進行觀測，獲得擾動觀測值；

基于所述擾動觀測值，實現變壓器聲振故障監測。

2.根據權利要求1所述的一種變壓器聲振故障監測方法，其特征在于，所述獲取待監測變壓器在正常工作狀態下的輸入、輸出信號的步驟具體包括：

獲取待監測變壓器在正常工作狀態下的原始輸入、輸出信號；

對所述原始輸入、輸出信號進行預處理，獲得預處理后的輸入、輸出信號；其中，所述預處理用于去除噪聲信號，獲得變壓器本體信號突出的結構化數據。

3.根據權利要求1所述的一種變壓器聲振故障監測方法，其特征在于，所述對所述輸入、輸出信號進行特征提取，獲取輸入信號特征和輸出信號特征中，特征提取具體包括：通過特征提取方法，獲取聲振信號的頻率響應。

4.根據權利要求1所述的一種變壓器聲振故障監測方法，其特征在于，所述基于辨識出的模型，采用預設計獲得的觀測器進行觀測，獲得擾動觀測值具體包括：

所述辨識出的模型為加性故障模型時，表示為，

式中，x_e＝[x f]^T為變壓器系統擴張狀態，包括變壓器系統狀態x和故障擾動f，假設f有界且可微；d為噪聲，u為輸入信號，y為測量輸出信號，A_e、B_e、C_e、E_e、R和Q均為變壓器系統矩陣；

預設計獲得的模型輔助擴張狀態觀測器模型表示為，

式中，L_o為觀測器增益矩陣，z＝[z_x z_f]^T為系統狀態和故障引起的擾動的估計值；

其中，通過選擇觀測器增益L_o，實現z_f對故障信號f的跟蹤。

5.根據權利要求1所述的一種變壓器聲振故障監測方法，其特征在于，所述基于辨識出的模型，采用預設計獲得的觀測器進行觀測，獲得擾動觀測值具體包括：

所述辨識出的模型為非加性故障模型時，表示為，

式中，u為輸入信號，y為測量輸出信號，x₁和x₂為變壓器系統狀態，G(x₁,x₂)，F(x₁,x₂,u)和b為變壓器系統矩陣，θ_f為故障指示因子，θ_f＝0時表示無故障，θ_f＝1時表示發生故障；

預設計獲得的自適應觀測器，表示為，

式中，l₁、l₂和l₃為觀測器增益，z₁，z₂為系統狀態的估計值，z_f為故障引起擾動的估計值，G(z₁,z₂)，F(z₁,z_2,u)和b為觀測器系統矩陣；

lim(z_f)為限幅函數，表示為

其中，通過調整觀測器增益l₁、l₂和l₃獲得期望的跟蹤特性，實現z_f對故障信號f的跟蹤。

6.根據權利要求4或5所述的一種變壓器聲振故障監測方法，其特征在于，所述基于所述擾動觀測值，實現變壓器聲振故障監測的表達式為，

式中，J_th為預設判斷閾值。