[發(fā)明專利]變壓器聲振故障監(jiān)測方法、系統(tǒng)、設(shè)備及可讀存儲介質(zhì)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210033985.2
• 申請日: 2022-01-12
• 公開（公告）號: CN114252810A
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院有限公司;國網(wǎng)福建省電力有限公司;國網(wǎng)福建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: G01R31/62
• 分類號: G01R31/62
• 代理公司: 北京中巡通大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11703
• 代理人: 孟大帥

本發(fā)明公開了一種變壓器聲振故障監(jiān)測方法、系統(tǒng)、設(shè)備及可讀存儲介質(zhì)，所述方法包括以下步驟：獲取待監(jiān)測變壓器在正常工作狀態(tài)下的輸入、輸出信號；對所述輸入、輸出信號進(jìn)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(jiān)測變壓器在正常工作狀態(tài)下的模型；基于辨識出的模型，采用預(yù)設(shè)計獲得的觀測器進(jìn)行觀測，獲得擾動觀測值；基于所述擾動觀測值，實現(xiàn)變壓器聲振故障監(jiān)測。本發(fā)明提供的變壓器聲振故障監(jiān)測方法，具體是一種基于狀態(tài)觀測器的變壓器聲振故障在線監(jiān)測預(yù)警方法，可解決現(xiàn)有基于數(shù)據(jù)(信號)的故障診斷方法受樣本數(shù)量和樣本類型制約的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于變壓器在線監(jiān)測與故障預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種變壓器聲振故障監(jiān)測方法、系統(tǒng)、設(shè)備及可讀存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)

變壓器安全穩(wěn)定運(yùn)行是提高電能質(zhì)量和供電可靠性的重要因素，對變壓器開展?fàn)顟B(tài)監(jiān)測和故障診斷是避免嚴(yán)重事故的重要措施。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，溫度、超聲波、紅外影像、振動信號等傳感數(shù)據(jù)都被應(yīng)用于變壓器故障診斷；其中，振動監(jiān)測技術(shù)是近年來研究的熱點，一方面變壓器在工作時鐵芯、繞組等機(jī)構(gòu)振動產(chǎn)生機(jī)械波，通過傳播會產(chǎn)生聲振信號，聲振信號包含大量設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息；另一方面，聲振信號的獲取不需要停電檢測，不會影響設(shè)備的正常運(yùn)行，因此聲振信號監(jiān)測在變壓器設(shè)備故障診斷領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景。

目前故障診斷大致可以分為兩大類，基于數(shù)據(jù)(信號)的故障診斷方法和基于模型的故障診斷方法，其中，以深度學(xué)習(xí)為代表的基于數(shù)據(jù)的故障診斷方能被廣泛應(yīng)用于變壓器故障診斷中，但該類方法的有效性受限于樣本數(shù)量和樣本類型的制約，深度學(xué)習(xí)方法在訓(xùn)練時需要大量樣本數(shù)據(jù)，且只適用于已知的故障類型的診斷。對于變壓器來說，故障頻率低且定期維修，能夠比較輕松的獲得其正常運(yùn)行時的樣本數(shù)據(jù)，然而變壓器設(shè)備不同故障類型的樣本數(shù)據(jù)往往難以獲得，需要長時間的積累，這導(dǎo)致故障樣本集數(shù)據(jù)量小且缺乏完備性，造成深度學(xué)習(xí)等算法的泛化能力大大降低且準(zhǔn)確度低。

在基于模型的故障診斷方法中，系統(tǒng)模型用于檢測、診斷故障，其主要優(yōu)點是能夠使用模型診斷出未知的故障類型，且不需要大量的數(shù)據(jù)；經(jīng)過多年的研究，已形成多種用基于模型的故障診斷方法，如Kalman濾波器、未知輸入觀測器、多重積分觀測器等，通過理論和工程實踐驗證了該類基于模型的方法可以獲得良好的應(yīng)用前景，然而目前尚沒有基于狀態(tài)觀測器的變壓器聲振故障在線監(jiān)測策略。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種變壓器聲振故障監(jiān)測方法、系統(tǒng)、設(shè)備及可讀存儲介質(zhì)，以解決上述存在的一個或多個技術(shù)問題。本發(fā)明提供的變壓器聲振故障監(jiān)測方法，具體是一種基于狀態(tài)觀測器的變壓器聲振故障在線監(jiān)測預(yù)警方法，可解決現(xiàn)有基于數(shù)據(jù)(信號)的故障診斷方法受樣本數(shù)量和樣本類型制約的問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明第一方面提供的一種變壓器聲振故障監(jiān)測方法，包括以下步驟：

獲取待監(jiān)測變壓器在正常工作狀態(tài)下的輸入、輸出信號；

對所述輸入、輸出信號進(jìn)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(jiān)測變壓器在正常工作狀態(tài)下的模型；

基于辨識出的模型，采用預(yù)設(shè)計獲得的觀測器進(jìn)行觀測，獲得擾動觀測值；

基于所述擾動觀測值，實現(xiàn)變壓器聲振故障監(jiān)測。

本發(fā)明方法的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述獲取待監(jiān)測變壓器在正常工作狀態(tài)下的輸入、輸出信號的步驟具體包括：

獲取待監(jiān)測變壓器在正常工作狀態(tài)下的原始輸入、輸出信號；

對所述原始輸入、輸出信號進(jìn)行預(yù)處理，獲得預(yù)處理后的輸入、輸出信號；其中，所述預(yù)處理用于去除噪聲信號，獲得變壓器本體信號突出的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。