[發明專利]一種基于時域數據切分的變壓器振動異常檢測方法

在審

• 申請號: 202210600954.0
• 申請日: 2022-05-30
• 公開（公告）號: CN115048955A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 王建平;李萬林;郭亮;呂晨旭;黃少波
• 申請（專利權）人: 國網山西省電力公司忻州供電公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08;G01H1/00;G01R31/00
• 代理公司: 北京卓嵐智財知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11624
• 代理人: 任漱晨

本發明公開了一種基于時域數據切分的變壓器振動異常檢測方法。本發明的技術方案是：依據變壓器負載電流和運行電壓值劃分變壓器運行工況，使用加速度傳感器獲取正常運行中不同工況條件下的變壓器表面振動信號；基于振動信號采樣頻率和變壓器的振動基頻確定描述變壓器狀態的振動信號最短長度；然后通過公式推導和實驗來確定數據切分的滑動步長與最佳樣本長度并提取振動信號特征。應用訓練后的一維卷積神經網絡完成變壓器當前振動信號分類，當分類結果與當前實際工況不一致時，判定變壓器振動異常。本發明方法可顯著提升神經網絡的特征提取能力，具有切分簡單、檢測精度高的優點。

技術領域

本發明涉及一種基于時域數據切分的變壓器振動異常檢測方法，屬于電力領域。

背景技術

變壓器的運行狀態對電網的安全、穩定運行具有重要影響。理論研究表明，變壓器鐵芯振動基頻幅值與電源電壓大小成正比，繞組振動基頻幅值與負載電流大小成正比，由此可以通過變壓器振動信號分析繞組和鐵心工作狀態。變壓器振動在線監測具有可帶電監測、成本低廉、無直接電氣連接安全性高等優點，但變壓器表面振動受多重因素影響，振動法分析變壓器運行狀態和故障診斷在理論和方法上遠未成熟，難以滿足變壓器運行管理和檢修工作的實際需要。

發明內容

本發明提出了一種基于時域數據切分的變壓器振動異常檢測方法。本發明的技術方案是：依據變壓器負載電流和運行電壓值劃分變壓器運行工況，使用加速度傳感器獲取正常運行中不同工況條件下的變壓器表面振動信號；基于振動信號采樣頻率和變壓器的振動基頻確定描述變壓器狀態的振動信號最短長度；然后通過公式推導和實驗來確定數據切分的滑動步長與最佳樣本長度并提取振動信號特征。應用訓練后的一維卷積神經網絡完成變壓器當前振動信號分類，當分類結果與當前實際工況不一致時，判定變壓器振動異常。

本發明的優點有：

(1)切分方法簡單有效：本發明方法基于采樣頻率和變壓器振動基頻分析確定變壓器振動信號樣本長度，切分方法簡單有效且無需人工設置。

(2)異常檢測精度高：本發明方法確定的樣本最優長度包含2～3個振動周期。基于此樣本設置，相比于其它切分方法，本專利方法可顯著提升卷積神經網絡對變壓器振動信號的特征提取能力。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為一種基于時域數據切分的變壓器振動異常檢測方法流程示意圖；

圖2振動數據切分示意圖；

圖3改進一維卷積神經網絡結構圖；

圖4激活函數曲線圖；

圖5一維卷積全局平均池化操作示意圖；

圖6 Dropout操作示意圖；

圖7一種基于時域數據切分的變壓器振動信號識別方法的另一種示意圖；

圖8模型訓練流程圖；

圖9不同切分方法對比。

具體實施方式

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，結合附圖對本發明做進一步描述：