一种基于逻辑回归的变压器绕组变形程度在线检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于逻辑回归的变压器绕组变形程度在线检测方法，包括：采用逻辑回归法筛选出与绕组变形显著相关的在线监测指标；特征提取，将筛选出的在线监测指标记录的在线监测数据按时间分为两段序列，分别计算两段序列的算术平均值的均方根误差x1和短路时记录的电流的算术平均值x2构成特征集{x1,x2}；将得到的特征集加上显示绕组变形情况的标签后输入到逻辑回归模型中训练诊断模型；将待测变压器进行特征提取后得到的特征集输入到训练好的逻辑回归模型中，输出待测变压器是否变形和变形概率。本发明专利技术通过对变压器在线监测数据进行分析得出绕组变形诊断结果，不需要停电和现场实验，能提高故障检修效率和节约人力物力资源。

【技术实现步骤摘要】
一种基于逻辑回归的变压器绕组变形程度在线检测方法
本专利技术涉及变压器故障诊断领域，具体涉及一种基于逻辑回归的变压器绕组变形程度在线检测方法。
技术介绍
变压器受到短路冲击或者运输碰撞后，在电动力或机械力作用下发生的绕组局部扭曲、鼓包等特征，称为绕组变形，给电力网络的安全运行埋下了巨大隐患。目前，绕组变形常用的诊断方法包括三种方法：频率响应法、低电压短路阻抗测试法、绕组介损电容量测试法。用频率响应分析法判断变压器绕组变形，主要是对绕组的幅频响应特性进行纵向或横向比较，并综合考虑变压器遭受短路冲击的情况、变压器结构、电气试验及油中溶解气体分析等因素。纵向比较法是指对同一台变压器、同一绕组、同一分接开关位置、不同时期的幅频响应特性进行比较，根据幅频响应特性的变化判断变压器的绕组变形。该方法具有较高的检测灵敏度和判断准确性，但需要预先获得变压器原始的幅频响应特性，并应排除因检测条件及检测方式变化所造成的影响。通过相关系数可以定量描述出两条波形曲线之间的相似程度，通常可作为辅助手段用于分析变压器的绕组变形情况。低电压短路阻抗测试法是指在不高于500V的交流工频电压下用绕组参数短路阻抗、短路电抗和漏电感的相对变化和三相不对称程度作为判断绕组有无变形的依据。变压器的每一对绕组的漏电感是这两个绕组的相对距离的增函数，且漏电感与这两个绕组的高度的算术平均值近似成反比。即漏电感是这对绕组相对位置的函数。绕组对中任何一个绕组的变形必定会引起漏电感的变化。而短路阻抗和短路电抗都是漏电感的函数，因此任何一个绕组的变形也会引起相应的变化。绕组介损电容量测试法的原理是任何绝缘材料在电压作用下，总会流过一定的电流，产生能量损耗。电压作用下电介质产生的一切损耗成为介质损耗，简称“介损”。变压器产品出厂后，其各绕组的电容量基本是一定的，若受短路冲击某侧绕组变形严重，其相对距离发生显著变化，则其电容量变化相应也较大。因此可以通过介损和电容量的变化来判断变压器的内部变形的情况。介质损耗因素是被试品的有功功率与无功功率的比值，可以直接用数字化介损测量仪测得。数字化介损测量仪的基本测量原理是分别将流过标准电容器和被试品的电流信号进行高速同步采样，经模数转换装置测量得到两组信号波形数据，再经计算处理中心分析，分别得出标准侧和被试侧正弦信号的幅值和相位关系，从而计算出被试品的电容量及介损值。变压器的介质损耗因素在大修及交接时，应不大于相同温度下出厂试验值的1.3倍。上述方法的应用非常广泛，但共同的局限在于都需要停电测试，都属于离线诊断方法。离线诊断方法有三个缺点：(1)试验时需要停电。在某些情况下，由于系统运行的要求，设备无法停电，往往造成漏试或超周期试验，这就难以及时诊断出故障缺陷。(2)试验间隔周期过长。试验的周期一般为一年，一些发展较快的故障很容易在两次规定试验之间的时间内发展成为事故。(3)试验时间集中、工作量大，对操作人员的专业技能要求较高，需要大量的人力成本。针对离线诊断方法的不足，近年来研究者们提出了许多利用设备在线监测数据诊断绕组变形的方法，我们将此类方法称为在线诊断方法。与离线诊断相比，在线诊断方法可以减少设备停电时间，节省试验费用，在运行中及时发现事故隐患，防患于未然。同时，在线诊断方法综合了在线监测序列的前后信息，监测内容丰富，信息量大，能进行更为全面的诊断。
技术实现思路
针对本领域存在的不足之处，本专利技术提供了一种基于逻辑回归的变压器绕组变形程度在线检测方法，通过逻辑回归算法从变压器各在线监测指标中找到与绕组变形显著相关的监测指标，再从显著相关的监测指标记录的监测数据中提取前后两段序列的算术平均值的均方根误差和短路时记录的电流的算数平均值作为特征，输入到逻辑回归模型中训练诊断模型，输出变压器是否变形和变形的概率。若输出变形且变形概率大于0.9，表示绕组变形程度较高，应及时维修更换；若输出变形但变形概率在[0.1，0.9]区间，表示绕组变形程度较低，暂不需要更换，但需要加强监测。若变形概率小于0.1，表示绕组正常。一种基于逻辑回归的变压器绕组变形程度在线检测方法，包括：(1)将已知绕组状态的变压器的在线监测指标记录的在线监测数据采用逻辑回归法筛选出与绕组变形显著相关的在线监测指标；(2)将所述的与绕组变形显著相关的在线监测指标记录的在线监测数据按时间分为两段序列，分别计算两段序列的算术平均值的均方根误差x1；(3)将得到的均方根误差x1和短路时记录的电流的算术平均值x2作为特征构成特征集{x1，x2}；(4)将得到的特征集加上标签后输入到逻辑回归模型中训练诊断模型，所述的标签用于显示绕组变形情况；(5)将待测变压器按步骤(2)、(3)进行特征提取得到特征集，将得到的特征集输入到步骤(4)训练好的逻辑回归模型中，输出待测变压器是否变形和变形概率。步骤(1)中，所述的已知绕组状态的变压器一般为三相三绕组，三相分别为A相、B相和C相，三绕组分别为高压绕组、中压绕组和低压绕组。优选地，所述的已知绕组状态的变压器的在线监测指标包括：各绕组各相的电流和电压，各绕组的有功功率、无功功率和母线电压，以及油温。具体包括：高压绕组A相电流、高压绕组B相电流、高压绕组C相电流、中压绕组A相电流、中压绕组B相电流、中压绕组C相电流、低压绕组A相电流、低压绕组B相电流、低压绕组C相电流、高压绕组A相电压、高压绕组B相电压、高压绕组C相电压、中压绕组A相电压、中压绕组B相电压、中压绕组C相电压、低压绕组A相电压、低压绕组B相电压、低压绕组C相电压、高压绕组有功功率、中压绕组有功功率、低压绕组有功功率、高压绕组无功功率、中压绕组无功功率、低压绕组无功功率、高压绕组母线电压、中压绕组母线电压、低压绕组母线电压和油温。所述的采用逻辑回归法筛选出与绕组变形显著相关的在线监测指标的具体步骤包括：a.对已知绕组状态的变压器的在线监测指标记录的在线监测数据进行z-score标准化处理；b.将同一时间点的z-score标准化处理后的在线监测数据作为自变量，该时间点的绕组变形情况作为因变量，输入到逻辑回归模型中；c.输出对应的在线监测指标的标准化回归系数以及显著性值，筛选出显著性值小于0.05的在线监测指标作为与绕组变形显著相关的在线监测指标。步骤a中，所述的z-score标准化是数据标准化处理的一种常用方法，能够将不同量级的数据转化为统一量度的分值进行比较，可采用如下方式计算：其中，x为已知绕组状态的变压器的在线监测指标记录的在线监测数据，μ表示同一在线监测指标记录的所有在线监测数据的算术平均值，σ表示同一在线监测指标记录的所有在线监测数据的方差。步骤b中，所述的逻辑回归模型的方程可采用如下式子：其中，xi为同一时间点的z-score标准化处理后的在线监测数据，βi为标准化回归系数，i＝0，1，2，…，n，n为同一时间点的z-score标准化处理后的在线监测数据的个数，y为标签，反映该时间点的绕组变形情况，y＝0表示绕组正常，y＝1表示绕组变形，E(y)为该时间点的绕组变形情况的期望值。标准化回归系数βi表示因变量变异相同的情况下各自变量变异程度的高低，可作为筛选在线监测指标的依据。β通过极大似然法估计可得。当在线监测指标的显著性值小于0.05时，认为该在线监测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于逻辑回归的变压器绕组变形程度在线检测方法，包括：(1)将已知绕组状态的变压器的在线监测指标记录的在线监测数据采用逻辑回归法筛选出与绕组变形显著相关的在线监测指标；(2)将所述的与绕组变形显著相关的在线监测指标记录的在线监测数据按时间分为两段序列，分别计算两段序列的算术平均值的均方根误差x1；(3)将得到的均方根误差x1和短路时记录的电流的算术平均值x2作为特征构成特征集{x1，x2}；(4)将得到的特征集加上标签后输入到逻辑回归模型中训练诊断模型，所述的标签用于显示绕组变形情况；(5)将待测变压器按步骤(2)、(3)进行特征提取得到特征集，将得到的特征集输入到步骤(4)训练好的逻辑回归模型中，输出待测变压器是否变形和变形概率。

【技术特征摘要】
1.一种基于逻辑回归的变压器绕组变形程度在线检测方法，包括：(1)将已知绕组状态的变压器的在线监测指标记录的在线监测数据采用逻辑回归法筛选出与绕组变形显著相关的在线监测指标；(2)将所述的与绕组变形显著相关的在线监测指标记录的在线监测数据按时间分为两段序列，分别计算两段序列的算术平均值的均方根误差x1；(3)将得到的均方根误差x1和短路时记录的电流的算术平均值x2作为特征构成特征集{x1，x2}；(4)将得到的特征集加上标签后输入到逻辑回归模型中训练诊断模型，所述的标签用于显示绕组变形情况；(5)将待测变压器按步骤(2)、(3)进行特征提取得到特征集，将得到的特征集输入到步骤(4)训练好的逻辑回归模型中，输出待测变压器是否变形和变形概率。2.根据权利要求1所述的基于逻辑回归的变压器绕组变形程度在线检测方法，其特征在于，所述的已知绕组状态的变压器的在线监测指标包括：各绕组各相的电流和电压，各绕组的有功功率、无功功率和母线电压，以及油温。3.根据权利要求1所述的基于逻辑回归的变压器绕组变形程度在线检测方法，其特征在于，步骤(1)所述的采用逻辑回归法筛选出与绕组变形显著相关的在线监测指标的具体步骤包括：a.对已知绕组状态的变压器的在线监测指标记录的在线监测数据进行z-score标准化处理；b.将同一时间点的z-score标准化处理后的在线监测数据作为自变量，该时间点的绕组变形情况作为因变量，输入到逻辑回归模型中；c.输出对应的在线监测指标的标准化回归系数以及显著性值，筛选出显著性值小于0.05的在线监测指标作为与绕组变形显著相关的在线监测指标。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：华中生，游雨暄，徐晓燕，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33