变压器故障诊断方法技术

本发明专利技术公开了一种变压器故障诊断方法，包括如下步骤：1)、收集故障案例，并对案例进行整理归类；2)、建立故障诊断规则库；3)、根据变压器状态进行故障诊断；4)、输出故障诊断结果。本发明专利技术基于规则推理的变压器并行故障诊断服务，通过OpenMP对基于规则推理的变压器故障诊断算法进行多核并行加速，采用WebService方式封装该算法，并对外提供服务；实现了不同平台不同语言间的算法调用，接口清晰灵活，故障诊断准确率高，运行时间短，非常适合对各个电压等级的变压器进行故障诊断。

Transformer fault diagnosis method

The invention discloses a fault diagnosis method for power transformer, which comprises the following steps: 1), collect the fault cases, and the cases are classified; 2), the rule base for fault diagnosis; 3), according to the state of transformer fault diagnosis; 4), the output results of fault diagnosis. The invention of transformer fault diagnosis service parallel rule reasoning based on OpenMP through multi core of transformer fault diagnosis algorithm based on rule reasoning using WebService package to accelerate the algorithm, and provide service; the realization of the algorithm calls different platforms in different languages, interface clear and flexible, high accuracy of fault diagnosis, operation time short, very suitable for various voltage levels for transformer fault diagnosis.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力设备故障检测
，具体涉及一种变压器故障诊断方法。
技术介绍
变压器是电力系统的一个重要部件，可靠运行对电力系统的安全性影响巨大，其故障诊断一直受到国内外学术界与工程界人员的广泛重视。近年来，国内外学者提出了多种变压器故障诊断的方法，如人工神经网络、贝叶斯网络、专家系统和支持向量机等。公茂法等提出了一种基于BP网络算法优化模糊Petri网的电力变压器故障诊断方法，提高了故障诊断正确率。针对变压器故障诊断中的信息具有随机性和不确定性的特点，宋功益等提出了一种基于模糊贝叶斯网络的变压器故障诊断方法。师瑞峰等提出了一种可扩展的油中溶解气体成分的电力变压器故障诊断系统，该系统具有较好的操作性和判别准确率。郑含博等针对变压器油中溶解气体，提出了一种多分类最小二乘支持向量机和改进粒子群优化相结合的电力变压器故障诊断方法。但上述诊断方法和系统主要以数据分析为主，对变压器运行状态量之间的关联性和内在联系分析不足，变压器故障诊断存在误差。因此，我们迫切需要一种准确判断变压器故障诊断的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种变压器故障诊断方法，该方法能准确判断变压器的故障。本专利技术所采用的技术方案是：一种变压器故障诊断方法，包括如下步骤：1)、收集故障案例，并对案例进行整理归类收集各个电力公司变压器的实际故障诊断案例，结合行业内权威专家经验，对案例进行整理归类；整理归类是对原始数据进行核实验证，按故障类别对数据进行归类；2)、建立故障诊断规则库；所述规则库包括N条故障规则；3)、根据变压器状态进行故障诊断输入变压器相关的状态量；对N条故障规则进行遍历；将N条故障诊断规则分成L个推理机，每个推理机实现的知识规则条数K如下：其中，为向上取整符号；每个推理机作为单独的函数，输入变压器相关的状态量，L个故障推理机由OpenMP并行执行，将每个推理机诊断的结果进行合并，以匹配最佳的规则为变压器故障诊断结果；最佳匹配的依据是状态量相似度最高；4)、输出故障诊断结果。步骤2)中，建立故障诊断规则库的步骤为：将原始数据进行离散化，对状态量与故障模式进行编号，建立状态量与故障模式之间的因果关系，从而形成故障诊断规则库。原始数据离散化是将连续的状态数据依据其特征进行离散取值，例如对于巡检中0代表正常，1代表异常；绕组频率响应按严重程度取0、1、2、3分别对应绕组正常、轻微、明显、严重变形等。步骤3)中，通过WebService接口调用服务，输入变压器的状态量，得到故障诊断结果。步骤3)中，采用多核并行计算进行变压器故障诊断，其步骤为：将规则推理由多个推理机实现；多个推理机在多核上同时并行计算；并行推理算法由OpenMP实现，充分利用了硬件资源，提高了推理的速度。步骤3)采用故障诊断推理并行算法进行运算，该算法是指基于OpenMP多核并行实现的规则推理匹配算法。推理机的个数由计算机的核心数确定，即计算机有几个核心，就有几个推理机；步骤4)中，通过WebService接口输出变压器故障诊断结果。本专利技术按在线监测、带电检测、停电试验和巡检建立变压器的状态量，对于同时存在在线监测、带电检测、停电试验的状态量值，按停电试验、带电检测、在线监测的先后顺序进行赋值，这样依据数据的可靠性取值，保证了状态量值的准确和有效。状态量的取值根据状态量的特征进行取值，例如对于巡检中0代表正常，1代表异常；油色谱按最常使用的改良三比值法进行取值；绕组频率响应按严重程度取0、1、2、3分别对应绕组正常、轻微、明显、严重变形等。本专利技术通过WebService对故障诊断算法进行封装，以服务的形式对外发布。其他系统通过WebService接口调用服务，输入变压器的状态量，得到变压器故障诊断结果。根据故障诊断的结果，结合变压器现场的情况，制定具体的处理措施，排除变压器故障。本专利技术产生的有益效果是：本专利技术能准确的对变压器进行故障诊断，诊断结果准确可靠，可以为实时管控、运维检修、应急抢修和低电压治理等日常运维提供辅助决策意见，在整个计划(Plan)、执行(Do)、检查(Check)和处置(Action)的闭环管控流程中，为制定合理计划提供参考；该方法也可供生产管理、营销、调度等系统调用；本专利技术能直接指导生产运行、状态检修和故障诊断工作，极大的提高生产成本和管理水平，推进状态监测、状态检修以及智能运维等产业发展，产生巨大的经济效益和社会效益；本专利技术采用多核并行计算对变压器故障诊断算法进行加速，诊断算法以WebService服务的方式对外发布，实现了算法跨平台跨语言的调用，供其他程序进行调用，非常简单、方便。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是基于规则推理的并行故障诊断过程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。参见图1，一种变压器故障诊断方法，包括如下步骤：1)、收集280个变压器现场故障诊断的案例，并对案例进行整理归类；整理归类是对原始数据进行核实验证，按故障类别对数据进行归类；2)、建立故障诊断规则库将280个变压器现场故障诊断的案例进行离散化，对状态量与故障模式进行编号，建立状态量与故障模式之间的因果关系，从而形成故障诊断规则库；其步骤为：将原始数据进行离散化，按在线监测、带电检测、停电试验和巡检建立变压器的状态量，对于同时存在在线监测、带电检测、停电试验的状态量值，按停电试验、带电检测、在线监测的先后顺序进行赋值，这种依据数据的可靠性取值，保证了状态量值的准确和有效；状态量的取值根据状态量的特征进行取值，例如对于巡检中0代表正常，1代表异常；油色谱按最常使用的改良三比值法进行取值；绕组频率响应按严重程度取0、1、2、3分别对应绕组正常、轻微、明显、严重变形等；280个变压器现场故障诊断的案例中变压器故障诊断状态量有104个，故障模式有32个，编码表如表1所示；表1状态量编码编号状态量状态值M1油色谱改良三比值M2绕组直流电组0：正常；1：异常M3绕组频率响应0：正常；1：轻度变形；2：中度变形；3：严重变形M4绕组变比0：正常；1：偏高异常；-1：偏低异常M5局部放电0：正常；1：异常M6铁芯接地电流0：正常；1：异常M7瓦斯继电器保护动作0：正常；1：异常M8红外测温0：正常；1：异常M9顶层油温0：正常；1：异常.........M104油箱渗漏油0：正常；1：异常表2故障模式编码根据收集的280个变压器现场故障诊断的案例，结合行业内权威专家的经验，形成80条知识规则，表3中*表示状态量与故障模式不相关；表3故障诊断知识规则库每条知识规则由变压器故障案例抽象出来，每条规则库包含了若干条实际的案例。这些案例包括详细的故障处理措施、设备信息、气象、图片和视频等信息，通过查看这些案例，能指导用户进行故障的处理和分析；本专利技术的知识规则库随着专家现场诊断经验的积累而不断的丰富，规则库还具有自学习功能，能将确诊的案例自动抽象为故障诊断的知识规则，并添加到故障诊断规则库中；3)、根据变压器状态进行故障诊断输入变压器相关的状态量；对N＝80条故障规则进行遍历；以16核的服务器为例,将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变压器故障诊断方法，其特征在于包括如下步骤：1)、收集故障案例，并对案例进行整理归类；2)、建立故障诊断规则库；3)、根据变压器状态进行故障诊断输入变压器相关的状态量；对故障诊断规则库中的N条故障规则进行遍历；将N条故障诊断规则分成L个推理机，每个推理机实现的知识规则条数K如下：其中，为向上取整符号；每个推理机作为单独的函数，输入变压器相关的状态量，L个推理机由OpenMP并行执行，将每个推理机诊断的结果进行合并，以匹配最佳的规则为变压器故障诊断结果；4)、输出故障诊断结果。

【技术特征摘要】
1.一种变压器故障诊断方法，其特征在于包括如下步骤：1)、收集故障案例，并对案例进行整理归类；2)、建立故障诊断规则库；3)、根据变压器状态进行故障诊断输入变压器相关的状态量；对故障诊断规则库中的N条故障规则进行遍历；将N条故障诊断规则分成L个推理机，每个推理机实现的知识规则条数K如下：其中，为向上取整符号；每个推理机作为单独的函数，输入变压器相关的状态量，L个推理机由OpenMP并行执行，将每个推理机诊断的结果进行合并，以匹配最佳的规则为变压器故障诊断结果；4)、输出故障诊断结果。2.根据权利要求1所述的变压器故障诊断方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：鄢小虎，王珊珊，向冬冬，文正其，李穆，施磊，任云霄，顾然，张海龙，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42