一种有载分接开关诊断方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种有载分接开关诊断方法及装置，其中该方法包括：获取所属开关的振动信号；对所述振动信号进行分解，得到振动信号各尺度的系数，所述各尺度的系数包括高频部分系数，低频部分系数；将所述低频部分系数与设定阈值进行比较，以筛选出低频有效系数；对所述低频有效系数和高频部分系数进行拼接，通过计算梅尔频率倒谱系数得到有效频带多分辨率特征参数；根据所述有效频带多分辨率特征参数确定所述开关是否存在故障。解决了有载分接开关的在线监测与状态评估，能更加准确的发现具体的故障隐患。

【技术实现步骤摘要】
一种有载分接开关诊断方法及装置
本专利技术涉及输变电设备状态监测与故障诊断领域，具体涉及一种有载分接开关诊断方法及装置。
技术介绍
近年来，有载调压变压器越来越广泛的应用于电网中，有载分接开关的故障也随之增加。国外统计资料显示，有载分接开关(onloadtapchanger，OLTC)故障占有载调压变压器故障的41％，且仍呈上升趋势；国内平均统计数据表明，OLTC的故障占变压器故障的20％以上。一般来说，机械故障是电力变压器有载分接开关的主要故障类型，主要包括：传动轴断裂，选择开关触头间接触不良，操作机构失灵造成的拒动和滑档现象，限位开关失灵，切换开关拒切、中止或动作滞后，内部紧固件松动和脱落，以及内部渗漏等。因此，研究OLTC的智能状态监测技术，实现设备维修的合理化、规范化、科学化，适应国民经济发展对电力高质量、高可靠性要求的新形势，具有十分重要的现实意义。而现有的有载分接开关故障诊断存在识别准确性低等问题。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中有载分接开关识别故障的准确性低的缺陷，从而提供一种有载分接开关诊断方法及装置。为此，本专利技术实施例提供了如下技术方案：本专利技术实施例提供了一种有载分接开关诊断模型的构建方法，包括：获取所述开关在预设故障状态时的第一振动信号与所述开关在正常工作状态时的第二振动信号；分别对所述第一振动信号和所述第二振动信号进行分解，得到振动信号各尺度的系数，所述各尺度的系数包括高频部分系数，低频部分系数；分别将所述第一振动信号和所述第二振动信号中分解出的低频部分系数与设定阈值进行比较，以筛选出低频有效系数；分别对所述第一振动信号和所述第二振动信号对应的低频有效系数和所述高频部分系数进行拼接，通过计算梅尔频率倒谱系数得到与所述第一振动信号对应的第一有效频带多分辨率特征参数以及与所述第二振动信号对应的第二有效频带多分辨率特征参数；利用所述第一有效频带多分辨率特征参数和所述第二有效频带多分辨率特征参数以及相应的开关工作状态信息对向量机分类模型进行训练，以使所述向量机分类模型能够根据所述第一有效频带多分辨率特征参数和所述第二有效频带多分辨率特征参数识别所述开关的工作状态，持续所述训练操作直至所述向量机分类模型的识别准确率达到预定准确率。本专利技术另一实施例提供了一种有载分接开关诊断方法，包括：获取所属开关的振动信号；对所述振动信号进行分解，得到振动信号各尺度的系数，所述各尺度的系数包括高频部分系数，低频部分系数；将所述低频部分系数与设定阈值进行比较，以筛选出低频有效系数；对所述低频有效系数和高频部分系数进行拼接，通过计算梅尔频率倒谱系数得到有效频带多分辨率特征参数；根据所述有效频带多分辨率特征参数确定所述开关是否存在故障。优选地，根据所述有效频带多分辨率特征参数确定所述开关是否存在故障，包括：利用向量机分类模型根据所述有效频带多分辨率特征参数识别所述开关的工作状态，所述工作状态包括正常工作状态和故障状态，其中所述向量机分类模型是利用有载分接开关在已知工作状态时的振动信号进行训练得到的。优选地，对所述振动信号进行分解，得到振动信号各尺度的系数的步骤中采用小波包分解算法，其中对高频部分和低频部分均进行分解，所述各尺度的系数为小波包系数。优选地，通过计算梅尔频率倒谱系数得到有效频带多分辨率特征参数，包括：通过Mel滤波器组计算滤波器组输出的对数能量；将所述对数能量经过离散余弦变换得到有效频带多分辨率特征参数。本专利技术实施例还提供了一种有载分接开关诊断模型的构建装置，包括：获取模块，用于获取所述开关在预设故障状态时的第一振动信号与所述开关在正常工作状态时的第二振动信号；分解模块，用于分别对所述第一振动信号和所述第二振动信号进行分解，得到振动信号各尺度的系数，所述各尺度的系数包括高频部分系数，低频部分系数；判断模块，用于分别将所述第一振动信号和所述第二振动信号中分解出的低频部分系数与设定阈值进行比较，以筛选出低频有效系数；计算模块，用于分别对所述第一振动信号和所述第二振动信号对应的低频有效系数和所述高频部分系数进行拼接，通过计算梅尔频率倒谱系数得到与所述第一振动信号对应的第一有效频带多分辨率特征参数以及与所述第二振动信号对应的第二有效频带多分辨率特征参数；训练模块，用于利用所述第一有效频带多分辨率特征参数和所述第二有效频带多分辨率特征参数以及相应的开关工作状态信息对向量机分类模型进行训练，以使所述向量机分类模型能够根据所述第一有效频带多分辨率特征参数和所述第二有效频带多分辨率特征参数识别所述开关的工作状态，持续所述训练操作直至所述向量机分类模型的识别准确率达到预定准确率。本专利技术实施例还提供了一种有载分接开关诊断装置，包括：获取模块，用于获取所属开关的振动信号；分解模块，用于对所述振动信号进行分解，得到振动信号各尺度的系数，所述各尺度的系数包括高频部分系数，低频部分系数；判断模块，用于将所述低频部分系数与设定阈值进行比较，以筛选出低频有效系数；计算模块，用于对所述低频有效系数和高频部分系数进行拼接，通过计算梅尔频率倒谱系数得到有效频带多分辨率特征参数；诊断模块，用于根据所述有效频带多分辨率特征参数确定所述开关是否存在故障。优选地，所述诊断模块包括：识别模块，用于利用向量机分类模型根据所述有效频带多分辨率特征参数识别所述开关的工作状态，所述工作状态包括正常工作状态和故障状态，其中所述向量机分类模型是利用有载分接开关在已知工作状态时的振动信号进行训练得到的。优选地，所述分解模块采用小波包分解算法，其中对高频部分和低频部分均进行分解，所述各尺度的系数为小波包系数。优选地，所述计算模块包括：对数能量计算模块，用于通过Mel滤波器组计算滤波器组输出的对数能量；特征参数计算模块，用于将所述对数能量经过离散余弦变换得到有效频带多分辨率特征参数。本专利技术实施例技术方案，具有如下优点：本专利技术实施例提供了一种有载分接开关诊断模型的构建方法，包括：获取所述开关在预设故障状态时的第一振动信号与所述开关在正常工作状态时的第二振动信号；分别对所述第一振动信号和所述第二振动信号进行分解，得到振动信号各尺度的系数，所述各尺度的系数包括高频部分系数，低频部分系数，不仅对信号的低频部分进行分解，还对高频部分也进行分解，有助于了解到信号更加细节处的特征，从而提高了时频分辨率；分别将所述第一振动信号和所述第二振动信号中分解出的低频部分系数与设定阈值进行比较，以筛选出低频有效系数，通过上述步骤将低频部分系数中能量信号较小的筛选掉，保留更能体现信号特征的低频有效系数；分别对所述第一振动信号和所述第二振动信号对应的低频有效系数和所述高频部分系数进行拼接，通过计算梅尔频率倒谱系数得到与所述第一振动信号对应的第一有效频带多分辨率特征参数以及与所述第二振动信号对应的第二有效频带多分辨率特征参数，将低频有效系数和高频部分系数进行拼接，得到更能充分体现信号特征的整体，再计算梅尔频率倒谱系数得到有效频带多分辨率特征参数，以所述特征参数作为最终体现该信号的特征；利用所述第一有效频带多分辨率特征参数和所述第二有效频带多分辨率特征参数以及相应的开关工作状态信息对向量机分类模型进行训练，以使所述向量机分类模型能够根据所述第一有效频带多分辨率特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有载分接开关诊断模型的构建方法，其特征在于，包括：获取所述开关在预设故障状态时的第一振动信号与所述开关在正常工作状态时的第二振动信号；分别对所述第一振动信号和所述第二振动信号进行分解，得到振动信号各尺度的系数，所述各尺度的系数包括高频部分系数，低频部分系数；分别将所述第一振动信号和所述第二振动信号中分解出的低频部分系数与设定阈值进行比较，以筛选出低频有效系数；分别对所述第一振动信号和所述第二振动信号对应的低频有效系数和所述高频部分系数进行拼接，通过计算梅尔频率倒谱系数得到与所述第一振动信号对应的第一有效频带多分辨率特征参数以及与所述第二振动信号对应的第二有效频带多分辨率特征参数；利用所述第一有效频带多分辨率特征参数和所述第二有效频带多分辨率特征参数以及相应的开关工作状态信息对向量机分类模型进行训练，以使所述向量机分类模型能够根据所述第一有效频带多分辨率特征参数和所述第二有效频带多分辨率特征参数识别所述开关的工作状态，持续所述训练操作直至所述向量机分类模型的识别准确率达到预定准确率。

【技术特征摘要】
1.一种有载分接开关诊断模型的构建方法，其特征在于，包括：获取所述开关在预设故障状态时的第一振动信号与所述开关在正常工作状态时的第二振动信号；分别对所述第一振动信号和所述第二振动信号进行分解，得到振动信号各尺度的系数，所述各尺度的系数包括高频部分系数，低频部分系数；分别将所述第一振动信号和所述第二振动信号中分解出的低频部分系数与设定阈值进行比较，以筛选出低频有效系数；分别对所述第一振动信号和所述第二振动信号对应的低频有效系数和所述高频部分系数进行拼接，通过计算梅尔频率倒谱系数得到与所述第一振动信号对应的第一有效频带多分辨率特征参数以及与所述第二振动信号对应的第二有效频带多分辨率特征参数；利用所述第一有效频带多分辨率特征参数和所述第二有效频带多分辨率特征参数以及相应的开关工作状态信息对向量机分类模型进行训练，以使所述向量机分类模型能够根据所述第一有效频带多分辨率特征参数和所述第二有效频带多分辨率特征参数识别所述开关的工作状态，持续所述训练操作直至所述向量机分类模型的识别准确率达到预定准确率。2.一种有载分接开关诊断方法，其特征在于，包括：获取所述开关的振动信号；对所述振动信号进行分解，得到振动信号各尺度的系数，所述各尺度的系数包括高频部分系数，低频部分系数；将所述低频部分系数与设定阈值进行比较，以筛选出低频有效系数；对所述低频有效系数和高频部分系数进行拼接，通过计算梅尔频率倒谱系数得到有效频带多分辨率特征参数；根据所述有效频带多分辨率特征参数确定所述开关是否存在故障。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述有效频带多分辨率特征参数确定所述开关是否存在故障，包括：利用向量机分类模型根据所述有效频带多分辨率特征参数识别所述开关的工作状态，所述工作状态包括正常工作状态和故障状态，其中所述向量机分类模型是利用有载分接开关在已知工作状态时的振动信号进行训练得到的。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述振动信号进行分解，得到振动信号各尺度的系数的步骤中采用小波包分解算法，其中对高频部分和低频部分均进行分解，所述各尺度的系数为小波包系数。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过计算梅尔频率倒谱系数得到有效频带多分辨率特征参数，包括：通过Mel滤波器组计算滤波器组输出的对数能量；将所述对数能量经过离散余弦变换得到有效频带多分辨率特征参数。6.一种有载分接开关诊断模型的...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡东，贾亚军，黄锐，郑强，王林峰，阎振坤，刘丰祯，刘芮辰，刘兆元，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司青岛供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东,37