一种干式变压器热故障诊断方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种干式变压器发热故障诊断方法及系统，该方法包括：采集干式变压器的红外图像；获得干式变压器的表面三维温度图谱；建立正常运行条件下及典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库；采用灰色关联分析法计算得到干式变压器可拓灰色关联分析的权函数；建立干式变压器的故障物元模型和干式变压器的现状物元模型；采用所述干式变压器可拓灰色关联分析的权函数，判断干式变压器是否存在典型故障，若存在典型故障则判断故障类型；显示故障类型和故障报警信息。本发明专利技术提供的干式变压器热故障诊断方法及系统，基于红外三维温度图谱和可拓灰色关联分析法进行干式变压器发热典型故障诊断，提高了故障诊断效率和准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种干式变压器热故障诊断方法及系统
本专利技术涉及电力设备故障检测
，特别是涉及一种干式变压器热故障诊断方法及系统。
技术介绍
变压器是电力系统的重要设备之一，在电力系统中起着尤为重要的作用。其中干式变压器具有难燃、安全、维护方便和体积小等特点，近年来在城市的高层建筑和电站等场所得到越来越广泛的应用，及时准确地检测出变压器早期潜伏性故障，是电力系统安全、可靠供电的重要保障。干式变压器许多典型故障都会以发热的形式表现出来，因此，通过监测干式变压器的温度分布情况对变压器进行故障诊断尤为必要。准确获取变压器温度场并非易事，广泛采用的热电偶、光纤传感器测温只能对变压器的几个点进行测量，无法获取变压器温度场分布。传统变压器红外故障诊断技术是基于红外热像传感器拍摄的二维红外图像，事实上，红外热像传感器成像的过程中丢失了深度信息，二维红外图像无法表征物体表面的几何信息及，而三维空间能够更加直观、全面地反映出更多的信息。因此，基于变压器传热原理对红外图谱进行三维重构，获得干式变压器三维温度图谱，对干式变压器进行更准确的故障诊断具有必要性。可拓理论是基于可拓集合的物元分析,能够合理地描述事物的内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种干式变压器发热故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：S1)采集干式变压器的红外图像；S2)根据干式变压器传热原理对红外图像进行三维重构，获得干式变压器的表面三维温度图谱；S3)采用数值计算法建立正常运行条件下及典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库；S4)基于正常运行条件下及典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库，分别建立参考矩阵和比较序列，并采用灰色关联分析法计算得到干式变压器可拓灰色关联分析的权函数；S5)基于典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库，建立干式变压器的故障物元模型；基于干式变压器的表面三维温度图谱，建立干式变压器的现状物元模型；采...

【技术特征摘要】
1.一种干式变压器发热故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：S1)采集干式变压器的红外图像；S2)根据干式变压器传热原理对红外图像进行三维重构，获得干式变压器的表面三维温度图谱；S3)采用数值计算法建立正常运行条件下及典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库；S4)基于正常运行条件下及典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库，分别建立参考矩阵和比较序列，并采用灰色关联分析法计算得到干式变压器可拓灰色关联分析的权函数；S5)基于典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库，建立干式变压器的故障物元模型；基于干式变压器的表面三维温度图谱，建立干式变压器的现状物元模型；采用所述干式变压器可拓灰色关联分析的权函数，利用可拓灰色关联分析法将现状物元模型与故障物元模型进行对比分析，判断干式变压器是否存在典型故障，若存在典型故障则判断故障类型；S6)显示干式变压器的表面三维温度图谱，并显示故障类型和故障报警信息。2.根据权利要求1所述的干式变压器发热故障诊断方法，其特征在于，所述采集干式变压器的红外图像，具体包括：在距离干式变压器四个角设定距离的位置上分别设置四台红外热像传感器，四台红外热像传感器同步拍摄干式变压器的红外图像。3.根据权利要求1所述的干式变压器发热故障诊断方法，其特征在于，所述根据干式变压器传热原理对红外图像进行三维重构，获得干式变压器的表面三维温度图谱，具体包括：S201)基于热传导原理，根据采集到的干式变压器高压绕组外表面温度计算高压绕组内表面温度分布数据；S202)基于热辐射原理，由高压绕组内表面温度分布数据计算低压绕组表面温度分布数据；S203)基于热传导及热辐射原理，由采集到的干式变压器局部铁芯及低压绕组表面温度分布数据计算铁芯的表面温度分布数据；S204)根据高、低压绕组和铁芯的表面温度分布数据形成干式变压器的三维温度图谱。4.根据权利要求1所述的干式变压器发热故障诊断方法，其特征在于，所述采用数值计算法建立正常运行条件下及典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库，具体包括：建立干式变压器三维温度场的有限元计算模型，对变压器在不同环境温度、负载率、风机开停条件下的正常运行和典型故障情况的温度场分别进行计算，获得干式变压器表面三维温度场分布结果，依据计算结果，建立正常运行条件下及典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库。5.根据权利要求1所述的干式变压器发热故障诊断方法，其特征在于，所述基于正常运行条件下及典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库，分别建立参考矩阵和比较序列，并采用灰色关联分析法计算得到干式变压器可拓灰色关联分析的权函数，具体包括：S401)根据数据库中正常运行条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据建立参考矩阵V0；S402)根据数据库中典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据形成比较序列V1,V2,L,Vj；S403)求各点的差序列：Δj(k)＝|vj(k)-v0(k)|，Δj＝(Δj(1),Δj(2),L,Δj(t))；S404)求两极的最大差和最小差：S405)计算关联系数：ξ为分辨系数，取ξ＝0.5；S406)计算关联度：S407)计算权函数：6.根据权利要求5所述的干式变压器发热故障诊断方法，其特征在于，所述基于典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库，建立干式变压器的故障物元模型；基于干式变压器的表面三维温度图谱，建立干式变压器的现状物元模型；采用所述干式变压器可拓灰色关联分析的权函数，利用可拓灰色关联分析法将现状物元模型与故障物元模型进行对比分析，判断干式变...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永强，王兆鑫，房森，耿镱诚，关杰，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：河北,13