基于投影空间的变压器运行状态振声检测方法和系统技术方案

本发明专利技术的实施例公开一种基于投影空间的变压器运行状态振声检测方法和系统，所述方法包括：步骤1，输入实测的振声信号序列S；步骤2，根据投影判断变压器运行状态；具体为：如果投影εn≥mε+2.13σε或者εn≤mε‑2.13σε，则在所述振声信号序列S的第n点，变压器处于非正常运行状态；否则，变压器处于正常运行状态；其中投影εn＝|Y|，Y为投影序列；mε为投影的均值

Vibration and Acoustic Detection Method and System for Transformer Operation State Based on Projection Space

【技术实现步骤摘要】
基于投影空间的变压器运行状态振声检测方法和系统
本专利技术涉及电力领域，特别是涉及一种变压器运行状态振声检测方法及系统。
技术介绍
随着智能电网的高速发展，电力设备安全稳定运行显得尤其重要。目前，对超高压及以上电压等级的电力设备开展运行状态检测，尤其是对异常状态的检测显得愈加重要和迫切。电力变压器作为电力系统的重要组成部分，是变电站中最重要的电气设备之一，其可靠运行关系到电网的安全。变压器运行状态检测的基本原理是提取变压器运行中的各特征量，分析、辨识并跟踪特征量以此监测变压器的异常运行状态。当前变压器运行状态的常用检测方法中，包括检测局部放电的脉冲电流法和超声波检测法、检测绕组变形的频率响应法以及检测机械及电气故障的振动检测法等。这些检测方法主要检测变压器绝缘状况及机械结构状况，其中以变压器振动信号(振声)的检测最为全面，对于大部分变压器故障及异常状态均能有所反应。虽然变压器振声检测方法在变压器运行状态监测中有着广泛的应用，且技术相对成熟，但是由于振声检测方法利用了变压器发出的振动信号，很容易受到环境噪声的影响，所以此方法在实际工作环境中应用时常常得不到令人满意的结果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于投影空间的变压器运行状态振声检测方法和系统，所提出的方法利用了不同运行状态下变压器振声信号在低维投影空间中的差异，提高了状态监测的性能。所提出的方法具有较好的鲁棒性，计算简单。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：基于投影空间的变压器运行状态振声检测方法，包括：步骤1，输入实测的振声信号序列S；步骤2，根据投影判断变压器运行状态；具体为：如果投影εn≥mε+2.13σε或者εn≤mε-2.13σε，则在所述振声信号序列S的第n点，变压器处于非正常运行状态；否则，变压器处于正常运行状态；其中投影εn＝|Y|，为投影序列Y；mε为投影的均值σε为投影的方差，L为投影序列的长度。基于投影空间的变压器运行状态振声检测系统，包括：获取模块，输入实测的振声信号序列S；判断模块，根据投影判断变压器运行状态；具体为：如果投影εn≥mε+2.13σε或者εn≤mε-2.13σε，则在所述振声信号序列S的第n点，变压器处于非正常运行状态；否则，变压器处于正常运行状态；其中投影εn＝|Y|，为投影序列Y；mε为投影的均值σε为投影的方差，L为投影序列的长度。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：虽然变压器振声检测方法在变压器运行状态监测中有着广泛的应用，且技术相对成熟，但是由于振声检测方法利用了变压器发出的振动信号，很容易受到环境噪声的影响，所以此方法在实际工作环境中应用时常常得不到令人满意的结果。本专利技术的目的是提供一种基于投影空间的变压器运行状态振声检测方法和系统，所提出的方法利用了不同运行状态下变压器振声信号在低维投影空间中的差异，提高了状态监测的性能。所提出的方法具有较好的鲁棒性，计算简单。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的流程示意图；图2为本专利技术的结构示意图；图3为本专利技术具体实施案例的流程示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1基于投影空间的变压器运行状态振声检测方法的流程示意图图1为本专利技术基于投影空间的变压器运行状态振声检测方法的流程示意图。如图1所示，所述的基于投影空间的变压器运行状态振声检测方法具体包括以下步骤：步骤1，输入实测的振声信号序列S；步骤2，根据投影判断变压器运行状态；具体为：如果投影εn≥mε+2.13σε或者εn≤mε-2.13σε，则在所述振声信号序列S的第n点，变压器处于非正常运行状态；否则，变压器处于正常运行状态；其中投影εn＝|Y|，为投影序列Y；mε为投影的均值σε为投影的方差，L为投影序列的长度。所述步骤2之前，所述方法还包括：步骤3，生成投影序列Y。所述步骤3包括：步骤301，从所述振声信号序列S中截取一段数据，组成处理序列Sn，具体为：其中：Sn：以第n个数据点S0n为中心选取的处理序列，长度为N，N为奇数，一般在30左右。n＝1,2,…,L处理序列Sn的某个元素，例如S0j,如果j≤0,或者j＞N,则S0j＝0S＝[S10,S20,…,SL-10,SL0]S：实测振声信号序列，长度为LSi0,i＝1,2,…,L:序号为i的实测振声信号步骤302，计算所述处理序列中各数据点之间的距离，该步骤具体为：其中：所述处理序列Sn中第i个数据点与第j个数据点之间的距离i,j＝1,2,,N步骤303，选取K个距离最小的数据点，组成相邻点，该步骤具体为：Di表示为：按照距离升序排列其中Di：与第i个数据点距离最近的K个点所组成的集合表示上取整步骤304，求取线性表示的权重，该步骤具体为：i＝1,2,…,N其中：ωi：线性表示的权重矢量，要求步骤305，求取所述权重对应的权重矩阵，该步骤具体为：步骤306，求取所述处理序列的投影，该步骤具体为：Y＝[y1,y2,…,yN]投影εn：εn＝|Y|n＝1,2,…,L图2基于投影空间的变压器运行状态振声检测系统的结构意图图2为本专利技术基于投影空间的变压器运行状态振声检测系统的结构示意图。如图2所示，所述基于投影空间的变压器运行状态振声检测系统包括以下结构：获取模块401，获取实测的振声信号序列S；判断模块402，根据投影判断变压器运行状态；具体为：如果投影εn≥mε+2.13σε或者εn≤mε-2.13σε，则在所述振声信号序列S的第n点，变压器处于非正常运行状态；否则，变压器处于正常运行状态；其中投影εn＝|Y|，为投影序列Y；mε为投影的均值σε为投影的方差，L为投影序列的长度。所述的系统，还包括：构造模块403，生成投影序列Y。下面提供一个具体实施案例，进一步说明本专利技术的方案图3为本专利技术具体实施案例的流程示意图。如图3所示，具体包括以下步骤：1.输入实测的振声信号数据序列S0＝[S10,S20,…,SL-10,SL0]其中：S0：实测振声信号数据序列，长度为LSi0,i＝1,2,…,L:序号为i的实测振声信号2.截取一段数据，组成处理序列其中：Sn：以第n个数据点S0n为中心选取的处理序列，长度为N，N为奇数，一般在30左右。n＝1,2,…,L处理序列Sn的某个元素，例如S0j,如果j≤0,或者j＞N,则S0j＝0为了表示方便，将对应于第n点的处理序列Sn简写为：Sn＝S＝[S1,S2,…,SN-1,SN]，n＝1,2,…,L3.计算处理序列中数据点之间的距离dij＝|Si-Sj|其中：dij：第i点与第j点之间的举例i,j＝1,2,…,N4.选取K个距离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于投影空间的变压器运行状态振声检测方法，其特征在于，包括：步骤1，输入实测的振声信号序列S；步骤2，根据投影判断变压器运行状态；具体为：如果投影εn≥mε+2.13σε或者εn≤mε‑2.13σε，则在所述振声信号序列S的第n点，变压器处于非正常运行状态；否则，变压器处于正常运行状态；其中投影εn＝|Y|，为投影序列Y；mε为投影的均值

【技术特征摘要】
1.基于投影空间的变压器运行状态振声检测方法，其特征在于，包括：步骤1，输入实测的振声信号序列S；步骤2，根据投影判断变压器运行状态；具体为：如果投影εn≥mε+2.13σε或者εn≤mε-2.13σε，则在所述振声信号序列S的第n点，变压器处于非正常运行状态；否则，变压器处于正常运行状态；其中投影εn＝|Y|，为投影序列Y；mε为投影的均值σε为投影的方差，L为投影序列的长度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2之前，所述方法还包括：步骤3，生成投影序列Y。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤3包括：步骤301，从所述振声信号序列S中截取一段数据，组成处理序列Sn，具体为：其中：Sn：以第n个数据点S0n为中心选取的处理序列，长度为N，N为奇数，一般在30左右。n＝1,2,…,L处理序列Sn的某个元素，例如S0j,如果j≤0,或者j＞N,则S0j＝0S＝[S10,S20,…,SL-10,SL0]S：实测振声信号序列，长度为LSi0,i＝1,2,…,L:序号为i的实测振声信号步骤302，计算所述处理序列中各数据点之间的距离，...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟明岳，
申请(专利权)人：广东石油化工学院，
类型：发明
国别省市：广东,44