一种电子式电力互感器的故障分类方法及可读存储介质技术

本发明专利技术公开一种电子式电力互感器的故障分类方法，涉及电力系统故障诊断技术领域，所述方法包括如下步骤：获取互感器的波形信号，并对所述波形信号进行降噪处理获得降噪波形信号；基于所述降噪波形信号计算互感器波形信号的分形盒维数；根据所述互感器波形信号的分形盒维数对所述互感器的故障类型进行分类。本发明专利技术方法利用故障信号自身的分形特征进行分类，保证了分类效率与精度，实现了对电子式互感器故障状态进行快速准确分类。

A fault classification method and readable storage medium for electronic power transformer

The invention discloses a fault classification method of an electronic power transformer, which relates to the technical field of power system fault diagnosis. The method comprises the following steps: obtaining the waveform signal of the transformer, carrying out noise reduction processing on the waveform signal to obtain the noise reduction waveform signal; calculating the fractal box dimension of the waveform signal of the transformer based on the noise reduction waveform signal; and calculating the fractal box dimension of the waveform signal of the transformer based on the noise reduction waveform signal The fractal box dimension of the waveform signal classifies the fault types of the transformer. The method of the invention uses the fractal feature of the fault signal to classify, ensures the classification efficiency and accuracy, and realizes the fast and accurate classification of the fault state of the electronic transformer.

【技术实现步骤摘要】
一种电子式电力互感器的故障分类方法及可读存储介质
本专利技术涉及电力系统故障诊断
，特别是一种电子式电力互感器的故障分类方法及可读存储介质。
技术介绍
电力互感器是电力系统中获取继电保护信号和电能计量的关键设备，传统的电磁式电力互感器由于绝缘结构复杂，体积笨重、动态范围小、互感器输出的模拟信号不能直接与计量及保护设备接口、易产生铁磁谐振等固有缺点已越来越不适应智能电网的发展。随着电力电子与信号检测技术的进步，二次测量装置和继电保护不再需要大功率驱动，电力系统对互感器的要求发生了变化，出现了电子式互感器。为了保障变电站内继电保护和自动化装置数据采集的正确性，需要对电子式互感器进行故障检测，实现故障的快速分类与处理，提高数字化变电站的安全运行水平。现有技术尚不能对电子式互感器的故障进行准确快速的诊断分类。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术的目的就是提供一种电子式电力互感器的故障分类方法及可读存储介质，实现基于分形理论对电子式互感器故障状态进行分类。本专利技术的目的之一是通过这样的技术方案实现的，一种电子式电力互感器的故障分类方法，所述方法包括如下步骤：获取互感器的波形信号，并对所述波形信号进行降噪处理获得降噪波形信号；基于所述降噪波形信号计算互感器波形信号的分形盒维数；根据所述互感器波形信号的分形盒维数对所述互感器的故障类型进行分类。可选的，所述互感器的波形信号，包括：获取电子式互感器的故障信号、电子式互感器的诊断信号、本侧其他电子式互感器信号和线路对侧电子式互感器信号。可选的，对所述波形信号进行降噪处理获得降噪波形信号，包括：根据波形信号的噪声影响确定小波分解层数；基于所述小波分解层数对含噪波形信号进行小波分解；对小波分解获得的高频系数的阈值进行量化处理，并根据量化处理结果进行小波重构以完成含噪波形信号的滤波。可选的，对小波分解获得的高频系数的阈值进行量化处理，并根据量化处理结果进行小波重构以完成含噪波形信号的滤波，包括：获取小波分解的分解层次对应的高频系数；根据所述小波分解的分解层次的高频系数数量确定软阈值，并基于所述软阈值对所述高频系数进行阈值化；根据小波分解的分解层次对应的低频系数和阈值化后的高频系数进行小波重构。可选的，基于所述降噪波形信号计算互感器波形信号的分形盒维数，包括：对所述降噪波形信号进行二值化处理，并对二值化处理后的波形信号进行矩阵表示；对矩阵表示的波形信号进行划分获得盒子数；基于所述盒子数采用最小二乘法进行数据拟合，将拟合直线斜率的负值作为计算的分形盒维数。可选的，根据所述互感器波形信号的分形盒维数对所述互感器的故障类型进行分类，包括：若故障信号的分形盒维数值为1，则将互感器的故障类型分为完全失效故障；若故障信号的分形盒维数值与正常信号的分形盒维数值相同，则将互感器的故障类型分为固定偏差类；若故障信号的分形盒维数值为其他值，则将互感器的故障类型分为其他类。可选的，在互感器的故障类型为其他类的情况下，所述方法还包括：将多次监测到的正常信号的分形盒维数值与当前分形盒维数值的差值作为精细分类数据集合，并通过聚类算法对所述精细分类数据集合进行聚类以完成对互感器的故障类型的精细分类。可选的，在完成对互感器的故障类型的精细分类之后，所述方法还包括：采用模糊隶属度函数对精细分类后的孤立数据进行处理；将经过模糊化处理的孤立数据按照距离类中心的几何距离进行归类以完成互感器的故障类型的完全分类。本专利技术的目的之二是通过这样的技术方案实现的，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有信息传递的实现程序，所述程序被处理器执行时实现前述的方法的步骤。由于采用了上述技术方案，本专利技术具有如下的优点：本专利技术根据互感器波形信号的分形盒维数对所述互感器的故障类型进行分类。实现了对电子式互感器故障状态进行快速准确分类。本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。附图说明本专利技术的附图说明如下：图1为本专利技术第一实施例流程图；图2为本专利技术第二实施例的故障分类示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。实施例，如图1所示，本专利技术第一实施例提出一种电子式电力互感器的故障分类方法，所述方法包括如下步骤：获取互感器的波形信号，并对所述波形信号进行降噪处理获得降噪波形信号；基于所述降噪波形信号计算互感器波形信号的分形盒维数；根据所述互感器波形信号的分形盒维数对所述互感器的故障类型进行分类。本专利技术根据互感器波形信号的分形盒维数对所述互感器的故障类型进行分类，本专利技术方法利用故障信号自身的分形特征进行分类，保证了分类效率与精度，实现了对电子式互感器故障状态进行快速准确分类。可选的，在本专利技术一个可选的实施例中，所述互感器的波形信号，包括：获取电子式互感器的故障信号、电子式互感器的诊断信号、本侧其他电子式互感器信号和线路对侧电子式互感器信号。具体的说，该步骤包括获取当前电子式互感器的故障信号、电子式互感器的诊断信号、本侧其他电子式互感器信号和线路对侧电子式互感器信号。可选的，在本专利技术一个可选的实施例中，对所述波形信号进行降噪处理获得降噪波形信号，包括：根据波形信号的噪声影响确定小波分解层数；基于所述小波分解层数对含噪波形信号进行小波分解；对小波分解获得的高频系数的阈值进行量化处理，并根据量化处理结果进行小波重构以完成含噪波形信号的滤波。在本实施例中，上述方法可以表述为：首先对含噪信号S(i)采用Daubechies(dbN)进行小波分解。根据数据的噪声影响确定小波分解层数N，进行N层小波分解，然后对小波分解高频系数的阈值进行量化处理。可选的，对小波分解获得的高频系数的阈值进行量化处理，并根据量化处理结果进行小波重构以完成含噪波形信号的滤波，包括：获取小波分解的分解层次对应的高频系数；根据所述小波分解的分解层次的高频系数数量确定软阈值，并基于所述软阈值对所述高频系数进行阈值化；根据小波分解的分解层次对应的低频系数和阈值化后的高频系数进行小波重构。在本实施例中，在前述方案的基础上，对小波分解高频系数的阈值进行量化处理包括：对第1层到第N层的每一层高频系数，采用公式λ＝(2logN)1/2(N取值为分解层次的高频系数个数)计算得到的软阈值进行阈值化。进一步根据小波分解的第N层的低频系数和经过量化处理后的第1层到第N层的高频系数，进行一维信号的小波重构，完成带噪信号滤波。可选的，基于所述降噪波形信号计算互感器波形信号的分形盒维数，包括：对所述降噪波形信号进行二值化处理，并对二值化处理后的波形信号进行矩阵表示；对矩阵表示的波形信号进行划分获得盒子数；基于所述盒子数采用最小二乘法进行数据拟合，将拟合直线斜率的负值作为计算的分形盒维数。具体的说，在本实施例中，对经过去噪之后的波形信号计算互感器波形信号的分形盒维数，包括：首先把信号曲线图形进行二值化处理，使用矩阵表示该图形数据。然后把矩阵分为若干部分，使得每部分的行数和列数均为k，将包0(或1)的块的个数记作Mk，取k＝1,2,4,…,2i，以1,2,...,2i个像素点的尺寸为边长进行划分得到的盒子数进一步，定义δk＝kδ(k＝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子式电力互感器的故障分类方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：获取互感器的波形信号，并对所述波形信号进行降噪处理获得降噪波形信号；基于所述降噪波形信号计算互感器波形信号的分形盒维数；根据所述互感器波形信号的分形盒维数对所述互感器的故障类型进行分类。

【技术特征摘要】
1.一种电子式电力互感器的故障分类方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：获取互感器的波形信号，并对所述波形信号进行降噪处理获得降噪波形信号；基于所述降噪波形信号计算互感器波形信号的分形盒维数；根据所述互感器波形信号的分形盒维数对所述互感器的故障类型进行分类。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述互感器的波形信号，包括：获取电子式互感器的故障信号、电子式互感器的诊断信号、本侧其他电子式互感器信号和线路对侧电子式互感器信号。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述波形信号进行降噪处理获得降噪波形信号，包括：根据波形信号的噪声影响确定小波分解层数；基于所述小波分解层数对含噪波形信号进行小波分解；对小波分解获得的高频系数的阈值进行量化处理，并根据量化处理结果进行小波重构以完成含噪波形信号的滤波。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，对小波分解获得的高频系数的阈值进行量化处理，并根据量化处理结果进行小波重构以完成含噪波形信号的滤波，包括：获取小波分解的分解层次对应的高频系数；根据所述小波分解的分解层次的高频系数数量确定软阈值，并基于所述软阈值对所述高频系数进行阈值化；根据小波分解的分解层次对应的低频系数和阈值化后的高频系数进行小波重构。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述降噪波形信号计算互感器波形信号的分形盒维数，包括：对所述降噪波形...

【专利技术属性】
技术研发人员：周峰，冯凌，程瑛颖，张家铭，杜杰，肖冀，江金洋，周华勇，
申请(专利权)人：国网重庆市电力公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50