一种电力变压器工作状态监测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电力变压器工作状态监测方法及系统。所述方法包括：获取变压器多个监测点的声信号，得到多个变压器声信号时间序列；对变压器声信号时间序列进行滑窗分割，得到多个变压器声信号时间序列子片段，并计算各变压器声信号时间序列子片段的相关系数矩阵；计算各相关系数矩阵的奇异谱熵，并将所有的奇异谱熵融合得到变压器声信号时间序列的奇异谱熵融合曲线；计算变压器声信号时间序列的奇异谱熵融合曲线与对应的变压器历史声信号时间序列的奇异谱熵融合曲线的加权灰色关联度；由加权灰色关联度确定变压器的工作状态。本发明专利技术能够提高电力变压器工作状态的监测效率和监测的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种电力变压器工作状态监测方法及系统
本专利技术涉及信号监测领域，特别是涉及一种电力变压器工作状态监测方法及系统。
技术介绍
电力变压器作为电压转换和电能传输的一次设备，在电力系统中有着十分重要的地位，并被称为电力系统的心脏，其安全稳定运行对电网的可靠性及稳定性意义重大。电力系统中的变压器用量大，容量等级和规格繁多，在长期运行过程中的故障及事故总是无法完全避免，一旦变压器出现故障，将可能对电网带来巨大的经济损失，并危及运维人员人身安全。因此，对运行中的电力变压器的工作状态进行及时有效的监测分析，及早发现潜在故障隐患，指导变压器的运行维护和状态检修，一直是电力行业设备运维人员的关注热点。电力变压器在运行过程中，其铁芯和绕组在交变电磁场作用下产生周期性振动，这些机械振动通过变压器的固体结构件、绝缘油等传递至变压器箱壁，并和冷却系统振动一起经空气介质向四周辐射形成声音信号。显然，运行中的变压器声信号中包含着与变压器机械结构等密切相关的状态信息，且可利用声压传感器或麦克风等设备进行变电站现场变压器的声信号采集，具有操作简捷、测量频带宽、受安装方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力变压器工作状态监测方法，其特征在于，包括：/n获取变压器多个监测点的声信号，得到多个变压器声信号时间序列；/n对所述变压器声信号时间序列进行滑窗分割，得到多个变压器声信号时间序列子片段，并计算各所述变压器声信号时间序列子片段的相关系数矩阵；/n计算各所述相关系数矩阵的奇异谱熵，并将所有的奇异谱熵融合得到所述变压器声信号时间序列的奇异谱熵融合曲线；/n计算所述变压器声信号时间序列的奇异谱熵融合曲线与对应的变压器历史声信号时间序列的奇异谱熵融合曲线的加权灰色关联度；/n由所述加权灰色关联度确定所述变压器的工作状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种电力变压器工作状态监测方法，其特征在于，包括：
获取变压器多个监测点的声信号，得到多个变压器声信号时间序列；
对所述变压器声信号时间序列进行滑窗分割，得到多个变压器声信号时间序列子片段，并计算各所述变压器声信号时间序列子片段的相关系数矩阵；
计算各所述相关系数矩阵的奇异谱熵，并将所有的奇异谱熵融合得到所述变压器声信号时间序列的奇异谱熵融合曲线；
计算所述变压器声信号时间序列的奇异谱熵融合曲线与对应的变压器历史声信号时间序列的奇异谱熵融合曲线的加权灰色关联度；
由所述加权灰色关联度确定所述变压器的工作状态。


2.根据权利要求1所述的一种电力变压器工作状态监测方法，其特征在于，在所述获取变压器多个监测点的声信号，得到多个变压器声信号序列之后，还包括：
对各所述变压器声信号序列分别进行Z-score标准化处理，得到多个标准化后的变压器声信号序列。


3.根据权利要求1所述的一种电力变压器工作状态监测方法，其特征在于，所述对所述变压器声信号时间序列进行滑窗分割，得到多个变压器声信号时间序列子片段，并计算各所述变压器声信号时间序列子片段的相关系数矩阵，具体包括：
采用长度为l1且覆盖所有的变压器声信号时间序列的滑窗，从第i个变压器声信号时间序列的左端点开始，从左向右依次切割第i个变压器声信号时间序列，得到C个长度为l1的变压器声信号时间序列子片段；
判断是否满足l1≤N1-C×l1；N1为第i个变压器声信号时间序列的长度；
若是，则将第C个变压器声信号时间序列子片段的结束点作为第i个变压器声信号时间序列的左端点，并返回采用长度为l1且覆盖所有的变压器声信号时间序列的滑窗，从第i个变压器声信号时间序列的左端点开始，从左向右依次切割第i个变压器声信号时间序列的步骤；
若否，则计算各所述变压器声信号时间序列子片段的相关系数矩阵



其中，A为第j个变压器声信号时间序列子片段的相关系数矩阵；rNN为相关系数矩阵中第N行第N列的元素。


4.根据权利要求1所述的一种电力变压器工作状态监测方法，其特征在于，所述计算各所述相关系数矩阵的奇异谱熵，并将所有的奇异谱熵融合得到所述变压器声信号时间序列的奇异谱熵融合曲线，具体包括：
对第j个变压器声信号时间序列子片段的相关系数矩阵进行奇异值分解，得到W个奇异值；
基于所述奇异值计算第j个变压器声信号时间序列子片段的相关系数矩阵的奇异谱熵






其中，Hj为第j个变压器声信号时间序列子片段的相关系数矩阵的奇异谱熵；Pm为第m个奇异值与全部的W个奇异值之和的比值；δm为第m个奇异值；
将所有的变压器声信号时间序列子片段的相关系数矩阵的奇异谱熵按照时间顺序进行排列，得到变压器声信号时间序列的奇异谱熵融合曲线。


5.根据权利要求1所述的一种电力变压器工作状态监测方法，其特征在于，所述计算所述变压器声信号时间序列的奇异谱熵融合曲线与对应的变压器历史声信号时间序列的奇异谱熵融合曲线的加权灰色关联度，具体为：



γj＝(γ'j)α[exp(-ηj)]β






其中，γ为变压器声信号时间序列的奇异谱熵融合曲线与对应的变压器历史声信号时间序列的奇异谱熵融合曲线的加权灰色关联度；C为变压器声信号时间序列子片段的总数；γj′为第j个变压器声信号时间序列子片段的奇异谱熵与对应的历史值的相关度；γj为灰色加权后的第j个变压器声信号时间序列子片段的奇异谱熵与对应的历史值的相关度；α、β均为权重系数，0≤α≤1，0≤β≤1，α+β＝1；ξ为分辨系数；ηj第j个变压器声信号时间序列子片段对应的中间变量；Hj为第j个变压器声信号时间序列子片...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国伟，唐琪，王俊波，黎小龙，李志锦，罗容波，武利会，范心明，李新，宋安琪，董镝，杨凯，章涛，吴沃生，陈贤熙，曾庆辉，刘少辉，吴焯军，欧晓妹，苗银银，林嘉鑫，刘佳木，赖蔚蔚，吴广财，郑杰生，郑颖龙，周昉昉，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司佛山供电局，广东电力信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44