基于ATT-BiLSTM的变压器故障监测系统技术方案

本发明专利技术提供基于ATT

【技术实现步骤摘要】
基于ATT
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BiLSTM的变压器故障监测系统


[0001]本专利技术涉及变压器监测
，尤其涉及基于ATT
‑
BiLSTM的变压器故障监测系统。

技术介绍

[0002]变压器是电力系统中重要的也是昂贵的关键设备，它承担着电压变换，电能分配和转移的重任，变压器的正常运行是电力系统安全、可靠地经济运行和供用电的重要保证，因此，必须最大限度地防止和减少变压嚣故障或事故的发生。但由于变压器在长期运行中，故障和事故是不可能完全避免的。
[0003]BiLSTM是Bi
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directional Long Short
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Term Memory的缩写，是由前向LSTM与后向LSTM组合而成。两者在自然语言处理任务中都常被用来建模上下文信息，长短期记忆是具有长期记忆能力的一种时间递归神经网络。其网络结构含有一个或多个具有可遗忘和记忆功能的单元组成，Bi
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directional是指双向的。ATT，Attention机制的实质其实就是一个寻址(addressing)的过程，这个过程实际上是Attention机制缓解神经网络模型复杂度的体现：不需要将所有的N个输入信息都输入到神经网络进行计算，只需要从X中选择一些和任务相关的信息输入给神经网络。
[0004]现有的变压器监测技术中，对于变压器的检测都是独立的，通常都是采用超声波检测器检测变压器内部的放电超声波，同时会加入振动传感器来监测变压器的振动情况，但是其检测过程的着重点不足，统一检测过程中会混入很多扰乱因素，影响最终的判断结果，同时对于变压器的内外监测不能做到同步，监测的全面性存在不足，导致监测的精确度和智能性较低。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术目的是提供基于ATT
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BiLSTM的变压器故障监测系统，能够对剔除监测数据中的无用数据，同时能够对变压器的内外部数据进行综合监测，提高检测处理结果的全面性和故障联系的准确性，以解决现有的变压器监测处理不够精确全面的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：基于ATT
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BiLSTM的变压器故障监测系统，所述变压器设置在变压柜体内，所述监测系统包括采集监测模块、存储模块、处理模块以及传输模块；
[0007]所述传输模块与服务器终端相连，用于将处理后的数据结果传输至服务器终端；
[0008]所述采集监测模块用于检测变压器的运行数据以及环境数据；
[0009]所述存储模块用于对监测到的数据进行存储，所述存储模块还存储有无用数据对比信息；
[0010]所述处理模块包括ATT筛选对焦单元以及处理单元，所述ATT筛选对焦单元用于对监测的数据与无用数据对比信息进行比对，剔除无关数据，并将筛选的数据传输至处理单
元，所述处理单元用于对筛选出的数据进行处理，得到变压器的运行状态结果。
[0011]进一步地，所述采集监测模块包括运行监测单元，所述运行监测单元用于对变压器运行状态中的数据进行检测；
[0012]所述运行监测单元包括振动传感器、若干超声波放电传感器以及若干内部温度传感器，若干超声波放电传感器设置在变压器上，若干超声波放电传感器用于检测变压器各个位置的局部超声波；若干内部温度传感器设置在变压柜体内部，且分别设置在若干超声波放电传感器的临近位置，若干内部温度传感器用于检测变压器的各个位置的内部温度；若干所述振动传感器设置在变压器上，所述振动传感器用于检测变压器的振动频率。
[0013]进一步地，所述ATT筛选对焦单元配置有筛选对焦策略，所述筛选对焦策略能够应用于每一组超声波放电传感器的数据筛选，所述筛选对焦策略包括：将获取到的超声波数据进行超声波频谱图的制作，其中，超声波频谱图的横坐标设置为时间，单位为秒；纵坐标为超声波频率，单位为赫兹；将单位时间内获取到的超声波绘制到超声波频谱图上，然后分别以第一频率、第二频率以及第三频率作为对焦频率，从超声波频谱图上获取第一频率的超声波线条、第二频率的超声波线条以及第三频率的超声波线条，并统一放置到超声波频谱比对图上，识别第一频率的超声波线条中连续波动第一连续次数的第一波动数量，识别第二频率的超声波线条中连续波动第二连续次数的第二波动数量，识别第三频率的超声波线条中连续波动的第三连续次数的第三波动数量；
[0014]通过波动值算法计算出每组超声波放电传感器的检测波动值。
[0015]进一步地，所述波动值算法配置为：
[0016]其中，Pbd为检测波动值，S1为第一波动数量，f1为第一频率，S2为第二波动数量，f2为第二频率，S3为第三波动数量，f3为第三频率，A1为第一波动比例，A2为第二波动比例，a为第一频率转换比，b为第二和第三频率转换比，且A1、A2、a以及b均大于0。
[0017]进一步地，所述处理单元配置有数据设定策略，所述数据设定策略包括：将若干组超声波放电传感器使用Ci进行标记，i表示超声波放电传感器的数量，Ci表示为第i组超声波放电传感器，将若干超声波放电传感器对应的检测波动值分别标记为CPbdi；将若干组内部温度传感器检测的内部温度分别使用TNi进行标记，其中若干内部温度传感器的数量与若干组超声波放电传感器的数量相同，i同样表示为内部温度传感器的数量，TNi为表示为第i组内部温度传感器，将若干内部温度传感器测量的内部温度分别标记为TNWi。
[0018]进一步地，所述处理单元还配置有处理策略，所述处理策略包括：将振动传感器获取到的数字信号通过傅里叶变换成电信号频谱，其中电信号频谱中的恒做表为时间，纵坐标为振动频率，以存储模块中的存储的第一基准范围将电信号频谱进行标记，所述第一基准范围包括上下两条平行的基准线，获取超出上侧基准线的频谱线条的若干高频率值以及低于下侧基准线的频谱线条的若干低频率值，将若干高频率值标记为PLgm，将若干低频率值标记为PLdn，其中，PLg为高频率值的标号，m表示高频率值的数量，PLgm表示第m组高频率值，PLd为低频率值的标号，n表示低频率值的数量，PLdn表示第n组低频率值。
[0019]进一步地，所述处理单元还配置有计算策略，所述计算策略包括将若干高频率值、若干低频率值、若干内部温度以及若干检测波动值带入故障算法中计算得到故障评估值；
[0020]当故障评估值大于等于第一故障阈值时，输出故障发生信号；
[0021]当故障评估值大于等于第二故障阈值且小于第一故障阈值时，输出故障风险高信号；
[0022]当故障评估值大于等于第三故障阈值且小于第二故障阈值时，输出故障风险一般信号；
[0023]当故障评估值小于第三故障阈值时，输出故障风险低信号。
[0024]进一步地，所述故障算法配置为：
[0025]其中，Pgpg为故障评估值，k1为高频率值转换比，k2为低频率值转换比，k3为波动转换比，A3为内部温度转换系数，T1为第一标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于ATT
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BiLSTM的变压器故障监测系统，所述变压器(2)设置在变压柜体内，其特征在于，所述监测系统(1)包括采集监测模块(13)、存储模块(11)、处理模块(12)以及传输模块(14)；所述传输模块(14)与服务器终端(3)相连，用于将处理后的数据结果传输至服务器终端(3)；所述采集监测模块(13)用于检测变压器(2)的运行数据以及环境数据；所述存储模块(11)用于对监测到的数据进行存储，所述存储模块(11)还存储有无用数据对比信息；所述处理模块(12)包括ATT筛选对焦单元(121)以及处理单元(122)，所述ATT筛选对焦单元(121)用于对监测的数据与无用数据对比信息进行比对，剔除无关数据，并将筛选的数据传输至处理单元(122)，所述处理单元(122)用于对筛选出的数据进行处理，得到变压器(2)的运行状态结果。2.根据权利要求1所述的基于ATT
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BiLSTM的变压器故障监测系统，其特征在于，所述采集监测模块(13)包括运行监测单元，所述运行监测单元(131)用于对变压器(2)运行状态中的数据进行检测；所述运行监测单元(131)包括振动传感器(1311)、若干超声波放电传感器(1312)以及若干内部温度传感器(1313)，若干超声波放电传感器(1312)设置在变压器(2)上，若干超声波放电传感器(1312)用于检测变压器(2)各个位置的局部超声波；若干内部温度传感器(1313)设置在变压柜体内部，且分别设置在若干超声波放电传感器(1312)的临近位置，若干内部温度传感器(1313)用于检测变压器(2)的各个位置的内部温度；若干所述振动传感器(1311)设置在变压器(2)上，所述振动传感器(1311)用于检测变压器(2)的振动频率。3.根据权利要求2所述的基于ATT
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BiLSTM的变压器故障监测系统，其特征在于，所述ATT筛选对焦单元(121)配置有筛选对焦策略，所述筛选对焦策略能够应用于每一组超声波放电传感器(1312)的数据筛选，所述筛选对焦策略包括：将获取到的超声波数据进行超声波频谱图的制作，其中，超声波频谱图的横坐标设置为时间，单位为秒；纵坐标为超声波频率，单位为赫兹；将单位时间内获取到的超声波绘制到超声波频谱图上，然后分别以第一频率、第二频率以及第三频率作为对焦频率，从超声波频谱图上获取第一频率的超声波线条、第二频率的超声波线条以及第三频率的超声波线条，...

【专利技术属性】
技术研发人员：付强，赵通汉，高雯，赵志东，卢刚刚，苏玉忠，
申请(专利权)人：付强，
类型：发明
国别省市：