绕组变化程度监测方法、装置、介质和设备与流程

专利2025-03-29  10


本发明涉及电气设备高压试验,尤其是涉及一种绕组变化程度监测方法、装置、介质和设备。


背景技术:

1、变压器在运行过程中可能会遭受到短路冲击等故障的影响,此时变压器的绕组状态会出现一定程度的变化,而当绕组状态发生较大程度的变化时,就需要进行停电检查。

2、但现有技术中,没有算法能在故障后实时准确评估出绕组的变化程度,这就可能造成不必要的停电检查,也可能会造成故障漏检,甚至导致重大事故的发生。


技术实现思路

1、基于此,有必要提供绕组变化程度监测方法、装置、介质和设备,以解决没有算法能在故障后实时准确评估出绕组的变化程度的问题。

2、一种绕组变化程度监测方法,所述方法包括:

3、当变压器处于正常运行状态时,获取变压器的样本振动信号及样本电气信号;其中,所述样本振动信号与所述样本电气信号同时采样,且采样时长及采样频率相同;

4、将所述样本振动信号等间隔划分为n段子样本振动信号,且将所述样本电气信号等间隔划分为n段子样本电气信号;其中,n≥2;

5、设定均匀分布的x个嵌入归集代表,分别计算每段子样本振动信号与所述x个嵌入归集代表间的距离,以得到n个样本特征向量;

6、当变压器处于故障运行状态时,获取变压器的实测振动信号及实测电气信号;其中,所述实测振动信号与所述实测电气信号同时采样,且采样时长及采样频率与所述子样本振动信号及所述子样本电气信号的采样时长相同;

7、分别计算所述实测电气信号与所述n段子样本电气信号的距离,以得到n个候选参考距离,将所述n个候选参考距离中的最小值所对应的一段作为目标参考段,在所述n个样本特征向量中获取所述目标参考段的样本特征向量;

8、计算所述实测振动信号与所述x个嵌入归集代表间的距离,以得到对应的实测特征向量;

9、当所述实测特征向量与目标参考段的样本特征向量之间的差异满足预设的差异条件时,判定所述实测振动信号为问题数据;

10、基于预设时长内所述问题数据的占比判断绕组的变化程度。

11、在其中一个实施例中,所述设定均匀分布的x个嵌入归集代表,包括:

12、获取所述样本振动信号的最大幅值及最小幅值,在所述最大幅值及所述最小幅值之间均匀插入x-2个振动幅值,以得到x个嵌入归集代表。

13、在其中一个实施例中,所述分别计算每段子样本振动信号与所述x个嵌入归集代表间的距离,以得到n个样本特征向量,包括:

14、在每段子样本振动信号中,依次将m个采样点作为一个单元计算采样点幅值的平均值,以得到m个样本幅值均值;其中,m≥2;

15、分别计算每段子样本振动信号的每个样本幅值均值与所述x个嵌入归集代表间的距离,以得到n个样本特征向量;

16、所述计算所述实测振动信号与所述x个嵌入归集代表间的距离,以得到对应的实测特征向量,包括:

17、将实测振动信号以m个采样点作为一个单元计算采样点幅值的平均值,以得到m个实测幅值均值;

18、计算所述m个实测幅值均值与所述x个嵌入归集代表间的距离,以得到对应的实测特征向量。

19、在其中一个实施例中,所述分别计算每段子样本振动信号的每个样本幅值均值与所述x个嵌入归集代表间的距离,以得到n个样本特征向量,包括:

20、在每段子样本振动信号中,分别计算每个样本幅值均值与所述x个嵌入归集代表间的差值绝对值,以得到x个第一差值绝对值;

21、分别将所述x个第一差值绝对值中的最小值作为对应样本幅值均值的第一局部特征值,以得到m个第一局部特征值,将所述m个第一局部特征值的组合作为对应子样本振动信号的样本特征向量,以得到n个样本特征向量;

22、所述计算所述m个实测幅值均值与所述x个嵌入归集代表间的距离,以得到对应的实测特征向量,包括:

23、计算每个实测幅值均值与所述x个嵌入归集代表间的差值绝对值,以得到x个第二差值绝对值;

24、分别将所述x个第二差值绝对值中的最小值作为对应实测幅值均值的第二局部特征值,以得到m个第二局部特征值,将所述m个第二局部特征值的组合作为所述实测特征向量。

25、在其中一个实施例中,所述子样本电气信号包括样本电流信号及样本有功功率信号,所述实测电气信号包括实测电流信号及实测有功功率信号,所述分别计算所述实测电气信号与所述n段子样本电气信号的距离,以得到n个候选参考距离,包括

26、分别计算所述实测电流信号与n段样本电流信号间的归一化向量距离,以得到n个第一参考距离;

27、分别计算所述实测有功功率信号与n段样本有功功率信号间的归一化向量距离,以得到n个第二参考距离;

28、将所述n个第一参考距离与所述n个第二参考距离进行加权计算,以得到n个候选参考距离。

29、在其中一个实施例中,所述当所述实测特征向量与目标参考段的样本特征向量之间的差异满足预设的差异条件时,判定所述实测振动信号为问题数据,包括:

30、当目标参考段的样本特征向量与实测特征向量之间存在任意两个元素间的差值大于预设的第一阈值时,或当目标参考段的样本特征向量与实测特征向量之间的归一化距离大于预设的第二阈值时,判定所述实测振动信号为问题数据。

31、在其中一个实施例中,绕组的变化程度包括依次递增的第一变化程度、第二变化程度及第三变化程度,所述基于预设时长内所述问题数据的占比判断绕组的变化程度,包括:

32、在p个预设的单位时长内,若所述问题数据的占比小于预设的第一占比阈值,则判定绕组的变化程度为所述第一变化程度;

33、在q个预设的单位时长内,若所述问题数据的占比大于或等于预设的第一占比阈值,且小于预设的第二占比阈值,则判定绕组的变化程度为所述第二变化程度;

34、在q个预设的单位时长内,若所述问题数据的占比大于预设的第二占比阈值,则判定绕组的变化程度为所述第三变化程度。

35、一种绕组变化程度监测装置,所述绕组变化程度监测装置包括:

36、正常运行状态监测模块,用于当变压器处于正常运行状态时,获取变压器的样本振动信号及样本电气信号;其中,所述样本振动信号与所述样本电气信号同时采样,且采样时长及采样频率相同;将所述样本振动信号等间隔划分为n段子样本振动信号,且将所述样本电气信号等间隔划分为n段子样本电气信号;其中,n≥2;设定均匀分布的x个嵌入归集代表,分别计算每段子样本振动信号与所述x个嵌入归集代表间的距离,以得到n个样本特征向量;

37、故障运行状态监测模块,用于当变压器处于故障运行状态时,获取变压器的实测振动信号及实测电气信号;其中,所述实测振动信号与所述实测电气信号同时采样,且采样时长及采样频率与所述子样本振动信号及所述子样本电气信号的采样时长相同;分别计算所述实测电气信号与所述n段子样本电气信号的距离,以得到n个候选参考距离,将所述n个候选参考距离中的最小值所对应的一段作为目标参考段,在所述n个样本特征向量中获取所述目标参考段的样本特征向量;计算所述实测振动信号与所述x个嵌入归集代表间的距离,以得到对应的实测特征向量;

38、绕组变化程度计算模块,用于当所述实测特征向量与目标参考段的样本特征向量之间的差异满足预设的差异条件时,判定所述实测振动信号为问题数据;基于预设时长内所述问题数据的占比判断绕组的变化程度。

39、一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,使得所述处理器执行上述绕组变化程度监测方法的步骤。

40、一种绕组变化程度监测设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行上述绕组变化程度监测方法的步骤。

41、本发明提供了绕组变化程度监测方法、装置、介质和设备,首先在变压器正常运行时同时采集样本振动信号和样本电气信号,并将其划分为n段子样本信号。然后,设定x个嵌入归集代表,计算每段子样本信号与这些代表的距离,得到n个样本特征向量。在变压器故障时,采集实测振动信号和电气信号,并计算实测信号与n段子样本信号的距离,确定最小距离对应的目标参考段,并提取其样本特征向量。通过比较实测特征向量与目标参考段样本特征向量之间的差异,如果差异满足预设条件,则判定为问题数据。基于预设时长内的问题数据占比来判断绕组的变化程度。此方法能够通过对比正常状态下的样本特征与故障状态下的实测特征,实现对绕组变化的实时监测和准确评估,及时识别问题数据,并根据问题数据的占比分析绕组的健康状况,确保变压器的可靠运行并减少故障风险。


技术特征:

1.一种绕组变化程度监测方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述设定均匀分布的x个嵌入归集代表,包括:

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述分别计算每段子样本振动信号与所述x个嵌入归集代表间的距离,以得到n个样本特征向量,包括:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述分别计算每段子样本振动信号的每个样本幅值均值与所述x个嵌入归集代表间的距离,以得到n个样本特征向量,包括:

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述子样本电气信号包括样本电流信号及样本有功功率信号,所述实测电气信号包括实测电流信号及实测有功功率信号,所述分别计算所述实测电气信号与所述n段子样本电气信号的距离,以得到n个候选参考距离,包括

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述当所述实测特征向量与目标参考段的样本特征向量之间的差异满足预设的差异条件时,判定所述实测振动信号为问题数据,包括:

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,绕组的变化程度包括依次递增的第一变化程度、第二变化程度及第三变化程度,所述基于预设时长内所述问题数据的占比判断绕组的变化程度,包括:

8.一种绕组变化程度监测装置,其特征在于,所述绕组变化程度监测装置包括:

9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,使得所述处理器执行如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

10.一种绕组变化程度监测设备,其特征在于,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。


技术总结
本发明公开了一种绕组变化程度监测方法、装置、介质和设备,在变压器正常运行时采集样本振动信号和电气信号,将其划分为N段子样本信号,并设定X个嵌入归集代表,计算每段信号与代表的距离,生成N个样本特征向量。在故障状态下,采集实测信号,计算其与子样本信号的距离,确定最小距离对应的目标参考段,并提取其样本特征向量。若实测特征与参考特征之间的差异满足预设条件,则判定为问题数据。基于预设时长内的问题数据占比来判断绕组的变化程度。此方法能实现对绕组变化的实时监测和准确评估,及时识别问题数据,并根据问题数据的占比分析绕组的健康状况,确保变压器的可靠运行并减少故障风险。

技术研发人员:胡锦,赵汉武,钱国超,洪志湖,邹德旭,代维菊,周仿荣,谭向宇,闵青云,严敬义,孙灏若
受保护的技术使用者:云南电网有限责任公司电力科学研究院
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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