一種電力變壓器的故障檢測(cè)與故障診斷綜合系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電力變壓器的故障檢測(cè)與故障診斷綜合系統(tǒng)，包括依次連接的樣本提取子系統(tǒng)、樣本數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)、故障檢測(cè)子系統(tǒng)和故障診斷子系統(tǒng)；所述樣本提取子系統(tǒng)包括變壓器油樣本提取模塊、變壓器油樣本氣體提取模塊和氣相色譜分析模塊；所述樣本數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)包括樣本數(shù)據(jù)聚類模塊；所述故障檢測(cè)子系統(tǒng)包括模型訓(xùn)練模塊和故障預(yù)測(cè)模塊；所述故障診斷子系統(tǒng)包括決策規(guī)則模塊和故障診斷模塊。本發(fā)明既可對(duì)變壓器的有無故障進(jìn)行預(yù)測(cè)又可診斷出變壓器出現(xiàn)故障時(shí)的故障類型，可為檢修運(yùn)維人員檢修變壓器提供可靠的參考依據(jù)。
【專利說明】一種電力變壓器的故障檢測(cè)與故障診斷綜合系統(tǒng)
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種電力變壓器的故障檢測(cè)與故障診斷綜合系統(tǒng)，屬電力設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0003]電力變壓器是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備，其運(yùn)行狀態(tài)直接影響系統(tǒng)的安全水平。變壓器雖然在設(shè)計(jì)上具有良好的機(jī)械性能和足夠的電氣強(qiáng)度，但制造過程中不可避免的會(huì)存在一些局部缺陷，此外在變壓器的長(zhǎng)期運(yùn)行過程中，在熱、電以及外部的破壞和影響等因素作用下不可避免的會(huì)發(fā)生絕緣老化、材質(zhì)劣化等問題，進(jìn)而引起變壓器故障和事故。同時(shí)，部分檢修人員技術(shù)水平欠缺和違章作業(yè)，都會(huì)造成事故或?qū)е率鹿实膰?yán)重，從而危及電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。因此，對(duì)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)及其潛伏故障進(jìn)行判斷，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部故障的性質(zhì)及發(fā)展趨勢(shì)對(duì)掌握變壓器的運(yùn)行狀態(tài)以及電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行均具有重要意義。目前，變壓器的故障檢測(cè)一般通過在線監(jiān)測(cè)為主，在一定程度上可對(duì)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，但是采用在線監(jiān)測(cè)的方式由于傳感器的誤差和干擾存在，造成采集的數(shù)據(jù)不夠精確，進(jìn)而無法準(zhǔn)確對(duì)變壓器的故障進(jìn)行評(píng)估，同時(shí)也無法判斷變壓器的故障類型，無法為檢修提供可靠的依據(jù)，除此之外，在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)比較復(fù)雜，成本較高，限制了其應(yīng)用場(chǎng)合和使用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種電力變壓器的故障檢測(cè)與故障診斷綜合系統(tǒng)。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種電力變壓器的故障檢測(cè)與故障診斷綜合系統(tǒng)，包括依次連接的樣本提取子系統(tǒng)、樣本數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)、故障檢測(cè)子系統(tǒng)和故障診斷子系統(tǒng)；
所述樣本提取子系統(tǒng)包括變壓器油樣本提取模塊、變壓器油樣本氣體提取模塊和氣相色譜分析模塊;所述樣本數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)包括樣本數(shù)據(jù)聚類模塊;所述故障檢測(cè)子系統(tǒng)包括模型訓(xùn)練模塊和故障預(yù)測(cè)模塊;所述故障診斷子系統(tǒng)包括決策規(guī)則模塊和故障診斷模塊；
所述樣本提取子系統(tǒng)的變壓器油樣本提取模塊從變壓器中提取油樣本，變壓器油樣本氣體提取模塊提取油樣本中的氣體，并由氣相色譜分析模塊分離、測(cè)定油樣本中各種氣體的含量，即氣相色譜數(shù)據(jù);氣相色譜數(shù)據(jù)進(jìn)入樣本數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)，樣本數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)的樣本數(shù)據(jù)聚類模塊對(duì)氣相色譜數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類，生成油樣本數(shù)據(jù)對(duì)象集合;油樣本數(shù)據(jù)對(duì)象集合進(jìn)入故障檢測(cè)子系統(tǒng)，故障檢測(cè)子系統(tǒng)的模型訓(xùn)練模塊訓(xùn)練故障模型，根據(jù)訓(xùn)練的故障模型，故障預(yù)測(cè)模塊對(duì)變壓器的故障進(jìn)行預(yù)測(cè)，得出變壓器運(yùn)行狀態(tài)是正常還是故障，如有故障則進(jìn)入故障診斷子系統(tǒng)，以判斷是何種故障；故障診斷子系統(tǒng)的決策規(guī)則模塊制定有決策規(guī)則，故障診斷模塊根據(jù)決策規(guī)則對(duì)變壓器故障類型進(jìn)行診斷。
[0006]所述樣本數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)還包括樣本數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊;所述樣本數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊對(duì)氣相色譜數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)格化處理，規(guī)格化處理后的氣相色譜數(shù)據(jù)進(jìn)入樣本數(shù)據(jù)聚類模塊。
[0007]所述樣本數(shù)據(jù)聚類模塊采用遺傳算法對(duì)氣相色譜數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類。
[0008]故障模塊訓(xùn)練采用全調(diào)節(jié)徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
[0009]本發(fā)明所達(dá)到的有益效果:I)本發(fā)明既可對(duì)變壓器的有無故障進(jìn)行預(yù)測(cè)又可診斷出變壓器出現(xiàn)故障時(shí)的故障類型，可為檢修運(yùn)維人員檢修變壓器提供可靠的參考依據(jù);2)本發(fā)明采用離線方式，可有效解決在線監(jiān)測(cè)方式由于傳感器誤差而引起采集數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，進(jìn)而造成對(duì)變壓器故障檢測(cè)精度較低的問題。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的整體框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0012]如圖1所示，一種電力變壓器的故障檢測(cè)與故障診斷綜合系統(tǒng)，包括依次連接的樣本提取子系統(tǒng)、樣本數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)、故障檢測(cè)子系統(tǒng)和故障診斷子系統(tǒng)。
[0013]樣本提取子系統(tǒng)包括變壓器油樣本提取模塊、變壓器油樣本氣體提取模塊和氣相色譜分析模塊。樣本數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)包括樣本數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊和樣本數(shù)據(jù)聚類模塊。故障檢測(cè)子系統(tǒng)包括模型訓(xùn)練模塊和故障預(yù)測(cè)模塊。故障診斷子系統(tǒng)包括決策規(guī)則模塊和故障診斷模塊。
[0014]樣本提取子系統(tǒng)的變壓器油樣本提取模塊從變壓器中提取油樣本，變壓器油樣本氣體提取模塊提取油樣本中的氣體，并由氣相色譜分析模塊分離、測(cè)定油樣本中各種氣體(包括甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、氫氣、一氧化碳、二氧化碳)的含量，即氣相色譜數(shù)據(jù);氣相色譜數(shù)據(jù)進(jìn)入樣本數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)，樣本數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)的樣本數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊對(duì)氣相色譜數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)格化處理，規(guī)格化處理后的氣相色譜數(shù)據(jù)進(jìn)入樣本數(shù)據(jù)聚類模塊，樣本數(shù)據(jù)聚類模塊采用遺傳算法對(duì)氣相色譜數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類，生成油樣本數(shù)據(jù)對(duì)象集合;油樣本數(shù)據(jù)對(duì)象集合進(jìn)入故障檢測(cè)子系統(tǒng)，故障檢測(cè)子系統(tǒng)的模型訓(xùn)練模塊訓(xùn)練故障模型，故障模塊訓(xùn)練采用全調(diào)節(jié)徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)訓(xùn)練的故障模型，故障預(yù)測(cè)模塊對(duì)變壓器的故障進(jìn)行預(yù)測(cè)，得出變壓器運(yùn)行狀態(tài)是正常還是故障，如有故障則進(jìn)入故障診斷子系統(tǒng)，以判斷是何種故障；故障診斷子系統(tǒng)的決策規(guī)則模塊制定有決策規(guī)則(如IF...THEN規(guī)則)，故障診斷模塊根據(jù)決策規(guī)則對(duì)變壓器故障類型進(jìn)行診斷，得出變壓器故障類型，如:低能放電故障、高能放電故障、局部放電故障、低溫過熱故障(t〈300°C)、中溫過熱故障(300°C〈t〈700°C)、高溫過熱故障(t>700°C)、低能放電兼過熱故障、高能放電兼過熱故障、固體絕緣故障。
[0015]上述系統(tǒng)既可對(duì)變壓器的有無故障進(jìn)行預(yù)測(cè)又可診斷出變壓器出現(xiàn)故障時(shí)的故障類型，可為檢修運(yùn)維人員檢修變壓器提供可靠的參考依據(jù);上述系統(tǒng)采用離線方式，可有效解決在線監(jiān)測(cè)方式由于傳感器誤差而引起采集數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，進(jìn)而造成對(duì)變壓器故障檢測(cè)精度較低的問題。
[0016]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電力變壓器的故障檢測(cè)與故障診斷綜合系統(tǒng)，其特征在于:包括依次連接的樣本提取子系統(tǒng)、樣本數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)、故障檢測(cè)子系統(tǒng)和故障診斷子系統(tǒng)； 所述樣本提取子系統(tǒng)包括變壓器油樣本提取模塊、變壓器油樣本氣體提取模塊和氣相色譜分析模塊;所述樣本數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)包括樣本數(shù)據(jù)聚類模塊;所述故障檢測(cè)子系統(tǒng)包括模型訓(xùn)練模塊和故障預(yù)測(cè)模塊;所述故障診斷子系統(tǒng)包括決策規(guī)則模塊和故障診斷模塊； 所述樣本提取子系統(tǒng)的變壓器油樣本提取模塊從變壓器中提取油樣本，變壓器油樣本氣體提取模塊提取油樣本中的氣體，并由氣相色譜分析模塊分離、測(cè)定油樣本中各種氣體的含量，即氣相色譜數(shù)據(jù);氣相色譜數(shù)據(jù)進(jìn)入樣本數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)，樣本數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)的樣本數(shù)據(jù)聚類模塊對(duì)氣相色譜數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類，生成油樣本數(shù)據(jù)對(duì)象集合;油樣本數(shù)據(jù)對(duì)象集合進(jìn)入故障檢測(cè)子系統(tǒng)，故障檢測(cè)子系統(tǒng)的模型訓(xùn)練模塊訓(xùn)練故障模型，根據(jù)訓(xùn)練的故障模型，故障預(yù)測(cè)模塊對(duì)變壓器的故障進(jìn)行預(yù)測(cè)，得出變壓器運(yùn)行狀態(tài)是正常還是故障，如有故障則進(jìn)入故障診斷子系統(tǒng)，以判斷是何種故障；故障診斷子系統(tǒng)的決策規(guī)則模塊制定有決策規(guī)則，故障診斷模塊根據(jù)決策規(guī)則對(duì)變壓器故障類型進(jìn)行診斷。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力變壓器的故障檢測(cè)與故障診斷綜合系統(tǒng)，其特征在于:所述樣本數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)還包括樣本數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊;所述樣本數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊對(duì)氣相色譜數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)格化處理，規(guī)格化處理后的氣相色譜數(shù)據(jù)進(jìn)入樣本數(shù)據(jù)聚類模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電力變壓器的故障檢測(cè)與故障診斷綜合系統(tǒng)，其特征在于:所述樣本數(shù)據(jù)聚類模塊采用遺傳算法對(duì)氣相色譜數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力變壓器的故障檢測(cè)與故障診斷綜合系統(tǒng)，其特征在于:故障模塊訓(xùn)練采用全調(diào)節(jié)徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
【文檔編號(hào)】G06K9/62GK106066432SQ201610354769
【公開日】2016年11月2日
【申請(qǐng)日】2016年5月26日 公開號(hào)201610354769.2, CN 106066432 A, CN 106066432A, CN 201610354769, CN-A-106066432, CN106066432 A, CN106066432A, CN201610354769, CN201610354769.2
【發(fā)明人】李建生, 吳鵬, 楊成順, 蔚超, 陸云才, 廖才波, 王勝權(quán)
【申請(qǐng)人】國網(wǎng)江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司, 南京工程學(xué)院