電力變壓器綜合控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電力變壓器綜合控制系統(tǒng)，包括：電力變壓器周邊電路檢測子系統(tǒng)，和，電力變壓器內(nèi)部檢測子系統(tǒng)。所述電力變壓器周邊電路檢測子系統(tǒng)，進(jìn)一步包括：信號檢測部件、特征抽取部件、狀態(tài)識別部件和預(yù)報決策部件。所述信號檢測部件，用于測取與故障有關(guān)的狀態(tài)信號；其信號檢測過程包括以下方面：1)信號測取過程：通過電量或非電量傳感器組成的探測裝置獲得測量對象參數(shù)的變換；2)信號調(diào)理過程：對探測裝置獲得的信號進(jìn)行變換以及傳輸；3)數(shù)據(jù)采集過程：把信號由連續(xù)變?yōu)殡x散的過程；按照不同的診斷目的和對象，選擇最能反映被測對象狀態(tài)的信號。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電力設(shè)備診斷裝置，特別涉及一種電力變壓器綜合控制系統(tǒng)。 電力變壓器綜合控制系統(tǒng)

【背景技術(shù)】
[0002] 電力變壓器是電力系統(tǒng)中重要的變電設(shè)備，其運行狀態(tài)直接影響系統(tǒng)的安全性、 穩(wěn)定性。及早發(fā)現(xiàn)變壓器的潛伏性故障，保證變壓器的安全運行，從而提高供電的可靠性是 電力部門關(guān)注的一個重要問題。實踐證明三比值法和改良電協(xié)研法對于發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部的 潛伏性故障及其發(fā)展趨勢非常有效。三比值法和改良電協(xié)研法，因簡單、方便在各國被廣泛 應(yīng)用。但是，由于變壓器容量、電壓等級、絕緣結(jié)構(gòu)、運行歷史、生產(chǎn)廠家以及所處系統(tǒng)的差 異，導(dǎo)致其準(zhǔn)確度一般只能達(dá)到80%左右。
[0003] 變壓器故障是變壓器本身及其應(yīng)用環(huán)境綜合作用和長期積累的結(jié)果，因而變壓器 故障的征兆多種多樣，一故障征兆與故障機(jī)理間的聯(lián)系也錯綜復(fù)雜，這就給建立通用的變 壓器故障診斷方法造成了很大的困難。迄今為止，變壓器故障診斷技術(shù)的研究還不夠完善， 特別是在所使用的分析方法與具體診斷領(lǐng)域知識的有效結(jié)合方面還存在諸多問題。
[0004] 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種智能化的數(shù)據(jù)處理方法，其處理具有非線性關(guān)系數(shù)據(jù)的能 力，是目前其它方法所無法比擬的。它的輸入輸出非線性映射特性、信息的分布存儲、并行 處理和全局集體作用，特別是其高度的自組織和自學(xué)習(xí)能力，使其成為故障診斷的一種有 效方法和手段。它提供了一種全新的知識獲取、知識表達(dá)和知識推理方式，為故障診斷問題 提供了一種新的解決途徑。將其用于復(fù)雜系統(tǒng)的故障診斷中，可較好地解決常規(guī)故障診斷 專家系統(tǒng)知識獲取的"瓶頸"問題。
[0005] 國內(nèi)外研究表明，在故障診斷領(lǐng)域，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷方法的準(zhǔn)確率可達(dá)到80%以上， 具有潛在的實用價值。
[0006] 為此，本發(fā)明根據(jù)電力變壓器故障診斷的特點，研究出了適合于變壓器潛伏性故 障診斷的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)綜合診斷系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是在于：運用IEC三比值法對變壓器的運行狀態(tài)進(jìn)行 故障診斷分析，由于過程復(fù)雜，計算繁瑣，比值編碼邊界模糊的比值區(qū)間等原因常常引起誤 判。由于IEC三比值法本身的不足，甚至有時還會出現(xiàn)不能給出診斷的情況。
[0008] 為了 IEC技術(shù)在變壓器的故障診斷上發(fā)揮出更大的作用，提高IEC三比值法的準(zhǔn) 確度，本發(fā)明利用可視化技術(shù)對三比值進(jìn)行圖示化，從多維的角度賦予數(shù)據(jù)空間屬性，并建 立起變壓器可視化故障診斷模型；利用模糊診斷技術(shù)把故障征兆信號與模糊數(shù)學(xué)方法結(jié) 合起來，將氣體組分比值看作故障類別的模糊現(xiàn)象子集，依據(jù)三比值法中給出的不同氣體 組分相互間的比值與變壓器故障類別之間的定量關(guān)系。
[0009] 建立模糊現(xiàn)象子集對應(yīng)于不同故障類別的隸屬函數(shù)，從而進(jìn)行故障類別的模糊診 斷；采用集成的方法，將可視化技術(shù)和模糊診斷技術(shù)相結(jié)合有效地減少采用單一變壓器故 障診斷方法進(jìn)行診斷時所帶來的不可避免的診斷出錯或診斷結(jié)果不全面等誤判問題。
[0010] 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綜合控制系統(tǒng)，包括：電力 變壓器周邊電路檢測子系統(tǒng)，和，電力變壓器內(nèi)部檢測子系統(tǒng)。
[0011] 所述電力變壓器周邊電路檢測子系統(tǒng)，進(jìn)一步包括：信號檢測部件、特征抽取部 件、狀態(tài)識別部件和預(yù)報決策部件。
[0012] 所述信號檢測部件，用于測取與故障有關(guān)的狀態(tài)信號；其信號檢測過程包括以下 方面：1)信號測取過程：通過電量或非電量傳感器組成的探測裝置獲得測量對象參數(shù)的變 換；2)信號調(diào)理過程：對探測裝置獲得的信號進(jìn)行變換以及傳輸；3)數(shù)據(jù)采集過程：把信 號由連續(xù)變?yōu)殡x散的過程；按照不同的診斷目的和對象，選擇最能反映被測對象狀態(tài)的信 號，使用電量或非電量的傳感裝置、信號調(diào)理裝置及數(shù)據(jù)采集裝置，對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行整理， 形成被測對象的狀態(tài)信息庫。
[0013] 所述特征抽取部件，用于將檢測到的信號變換進(jìn)行特征抽取，將由信號檢測得到 的初始態(tài)信號通過信號分析處理，提取能反映故障狀態(tài)的特征，形成待檢模式；前述信號分 析處理包括：去除噪聲處理、放大或壓縮處理、信號變換。。
[0014] 所述狀態(tài)識別部件，用于分析故障案例，利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)建立故障檔案庫，把故障 檔案庫的狀態(tài)模式定為基準(zhǔn)模式，把新發(fā)生故障后通過信號檢測、特征抽取后獲得的狀態(tài) 模式稱為待檢模式，并與基準(zhǔn)模式進(jìn)行比較判斷，判別設(shè)備是否正常運行。
[0015] 所述預(yù)報決策部件，用于經(jīng)過判別，對屬于正常狀態(tài)的繼續(xù)檢測，重復(fù)以上工序； 對屬于異常狀態(tài)的，查明故障情況，做出發(fā)展趨勢分析，估計今后發(fā)展和繼續(xù)運行的時間， 以及根據(jù)故障原因提出控制措施和維修決策。
[0016] 所述信號檢測部件進(jìn)一步包括如暫態(tài)等效回路；所述暫態(tài)等效回路，進(jìn)一步用于 分析暫態(tài)電容電流；所述暫態(tài)等效回路在分析暫態(tài)電容電流時，1Y和L不予考慮，利用U、 C、％組成的串聯(lián)回路和零序正弦電壓 U(l，根據(jù)如下微分方程式計算暫態(tài)電容電流：
[0017]

【權(quán)利要求】
1. 一種電力變壓器綜合控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：電力變壓器周邊電路檢測子系 統(tǒng)，和，電力變壓器內(nèi)部檢測子系統(tǒng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電力變壓器綜合控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電力變壓器周邊 電路檢測子系統(tǒng)，進(jìn)一步包括：信號檢測部件、特征抽取部件、狀態(tài)識別部件和預(yù)報決策部 件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電力變壓器綜合控制系統(tǒng)，其特征在于，所述信號檢測部件，用 于測取與故障有關(guān)的狀態(tài)信號；其信號檢測過程包括以下方面：1)信號測取過程：通過電 量或非電量傳感器組成的探測裝置獲得測量對象參數(shù)的變換；2)信號調(diào)理過程：對探測裝 置獲得的信號進(jìn)行變換以及傳輸；3)數(shù)據(jù)采集過程：把信號由連續(xù)變?yōu)殡x散的過程；按照 不同的診斷目的和對象，選擇最能反映被測對象狀態(tài)的信號，使用電量或非電量的傳感裝 置、信號調(diào)理裝置及數(shù)據(jù)采集裝置，對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，形成被測對象的狀態(tài)信息庫。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電力變壓器綜合控制系統(tǒng)，其特征在于，所述特征抽取部件， 用于將檢測到的信號變換進(jìn)行特征抽取，將由信號檢測得到的初始態(tài)信號通過信號分析處 理，提取能反映故障狀態(tài)的特征，形成待檢模式；前述信號分析處理包括：去除噪聲處理、 放大或壓縮處理、信號變換。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電力變壓器綜合控制系統(tǒng)，其特征在于，所述狀態(tài)識別部件，用 于分析故障案例，利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)建立故障檔案庫，把故障檔案庫的狀態(tài)模式定為基準(zhǔn)模 式，把新發(fā)生故障后通過信號檢測、特征抽取后獲得的狀態(tài)模式稱為待檢模式，并與基準(zhǔn)模 式進(jìn)行比較判斷，判別設(shè)備是否正常運行。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電力變壓器綜合控制系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)報決策部件，用 于經(jīng)過判別，對屬于正常狀態(tài)的繼續(xù)檢測，重復(fù)以上工序；對屬于異常狀態(tài)的，查明故障情 況，做出發(fā)展趨勢分析，估計今后發(fā)展和繼續(xù)運行的時間，以及根據(jù)故障原因提出控制措施 和維修決策。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電力變壓器綜合控制系統(tǒng)，其特征在于，所述信號檢測部件進(jìn) 一步包括如暫態(tài)等效回路；所述暫態(tài)等效回路，進(jìn)一步用于分析暫態(tài)電容電流；所述暫態(tài) 等效回路在分析暫態(tài)電容電流時，ιγ和L不予考慮，利用LpC、％組成的串聯(lián)回路和零序正 弦電壓％，根據(jù)如下微分方程式計算暫態(tài)電容電流：
式中：仏為零序電壓的幅值； C表不電網(wǎng)的零序等效電容； L。為含變壓器及線路電感的零序等效電感； R〇表示零序回路中的等值電阻； ιγ、L分別表示消弧線圈的有功損耗電阻和電感；U(l為零序電壓。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電力變壓器綜合控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電力變壓器內(nèi)部 檢測子系統(tǒng)，利用5種特征氣體C2H 4、C2H6、C2H2、CH 4、H2構(gòu)成三對比值C2H2/C2H 4、CH4/H2和 C2H4/C 2H6，在相同的情況下把這些比值以不同的編碼表示，如下表1所示，根據(jù)測試結(jié)果計 算得出編碼，并把三對比值換算成對應(yīng)的編碼組，然后查表對應(yīng)得出故障類型和故障部位， 如下表2所示： 表1編碼規(guī)則
表2故障類型判斷方法
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述電力變壓器綜合控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電力變壓器內(nèi)部 檢測子系統(tǒng)中，CH4/H2比值編碼隸屬函數(shù)的構(gòu)造方式為：CH4/H 2分別隸屬于0、1、2編碼的模 糊分布函數(shù)：

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述電力變壓器綜合控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電力變壓器內(nèi) 部檢測子系統(tǒng)，進(jìn)一步包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)部件；所述電力變壓器內(nèi)部檢測子系統(tǒng)通過所述神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)輸入到輸出的樣本集，實現(xiàn)輸入到輸出的映射關(guān)系，能夠在具有最小運算的同時 能建立故障現(xiàn)象和原因的非線性映射關(guān)系，能存儲任意連續(xù)的模式對（X k，Tk;k=l，2，···，!!!)， 完成輸入{Xk}到期望輸出{Z k}的映射。
【文檔編號】G01R31/00GK104101794SQ201410055818
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年2月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月19日
【發(fā)明者】張守國, 葛玉華, 許唯 申請人:江蘇倍爾科技發(fā)展有限公司