本發(fā)明涉及變壓器故障診斷技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種基于圖論法的變壓器故障診斷方法。

背景技術(shù)：

電力系統(tǒng)中，變壓器是比較重要的設(shè)備。變壓器的運(yùn)行狀態(tài)關(guān)系著整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全水平，一旦變壓器在運(yùn)行過程中發(fā)生故障，其造成的經(jīng)濟(jì)損失將無法估量。因此在變壓器發(fā)生故障的時(shí)候能夠及時(shí)準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)有比較重要的意義。變壓器的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，種類繁多，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，一般的檢查方法比較難以快速準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)故障位。

本發(fā)明采用基于圖論法的變壓器故障診斷方法，其在變壓器故障發(fā)生時(shí)能夠快速準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種基于圖論法的變壓器故障診斷方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種基于圖論法的變壓器故障診斷方法，包括以下步驟：

步驟s010，由變壓器系統(tǒng)繪制變壓器故障傳播的初始有向圖；

步驟s020，將初始故障傳播有向圖進(jìn)行矩陣化；

步驟s030，將矩陣化的故障傳播有向圖進(jìn)行層次化；

步驟s040，將層次化的故障傳播有向圖根據(jù)優(yōu)先級(jí)進(jìn)行故障定位。

在步驟s010中，變壓器系統(tǒng)的集合性的數(shù)學(xué)表達(dá)式為x＝{xi|xi∈x}(i＝1,2,…,n；n≥2)，xi為變壓器系統(tǒng)的組成元素，各組成元素間的關(guān)聯(lián)關(guān)系表達(dá)式為xirxj，其中r表示xi與xj的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

在步驟s010中，根據(jù)各組成元素間的關(guān)聯(lián)關(guān)系表達(dá)式為xirxj得出變壓器故障傳播的有向圖數(shù)學(xué)表達(dá)式s＝{x|r}，故障間關(guān)聯(lián)性r由相聯(lián)連接節(jié)點(diǎn)內(nèi)的邊e和傳播方向表現(xiàn)出來，得出s＝{x|e}，有向邊集合e＝{eij}(i≠j)。

在步驟s020中，設(shè)有故障節(jié)點(diǎn)n個(gè)，則矩陣化的故障傳播有向圖用n*n階矩陣m表示，矩陣m的元素mij表達(dá)式為

在步驟s030中，將故障xi能夠間接或者直接導(dǎo)致xj發(fā)生的情形視為xj可達(dá)，則所有變壓器故障之間的可達(dá)矩陣c中元素cij表達(dá)式為

步驟s030包括以下步驟：步驟s031，假設(shè)已發(fā)生的故障節(jié)點(diǎn)深度是1，每傳遞給下一故障一次，節(jié)點(diǎn)深度就累計(jì)加1；步驟s032，統(tǒng)計(jì)變壓器每個(gè)故障節(jié)點(diǎn)，制作故障節(jié)點(diǎn)的深度表。

在步驟s040中，p表示變壓器故障傳播發(fā)生概率矩陣，其元素pij表達(dá)式為

在步驟s040中，根據(jù)每個(gè)變壓器故障傳播發(fā)生的概率pij得到風(fēng)險(xiǎn)概率rf，其表達(dá)式為rf＝pij×d×s，其中s為檢測度，d為嚴(yán)酷度，從節(jié)點(diǎn)深度第二層起依次找出每一層風(fēng)險(xiǎn)概率rf最大的故障xi，再計(jì)算xi對(duì)全局影響度fi，fi的表達(dá)式為其中rf+為風(fēng)險(xiǎn)概率總和。

在步驟s040中，將全局影響度fi按照大小排序，fi值越大則發(fā)生故障的原因概率越大，由fi值對(duì)變壓器故障原因進(jìn)行定位。

實(shí)施本發(fā)明一種基于圖論法的變壓器故障診斷方法，具有以下有益效果：

本發(fā)明將圖論法里傳播圖概念來表達(dá)變壓器故障間的傳播，再用fmea算法對(duì)故障進(jìn)行定位，該方法大大提高了故障定位的效率與準(zhǔn)確性。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：

圖1為本發(fā)明一種基于圖論法的變壓器故障診斷方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中變壓器故障傳播的示例圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中變壓器故障節(jié)點(diǎn)深度的示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中變壓器故障傳播的層次圖。

具體實(shí)施方式

為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種基于圖論法的變壓器故障診斷方法，包括以下步驟：

步驟s010，由變壓器系統(tǒng)繪制變壓器故障傳播的初始有向圖。變壓器系統(tǒng)的集合性的數(shù)學(xué)表達(dá)式為x＝{xi|xi∈x}(i＝1,2,…,n；n≥2)，xi為變壓器系統(tǒng)的組成元素，各組成元素間的關(guān)聯(lián)關(guān)系表達(dá)式為xirxj，其中r表示xi與xj的關(guān)聯(lián)關(guān)系。根據(jù)各組成元素間的關(guān)聯(lián)關(guān)系表達(dá)式為xirxj得出變壓器故障傳播的有向圖數(shù)學(xué)表達(dá)式s＝{x|r}，故障間關(guān)聯(lián)性r由相聯(lián)連接節(jié)點(diǎn)內(nèi)的邊e和傳播方向表現(xiàn)出來，得出s＝{x|e}，有向邊集合e＝{eij}(i≠j)。

步驟s020，將初始故障傳播有向圖進(jìn)行矩陣化。設(shè)有故障節(jié)點(diǎn)n個(gè)，則矩陣化的故障傳播有向圖用n*n階矩陣m表示，矩陣m的表達(dá)式為

步驟s030，將矩陣化的故障傳播有向圖進(jìn)行層次化。將故障xi能夠間接或者直接導(dǎo)致xj發(fā)生的情形視為xj可達(dá)，則所有變壓器故障之間的可達(dá)矩陣c中元素cij表達(dá)式為步驟s030包括以下步驟：步驟s031，假設(shè)已發(fā)生的故障節(jié)點(diǎn)深度是1，每傳遞給下一故障一次，節(jié)點(diǎn)深度就累計(jì)加1；步驟s032，統(tǒng)計(jì)變壓器每個(gè)故障節(jié)點(diǎn)，制作故障節(jié)點(diǎn)的深度表。

步驟s040，將層次化的故障傳播有向圖根據(jù)優(yōu)先級(jí)進(jìn)行故障定位。p表示變壓器故障傳播發(fā)生概率矩陣，其元素pij表達(dá)式為

根據(jù)每個(gè)變壓器故障傳播發(fā)生的概率pij得到風(fēng)險(xiǎn)概率rf，其表達(dá)式為rf＝pij×d×s，其中s為檢測度，d為嚴(yán)酷度，從節(jié)點(diǎn)深度第二層起依次找出每一層風(fēng)險(xiǎn)概率rf最大的故障xi，再計(jì)算xi對(duì)全局影響度fi，fi的表達(dá)式為其中rf+為風(fēng)險(xiǎn)概率總和。

將全局影響度fi按照大小排序，fi值越大則發(fā)生故障的原因概率越大，由fi值對(duì)變壓器故障原因進(jìn)行定位。

本實(shí)施例以圖2為例子，根據(jù)圖2，由矩陣m的元素

根據(jù)可達(dá)矩陣c的元素cij表達(dá)式如下所示：

可得

由可以得到變壓器故障的節(jié)點(diǎn)深度圖，其圖層結(jié)構(gòu)如圖3所示。

如圖3，設(shè)已知故障為“節(jié)點(diǎn)深度1”，每向外傳一次，“節(jié)點(diǎn)深度”就增加1；當(dāng)“節(jié)點(diǎn)深度”有重復(fù)值時(shí)，取最大值。根據(jù)所得的節(jié)點(diǎn)深度值，制作一個(gè)故障表。再由故障表重新建立傳播圖層次，得到如圖4故障傳播層次圖。

由

得到故障發(fā)生的概率pij。根據(jù)故障自身嚴(yán)酷度s與檢測度d，可得風(fēng)險(xiǎn)概率rf，rf＝pij×d×s。

求風(fēng)險(xiǎn)概率rf的總和rf+，從節(jié)點(diǎn)深度第二層起依次找出每一層風(fēng)險(xiǎn)概率rf最大的故障xi，再計(jì)算xi對(duì)全局影響度fi，其表達(dá)式為：其中rf+為風(fēng)險(xiǎn)概率總和。

將全局影響度fi按照大小排序，fi值越大則發(fā)生故障的原因概率越大，由fi值對(duì)故障原因進(jìn)行定位。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。