有 稀疏约束的非负矩阵分解，可以尽可能地通过较少的变量观测到完整的数据变化情况，从 而定量的判定变压器绕组的状态，具有很高的准确性。
[0134] 为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本 发明时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
[0135] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部 分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或 系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法 实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为 分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或 者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根 据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术 人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0136] 以上所述仅是本发明的【具体实施方式】，使本领域技术人员能够理解或实现本发 明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。
【主权项】
1. 一种变压器绕组状态检测方法，其特征在于，包括W下步骤： 对变压器绕组进行扫频激振试验，获取变压器绕组的当前振动频响曲线； 根据所述当前振动频响曲线，获取当前振动频响矩阵化XM; 将所述当前振动频响矩阵化XM归一化； 根据历史变压器绕组振动频响曲线，获得历史振动频响曲线的归一化历史振动频响矩 阵Xnxm，并将所述归一化历史振动频响矩阵Xnxm分解获得历史频响基矩阵W; 根据归一化后的所述当前振动频响矩阵Xnxm和所述历史频响基矩阵W，计算统计量E2; 根据所述统计量E2,计算获得所述统计量E2的元素平均值互和上限值ε2; 判断所述元素平均值玄与所述上限值ε2的大小，如果所述元素平均值置大于或等于所 述上限值ε2,则判断变压器绕组异常;或者，如果所述元素平均值直小于所述上限值ε2,则判 断变压器绕组正常。2. 根据权利要求1所述的变压器绕组状态检测方法，其特征在于，所述对变压器进行扫 频激振试验，获取变压器绕组的当前振动频响曲线，包括： 在变压器箱壁上设置多个振动传感器； 将变压器的低压绕组短接； 向变压器的高压绕组注入恒流变频激励信号，并将所述恒流变频激励信号的频率从一 预设初始频率扫频至一预设终止频率； 根据所述振动传感器采集获取的振动信号，获得与所述振动传感器位置对应的当前振 动频响曲线。3. 根据权利要求1所述的变压器绕组状态检测方法，其特征在于，所述将所述归一化历 史振动频响矩阵分解Xnxm获得历史频响基矩阵W，包括： 将所述归一化历史振动频响矩阵分解Xnxm为矩阵Wnxl和矩阵化XM，所述矩阵Wnxl和矩阵 化XM中的元素均大于或等于零，且所述归一化历史振动频响矩阵Xnxm、所述矩阵Wnxl和所述 矩阵化XM满足W下关系： XnxM = Wnx出LXM，其中L为矩阵W的列数； 根据W下公式计算获得矩阵化XM的初始值，其中&为矩阵化XM每一列的初始值： Sj = {sij} 1 = 1,2, ...，L，j = l，2, ...，M其中，Si功向量Sj的元素，xi功归一化历史频响矩阵Xnxm的元素，S功矩阵Hlxm的变换指 标参数； 对集合Z赋初始值，使Z={ }; 对向量&进行迭代变换，所述迭代变换公式为： mk= {m 化}Sj(k+：L)=mk+丫（S北-mk) 丫 > ο 其中，Sjk为第k次迭代后向量Sj的值，丫使得向量Sj(k+i)满足Μ Sj(k+i) Μ 2 = 1; 如果第k次迭代后，Sj(w)含有非正元素，则令 1 = 1 U {i I Sij(k+1)<0}重新进行所述迭代变换，直至&的所有元素均为正值;如果式所有元素均为正值，贝U 所述迭代变换结束，并根据所述^心+1,得到矩阵P; 根据所述矩阵W和所述矩阵P，对所述矩阵W和所述矩阵P进行迭代计算，所述迭代计算 的公式为：其中，wijk，pjqk和xiq分别为第k次迭代后矩阵W，P和Xnxm中的元素，μ为计算步长； 所述迭代计算的结束条件为:如果II X-W(k+i)P(k+i) II2大于设定误差限值，则重新进行所 述迭代计算矩阵W和矩阵P;如果II x-w(k+i)p(k+i) II 2小于所述设定误差限值，则判断迭代计算 结束，得到历史频响基矩阵W。4. 根据权利要求1所述的变压器绕组状态检测方法，其特征在于，根据归一化后的所述 当前振动频响矩阵化XM和所述历史频响基矩阵W，计算统计量E2，包括： 根据归一化后的所述当前振动频响矩阵Ynxm和所述历史频响基矩阵W，获得低维系数矩 阵在，其中所述低维系数矩阵岛的表达式为：根据所述低维系数矩阵//，计算所述统计量E2,计算表达式为：其中，E2(j)和/'/(./)分别为所述统计量E2和所述低维系数矩阵疫的第j列元素。5. 根据权利要求4所述的变压器绕组状态检测方法，其特征在于，根据所述统计量E2，计 算获得所述统计量E2的元素平均值玄和上限值ε2,包括W下计算公式：式中：义扣为自由度为α的卡方分布。6. -种变压器绕组状态检测装置，其特征在于，包括振动频响测试装置和变压器绕组 状态检测装置，其中： 所述振动频响测试装置，包括电流传感器、振动传感器、数据采集模块、测控分析模块、 恒流变频激振电源、升压变压器和信号分析显示终端;所述恒流变频激振电源与测控分析 模块相连接，设置恒流扫频电源的输出参数，并传送至升压变压器;所述升压变压器与待测 变压器相连接，将恒流变频激励信号施加至变压器的高压绕组;所述电流传感器和所述终 端传感器设置于所述待测变压器的箱壁上，采集变压器绕组的注入电流信号和变压器箱壁 的振动信号并发送至数据采集模块;所述数据采集模块与所述电流传感器和所述终端传感 器均相连接，接收所述振动信号和所述注入电流信号，并将所述振动信号和所述注入电流 信号传送至测控分析模块;所述测控分析模块对采集到的所述振动信号和所述注入电流信 号进行分析计算，并传送至所述信号分析显示终端，并显示； 所述变压器绕组状态检测装置包括： 振动频响矩阵获取模块，用于根据所述当前振动频响曲线，获取当前振动频响矩阵 化ΧΜ; 矩阵归一化模块，用于将所述当前振动频响矩阵化ΧΜ归一化； 历史频响基矩阵获取模块，用于根据历史变压器绕组振动频响曲线，获得历史振动频 响曲线的归一化历史振动频响矩阵Χνχμ，并将所述归一化历史振动频响矩阵Χνχμ分解获得 历史频响基矩阵W; 统计量计算模块，用于根据归一化后的所述当前振动频响矩阵Υνχμ和所述历史频响基 矩阵W，计算统计量Ε2;根据所述统计量Ε2,计算获得所述统计量Ε2的元素平均值套和统计量 的上限值ε2; 判断模块，用于判断所述元素平均值玄与所述上限值ε2的大小，如果所述元素平均值套 大于或等于所述上限值ε2，则判断变压器绕组异常;或者，如果所述元素平均值吾小于所述 上限值ε2，则判断变压器绕组正常。
【专利摘要】本发明实施例公开了一种变压器绕组状态检测方法及装置，通过对变压器绕组进行扫频激振试验能够准确地得到各个测点的当前振动频响曲线，并转换成矩阵的形式，综合考虑了所有频率点数据，提高检测的精度，而且变压器绕组的微小形变也能够反映在所述当前振动频响曲线能够中，具有很高的灵敏度；继而对振动频响矩阵进行归一化处理，实现数据无量纲化，提高计算效率；然后，将历史振动频响矩阵分解为具有一定稀疏度的非负矩阵，增强基向量占整体数据的比重，从而用极少维度的向量表征突出特征；最后，通过计算统计量的平均值和上限值，定量地判定所述变压器绕组是否发生变形等异常，具有极高准确性。
【IPC分类】G01R31/02, G01M13/00, G01R31/06
【公开号】CN105699838
【申请号】CN201610058692
【发明人】于虹, 钱国超, 彭文邦
【申请人】云南电网有限责任公司电力科学研究院, 上海交通大学
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年1月28日