一种变压器故障诊断系统和方法与流程

1.本技术涉及电力设备故障诊断技术领域，特别是涉及一种变压器故障诊断系统和方法。


背景技术：

2.随着电力电网智能化的发展以及电力设备状态检修技术的提高，对电力变压器状态的故障诊断和检修要求越来越高。
3.在现有变压器故障诊断方法中，往往通过少数几项检测参数(或一种检测方法)来判断变压器是否发生故障，但是，此类变压器故障诊断方法所基于的数据维度少，较容易出现误判，从而导致错误地对变压器进行停电解体检修。
4.目前针对相关技术中变压器的故障诊断准确率低的问题，尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供了一种变压器故障诊断系统和方法，以至少解决相关技术中变压器的故障诊断准确率低的问题。
6.第一方面，本技术实施例提供了一种变压器故障诊断系统，所述系统包括第一故障诊断单元、第二故障诊断单元和第三故障诊断单元；
7.所述第一故障诊断单元，用于判断变压器内部是否发生局部放电类故障；
8.所述第二故障诊断单元，用于判断所述变压器是否发生过热性故障和/或放电性故障；
9.所述第三故障诊断单元，用于根据在线监测数据、带电检测数据和离线预防性试验数据，综合分析判断所述变压器是否发生故障及故障类型。
10.在其中一些实施例中，所述在线监测数据包括油中溶解气体数据和铁芯接地电流数据；
11.所述第三故障诊断单元，用于根据所述油中溶解气体数据、所述铁芯接地电流数据和第一预警值，判断所述变压器是否发生故障及故障类型。
12.在其中一些实施例中，所述带电检测数据包括红外热成像数据、特高频局部放电数据和超声波局部放电数据；
13.所述第三故障诊断单元，用于根据所述红外热成像数据、所述特高频局部放电数据、所述超声波局部放电数据和第二预警值，判断所述变压器是否发生故障及故障类型。
14.在其中一些实施例中，所述离线预防性试验数据包括绝缘电阻数据、直流电阻数据和耐压数据；
15.所述第三故障诊断单元，用于根据所述绝缘电阻数据、所述直流电阻数据、所述耐压数据和第三预警值，判断所述变压器是否发生故障及故障类型。
16.在其中一些实施例中，所述第一故障诊断单元，用于通过二叉树支持向量机诊断
模型，判断变压器内部是否发生局部放电类故障。
17.在其中一些实施例中，所述第二故障诊断单元，用于通过三比值诊断模型、pso-svm诊断模型和案例推理诊断模型，判断变压器是否发生过热性故障和放电性故障。
18.第二方面，本技术实施例提供了一种变压器故障诊断方法，所述方法包括：
19.通过第一故障诊断单元，判断变压器内部是否发生局部放电类故障；
20.通过第二故障诊断单元，判断所述变压器是否发生过热性故障和/或放电性故障；
21.根据在线监测数据、带电检测数据和离线预防性试验数据，通过第三故障诊断单元综合分析判断所述变压器是否发生故障及故障类型。
22.在其中一些实施例中，所述在线监测数据包括油中溶解气体数据和铁芯接地电流数据；
23.根据所述油中溶解气体数据、所述铁芯接地电流数据和第一预警值，通过所述第三故障诊断单元判断所述变压器是否发生故障及故障类型。
24.在其中一些实施例中，所述带电检测数据包括红外热成像数据、特高频局部放电数据和超声波局部放电数据；
25.根据所述红外热成像数据、所述特高频局部放电数据、所述超声波局部放电数据和第二预警值，通过所述第三故障诊断单元判断所述变压器是否发生故障及故障类型。
26.在其中一些实施例中，所述离线预防性试验数据包括绝缘电阻数据、直流电阻数据和耐压数据；
27.根据所述绝缘电阻数据、所述直流电阻数据、所述耐压数据和第三预警值，通过所述第三故障诊断单元判断所述变压器是否发生故障及故障类型。
28.相比于相关技术，本技术实施例提供的一种变压器故障诊断系统和方法，其中，该方法通过第一故障诊断单元，判断变压器内部是否发生局部放电类故障；通过第二故障诊断单元，判断变压器是否发生过热性故障和/或放电性故障；根据在线监测数据、带电检测数据和离线预防性试验数据，通过第三故障诊断单元综合分析判断变压器是否发生故障及故障类型，解决了现有变压器的故障诊断准确率低的问题，实现了基于多单元和多维度数据的变压器联合诊断，联合多源有效数据相互印证，排除干扰，提高了变压器故障诊断的准确率。
附图说明
29.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
30.图1是根据本技术实施例的变压器故障诊断系统的结构流程示意图；
31.图2是根据本技术实施例的第三故障诊断单元的诊断流程示意图；
32.图3是根据本技术实施例的变压器故障诊断方法的步骤流程图；
33.图4是根据本技术实施例的电子设备的内部结构示意图。
具体实施方式
34.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用
于限定本技术。基于本技术提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
35.显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本技术应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本技术公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本技术揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本技术公开的内容不充分。
36.在本技术中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本技术所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
37.除非另作定义，本技术所涉及的技术术语或者科学术语应当为本技术所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本技术所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本技术所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本技术所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本技术所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。
38.本技术实施例提供了一种变压器故障诊断系统，该变压器故障诊断系统中应用了三种变压器故障诊断方法，分别对应三个故障诊断单元，依次为局部放电类故障诊断(第一故障诊断单元)、基于油中溶解气体的故障诊断(第二故障诊断单元)、基于多参数类型故障诊断(第三故障诊断单元)。图1是根据本技术实施例的变压器故障诊断系统的结构流程示意图，如图1所示，该系统包括第一故障诊断单元、第二故障诊断单元和第三故障诊断单元；
39.第一故障诊断单元，用于判断变压器内部是否发生局部放电类故障；
40.具体地，第一故障诊断单元，用于通过二叉树支持向量机诊断模型，判断变压器内部是否发生局部放电类故障。
41.需要说明的是，局部放电类故障诊断(第一故障诊断单元)，通过基于二叉树支持向量机的故障诊断模型判断设备内部是否发生局部放电以及其放电强度情况，其能判别的局部放电类型主要有：1)电晕放电、2)沿面放电、3)气隙放电、4)悬浮放电。
42.第二故障诊断单元，用于判断变压器是否发生过热性故障和/或放电性故障；
43.具体地，第二故障诊断单元，用于通过三比值诊断模型、pso-svm诊断模型和案例推理诊断模型，判断变压器是否发生过热性故障和放电性故障。
44.需要说明的是，基于油中溶解气体的故障诊断(第二故障诊断单元)，主要是根据油中各溶解气体含量，通过基于三比值法的诊断模型、基于pso-svm(粒子群算法优化支持向量机)的诊断模型和基于案列推理的诊断模型，来判断变压器本身的过热性故障和放电性故障。其中，过热性故障包括高温过热、中温故障、低温故障。放电性故障包括高能放电和低能放电。
45.第三故障诊断单元，用于根据在线监测数据、带电检测数据和离线预防性试验数据，综合分析判断变压器是否发生故障及故障类型。
46.具体地，图2是根据本技术实施例的第三故障诊断单元的诊断流程示意图，如图2所示，第三故障诊断单元的诊断流程具体包括以下步骤：
47.步骤s21，在线监测数据包括油中溶解气体数据和铁芯接地电流数据；根据油中溶解气体数据、铁芯接地电流数据和第一预警值，判断变压器是否发生故障及故障类型。
48.需要说明的是，在线监测系统的数据流故障诊断分析，在线监测系统数据流包括来自油中溶解气体监测、铁心接地电流监测等有效的在线监测数据来源。其中，油中溶解气体监测可根据其幅值、历史数据比对进行印证，铁心接地电流可根据其幅值、历史曲线及预警值进行印证，确定故障类型。
49.步骤s22，带电检测数据包括红外热成像数据、特高频局部放电数据和超声波局部放电数据；根据红外热成像数据、特高频局部放电数据、超声波局部放电数据和第二预警值，判断变压器是否发生故障及故障类型。
50.需要说明的是，带电检测数据流故障诊断分析，带电检测数据流包括来自红外热成像、特高频局部放电检测、超声波局部放电检测等数据来源。其中，红外热成像可检测较为明显的过热型缺陷故障，超声波检测可根据其幅值、相位特性互相印证，特高频检测可根据其幅值及三维频谱特性相结合的方法排除干扰，确定故障类型。带电检测各个方法也可以相互印证以排除干扰、确定故障。
51.步骤s23，离线预防性试验数据包括绝缘电阻数据、直流电阻数据和耐压数据；根据绝缘电阻数据、直流电阻数据、耐压数据和第三预警值，判断变压器是否发生故障及故障类型。
52.需要说明的是，预防性试验数据流故障诊断分析，离线预防性试验数据流包括来自离线检测的绝缘电阻、直流电阻、介损、耐压等数据。通过离线检测数据本身可以发现故障，另一方面也可以与在线监测数据进行比对，起到故障缺陷双重确认的效果。
53.此外，如图2所示，除了对以上的在线监测数据、带电检测数据、离线预防性试验数据进行分析之外，还需要对变压器的其他历史数据(如历史趋势数据，知识库、人工干预相关数据)进行综合分析
54.通过本技术实施例提供的变压器故障诊断系统，解决了现有变压器的故障诊断准确率低的问题，实现了基于多单元(多模型方法)和多维度数据的变压器联合诊断，联合多源有效数据相互印证，排除干扰，提高了变压器故障诊断的准确率。
55.第二方面，本技术实施例提供了一种变压器故障诊断方法，图3是根据本技术实施例的变压器故障诊断方法的步骤流程图，如图3所示，该方法包括以下步骤：
56.步骤s302，通过第一故障诊断单元，判断变压器内部是否发生局部放电类故障；
57.步骤s304，通过第二故障诊断单元，判断变压器是否发生过热性故障和/或放电性
故障；
58.步骤s306，根据在线监测数据、带电检测数据和离线预防性试验数据，通过第三故障诊断单元综合分析判断变压器是否发生故障及故障类型。
59.通过本技术实施例中的步骤s302至步骤s306，解决了现有变压器的故障诊断准确率低的问题，实现了基于多单元(多模型方法)和多维度数据的变压器联合诊断，联合多源有效数据相互印证，排除干扰，提高了变压器故障诊断的准确率。
60.在其中一些实施例中，在线监测数据包括油中溶解气体数据和铁芯接地电流数据；
61.根据油中溶解气体数据、铁芯接地电流数据和第一预警值，通过第三故障诊断单元判断变压器是否发生故障及故障类型。
62.在其中一些实施例中，带电检测数据包括红外热成像数据、特高频局部放电数据和超声波局部放电数据；
63.根据红外热成像数据、特高频局部放电数据、超声波局部放电数据和第二预警值，通过第三故障诊断单元判断变压器是否发生故障及故障类型。
64.在其中一些实施例中，离线预防性试验数据包括绝缘电阻数据、直流电阻数据和耐压数据；
65.根据绝缘电阻数据、直流电阻数据、耐压数据和第三预警值，通过第三故障诊断单元判断变压器是否发生故障及故障类型。
66.需要说明的是，在上述流程中或者附图的流程图中示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
67.本实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
68.可选地，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。
69.需要说明的是，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
70.另外，结合上述实施例中的变压器故障诊断方法，本技术实施例可提供一种存储介质来实现。该存储介质上存储有计算机程序；该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种变压器故障诊断方法。
71.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种变压器故障诊断方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
72.在一个实施例中，图4是根据本技术实施例的电子设备的内部结构示意图，如图4所示，提供了一种电子设备，该电子设备可以是服务器，其内部结构图可以如图4所示。该电子设备包括通过内部总线连接的处理器、网络接口、内存储器和非易失性存储器，其中，该非易失性存储器存储有操作系统、计算机程序和数据库。处理器用于提供计算和控制能力，网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信，内存储器用于为操作系统和计算机程序的运行提供环境，计算机程序被处理器执行时以实现一种变压器故障诊断方法，数据库用于存储数据。
73.本领域技术人员可以理解，图4中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的电子设备的限定，具体的电子设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
74.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
75.本领域的技术人员应该明白，以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
76.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。