一种故障分析方法和相关装置与流程

本技术涉及数据分析，特别是涉及一种故障分析方法和相关装置。

背景技术：

1、随着换流站、变电站、特高压直流输电工程和风能、太阳能等新能源发电并网的发展，若干开关器件、半导体元件等非线性器件被大量的运用于电力系统当中，这些器件虽然提高了电网运行控制的灵活性和效率，但也不可避免地向电力系统中注入了大量谐波源。而电网中大量的谐波注入则对传统变压器振动特征量影响较大，谐波对振动特征的影响与故障对振动特征的影响往往互相混叠，难以区分。

2、在相关技术中，缺乏一种能够对受到谐波干扰的变压器进行故障检测的方法，导致在变压器受到谐波干扰时无法判断变压器是否出现故障，无法保障变压器的正常运行。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本技术提供了一种故障分析方法，可以对可能受到谐波干扰的变压器进行准确的故障分析。

2、本技术实施例公开了如下技术方案：

3、第一方面，本技术实施例公开了一种故障分析方法，其特征在于，所述方法包括：

4、获取待分析振动信号集合，所述待分析振动信号集合包括待分析变压器在多个检测时段内分别对应的待分析振动信号；

5、将多个待分析振动信号分别作为目标待分析振动信号，确定所述目标待分析振动信号对应的能量带数量；

6、响应于所述能量带数量大于预设阈值，将所述目标待分析振动信号确定为谐波干扰振动信号；

7、确定所述多个待分析振动信号中的多个谐波干扰振动信号分别对应的谐波特征频率，所述谐波特征频率用于体现所述待分析变压器在谐波干扰下对应的振动特征；

8、根据所述多个谐波干扰振动信号分别对应的谐波特征频率之间的相似度，确定所述待分析变压器是否出现故障。

9、在一种可能的实现方式中，所述根据所述多个谐波干扰振动信号分别对应的谐波特征频率之间的相似度，确定所述待分析变压器是否出现故障，包括：

10、确定所述多个谐波干扰振动信号分别对应的高频振动分布矢量；

11、确定所述多个谐波干扰振动信号对应的多个高频振动分布矢量的一致性特征值，所述一致性特征值用于体现所述多个高频振动分布矢量之间的相似度，所述一致性特征值为所述多个高频振动分布矢量的分布中心点数量；

12、若所述一致性特征值为1，确定所述待分析变压器未出现故障；

13、若所述一致性特征值不为1，确定所述待分析变压器出现故障。

14、在一种可能的实现方式中，所述确定所述目标待分析振动信号对应的能量带数量，包括：

15、确定所述目标待分析振动信号对应的离散频谱序列；

16、对所述离散频谱序列进行平滑滤波处理，构建平滑谱序列；

17、根据所述平滑谱序列确定所述目标待分析振动信号对应的平均平滑谱；

18、将所述平均平滑谱中的能量带数量确定为所述目标待分析振动信号对应的能量带数量。

19、在一种可能的实现方式中，所述确定所述多个待分析振动信号中的多个谐波干扰振动信号分别对应的谐波特征频率，包括：

20、将所述多个谐波干扰振动信号分别作为目标谐波干扰振动信号，确定所述目标谐波干扰振动信号对应的平均平滑谱；

21、确定所述平均平滑谱中的多个能量带分别对应的有效值，所述有效值用于标识导致能量带生成的激励源能量强度；

22、将有效值最高的能量带对应的频率确定为所述目标谐波干扰振动信号对应的谐波频率特征。

23、在一种可能的实现方式中，所述确定所述平均平滑谱中的多个能量带分别对应的有效值，包括：

24、将所述多个能量带分别作为目标能量带，确定所述目标能量带包括的多个局部峰值点；

25、根据所述多个局部峰值点分别对应的频率与预设频率之间的差值，以及所述多个局部峰值点分别对应的峰值，确定所述目标能量带对应的有效值，所述预设频率为不由谐波产生的能量带对应的频率。

26、第二方面，本技术实施例公开了一种故障分析装置，所述装置包括获取单元、第一确定单元、第二确定单元、第三确定单元和第四确定单元：

27、所述获取单元，用于获取待分析振动信号集合，所述待分析振动信号集合包括待分析变压器在多个检测时段内分别对应的待分析振动信号；

28、所述第一确定单元，用于将多个待分析振动信号分别作为目标待分析振动信号，确定所述目标待分析振动信号对应的能量带数量；

29、所述第二确定单元，用于响应于所述能量带数量大于预设阈值，将所述目标待分析振动信号确定为谐波干扰振动信号；

30、所述第三确定单元，用于确定所述多个待分析振动信号中的多个谐波干扰振动信号分别对应的谐波特征频率，所述谐波特征频率用于体现所述待分析变压器在谐波干扰下对应的振动特征；

31、所述第四确定单元，用于根据所述多个谐波干扰振动信号分别对应的谐波特征频率之间的相似度，确定所述待分析变压器是否出现故障。

32、在一种可能的实现方式中，所述第四确定单元具体用于：

33、确定所述多个谐波干扰振动信号分别对应的高频振动分布矢量；

34、确定所述多个谐波干扰振动信号对应的多个高频振动分布矢量的一致性特征值，所述一致性特征值用于体现所述多个高频振动分布矢量之间的相似度，所述一致性特征值为所述多个高频振动分布矢量的分布中心点数量；

35、若所述一致性特征值为1，确定所述待分析变压器未出现故障；

36、若所述一致性特征值不为1，确定所述待分析变压器出现故障。

37、在一种可能的实现方式中，所述第一确定单元具体用于：

38、确定所述目标待分析振动信号对应的离散频谱序列；

39、对所述离散频谱序列进行平滑滤波处理，构建平滑谱序列；

40、根据所述平滑谱序列确定所述目标待分析振动信号对应的平均平滑谱；

41、将所述平均平滑谱中的能量带数量确定为所述目标待分析振动信号对应的能量带数量。

42、在一种可能的实现方式中，所述第三确定单元具体用于：

43、将所述多个谐波干扰振动信号分别作为目标谐波干扰振动信号，确定所述目标谐波干扰振动信号对应的平均平滑谱；

44、确定所述平均平滑谱中的多个能量带分别对应的有效值，所述有效值用于标识导致能量带生成的激励源能量强度；

45、将有效值最高的能量带对应的频率确定为所述目标谐波干扰振动信号对应的谐波频率特征。

46、在一种可能的实现方式中，所述第三确定单元具体用于：

47、将所述多个能量带分别作为目标能量带，确定所述目标能量带包括的多个局部峰值点；

48、根据所述多个局部峰值点分别对应的频率与预设频率之间的差值，以及所述多个局部峰值点分别对应的峰值，确定所述目标能量带对应的有效值，所述预设频率为不由谐波产生的能量带对应的频率。

49、第三方面，本技术实施例公开了一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器以及存储器：

50、所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

51、所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行第一方面中任意一项所述的故障分析方法。

52、第四方面，本技术实施例公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序用于执行第一方面中任意一项所述的故障分析方法。

53、第五方面，本技术实施例公开了一种包括指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得所述计算机执行第一方面中任意一项所述的故障分析方法。

54、由上述技术方案可以看出，本技术提供了一种故障分析方法，先获取包括待分析变压器在多个检测时段内分别对应的待分析振动信号的待分析振动信号集合，然后将多个待分析振动信号分别作为目标待分析振动信号，确定所述目标待分析振动信号对应的能量带数量，通过能量带数量能够体现出变压器是否受到谐波干扰。响应于所述能量带数量大于预设阈值，处理设备可以判断该变压器收到了谐波干扰，从而将所述目标待分析振动信号确定为谐波干扰振动信号。然后，处理设备可以确定所述多个待分析振动信号中的多个谐波干扰振动信号分别对应的谐波特征频率，所述谐波特征频率用于体现所述待分析变压器在谐波干扰下对应的振动特征。处理设备根据所述多个谐波干扰振动信号分别对应的谐波特征频率之间的相似度，确定所述待分析变压器是否出现故障，若相似度较高，则说明该变压器在多个时段有较为稳定的振动特征，大概率没有出现故障，反之则说明变压器在多个时段内振动不稳定，该不稳定通常是由故障引起的，因此可以认为变压器出现故障。由此可见，本技术可以先对变压器是否受到谐波干扰进行判断，并能够针对受到谐波干扰的变压器进行故障分析，实现对变压器故障的准确判断。