基于铁心和夹件电流的换流变寿命评估方法、介质及系统与流程

本发明属于换流变压器寿命评估，具体而言，涉及一种基于铁心和夹件电流的换流变寿命评估方法、介质及系统。

背景技术：

1、随着社会的发展,电力系统对电能质量的要求越来越高,而换流变压器作为电力系统中的关键设备,其运行状态直接影响着系统的供电可靠性。识别换流变压器的运行状态和预测其剩余寿命对于电网的安全稳定运行有着重要意义。为了防止换流变压器铁心和夹件出现悬浮电位，甚至于更恶劣的放电情况，换流变压器铁心和夹件必须接地。而换流变压器铁心和夹件多点接地将会使得换流变压器内部出现一个故障回路，形成过大的接地电流引起换流变压器内部局部过热、产气、甚至烧融。传统的换流变压器状态监测和故障诊断方法主要依赖于气体分析、热图像技术、振动监测等定期检测手段。这些方法存在检测周期长、维护复杂等问题,不适用于换流变压器的在线监测。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种基于铁心和夹件电流的换流变寿命评估方法、介质及系统，能够解决现有技术在对换流变压器的寿命评估过程中，存在检测周期长、不适用于换流变压器的在线监测的技术问题。

2、本发明是这样实现的：

3、本发明的第一方面提供一种基于铁心和夹件电流的换流变寿命评估方法，其中，包括以下步骤：

4、s10、获取换流变压器的初始接地电流信号以及换流变压器阀侧绕组输出的初始电压信号；所述初始接地电流信号包括初始铁心电流信号和初始夹件电流信号；所述初始接地电流信号通过换流变压器的接地引线中获得；

5、s20、对所述初始接地电流信号和初始电压信号进行初始信号调理，获得初始调理信号；

6、s30、对所述初始调理信号进行预设采样处理，获得采样数据；通过信号分段、窗口特征提取以及标准化处理,可以获得反映信号局部特性的采样数据,为后续的故障诊断与寿命评估提供输入。

7、s40、利用预选训练好的故障诊断模型对所述采样数据进行故障判断得到故障诊断结果；

8、s50、若得到的故障诊断结果为无故障，则对所述采样数据进行特征提取，得到采样特征；

9、s60、根据预设的老化实验数据，利用采样特征进行比对，得到换流变压器寿命。可选的，还可以考虑通频域介电谱实验数据作为换流变压器的电介质损耗类对上面得到的换流变压器寿命进行修正。

10、在上述技术方案的基础上，本发明的一种基于铁心和夹件电流的换流变寿命评估方法还可以做如下改进:

11、其中，所述对所述初始接地电流信号和初始电压信号进行初始信号调理，获得初始调理信号的步骤，具体包括：

12、对所述初始接地电流信号进行滤波处理,去除高频噪声,获得滤波后的接地电流信号；

13、对所述初始电压信号进行均值滤波,减少随机噪声,获得滤波后的电压信号；

14、对滤波后的接地电流信号进行标准化处理,获得标准化后的电流信号；

15、对滤波后的电压信号进行标准化处理,获得标准化后的电压信号；

16、将标准化后的电流信号和电压信号组成初始调理信号。

17、进一步的，所述标准化处理的方法为：均质标准差标准化处理。

18、其中，所述对所述初始调理信号进行预设采样处理，获得采样数据的步骤，具体是：

19、对所述初始调理信号进行窗口分段，并对每个片段提取时频特征，构成特征矩阵；

20、对所述特征矩阵进行列标准化，获得反映所述初始调理信号局部特性的采样数据。

21、其中，所述故障诊断模型的建立和训练步骤，具体包括：

22、建立训练样本、多次进行历史实验，获取存在已知故障的换流变压器的历史初始调理信号的采样数据，所述多次进行的历史实验中，已知故障至少包括：绕组谐波干扰以及绕组对铁心/夹件放电或多点接地；

23、建立模型雏形、利用卷积神经网络，建立故障诊断模型雏形；

24、训练模型雏形、利用训练样本训练故障诊断模型雏形，得到故障诊断模型。

25、其中，所述对所述采样数据进行特征提取的方法为：使用小波变换从采样数据中提取时域统计特征和时频特征，构成采样特征。

26、其中，所述根据预设的老化实验数据，利用采样特征进行比对，得到换流变压器寿命的步骤，具体是：

27、收集带标签的换流变压器老化实验数据作为训练样本；

28、建立换流变压器寿命评估模型；

29、对所述采样特征利用训练好的模型进行寿命等级预测；

30、根据预测结果计算获取最终的寿命评估值。

31、进一步的，所述换流变压器寿命评估模型为svm模型。

32、本发明的第二方面提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质中存储有程序指令，所述程序指令运行时，用于执行上述的基于铁心和夹件电流的换流变寿命评估方法。

33、本发明的第三方面提供一种换流变压器寿命评估系统，其中，具有计算机设备，包含上述的计算机可读存储介质，实施上述的方法。

34、与现有技术相比较，本发明提供的一种基于铁心和夹件电流的换流变寿命评估方法、介质及系统的有益效果是：本发明通过分析运行时的接地电流和电压信号,基于深度学习模型构建了换流变压器的在线故障诊断与状态评估系统。相较于传统的离线检测方式,本发明可以实时监测设备状态,当故障发生时能够快速进行智能诊断,避免了传统方法检测周期长、无法在线监测的缺点。解决了现有技术在对换流变压器的寿命评估过程中，存在检测周期长、不适用于换流变压器的在线监测的技术问题。

技术特征：

1.一种基于铁心和夹件电流的换流变寿命评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于铁心和夹件电流的换流变寿命评估方法，其特征在于，所述对所述初始接地电流信号和初始电压信号进行初始信号调理，获得初始调理信号的步骤，具体包括：

3.根据权利要求2所述的一种基于铁心和夹件电流的换流变寿命评估方法，其特征在于，所述标准化处理的方法为：均质标准差标准化处理。

4.根据权利要求1所述的一种基于铁心和夹件电流的换流变寿命评估方法，其特征在于，所述对所述初始调理信号进行预设采样处理，获得采样数据的步骤，具体是：

5.根据权利要求1所述的一种基于铁心和夹件电流的换流变寿命评估方法，其特征在于，所述故障诊断模型的建立和训练步骤，具体包括：

6.根据权利要求1所述的一种基于铁心和夹件电流的换流变寿命评估方法，其特征在于，所述对所述采样数据进行特征提取的方法为：使用小波变换从采样数据中提取时域统计特征和时频特征，构成采样特征。

7.根据权利要求1所述的一种基于铁心和夹件电流的换流变寿命评估方法，其特征在于，所述根据预设的老化实验数据，利用采样特征进行比对，得到换流变压器寿命的步骤，具体是：

8.根据权利要求7所述的一种基于铁心和夹件电流的换流变寿命评估方法，其特征在于，所述换流变压器寿命评估模型为svm模型。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有程序指令，所述程序指令运行时，用于执行权利要求1-8任一项所述的基于铁心和夹件电流的换流变寿命评估方法。

10.一种换流变压器寿命评估系统，其特征在于，包含权利要求9所述的计算机可读存储介质。

技术总结
本发明提供了一种基于铁心和夹件电流的换流变寿命评估方法、介质及系统，属于换流变压器寿命评估技术领域，包括：获取换流变压器的初始接地电流信号以及换流变压器阀侧绕组输出的初始电压信号；对初始接地电流信号和初始电压信号进行初始信号调理，获得初始调理信号；对初始调理信号进行预设采样处理，获得采样数据；利用预选训练好的故障诊断模型对采样数据进行故障判断得到故障诊断结果；若得到的故障诊断结果为无故障，则对采样数据进行特征提取，得到采样特征；根据预设的老化实验数据，利用采样特征进行比对，得到换流变压器寿命。解决了现有技术在对换流变压器的寿命评估过程中，存在检测周期长、难以在线监测的技术问题。

技术研发人员：周秀,陈德志,相中华,史磊,俞华,白浩男,常文治,杨海涛,王进,杨定乾,潘亮亮,张广东,田天,白金,罗艳,高婷玉,吴兴旺,赵晓林,雷战斐,刘康,陈磊,张庆平,马圣威,吴杰,陈青松,胡啸宇,刘宏,谢一鸣,包艳艳,严岩,马宇坤,戴龙成,王海龙
受保护的技术使用者：国网宁夏电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29