CN109443190A - 基于暂态行波的变压器绕组变形在线监测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于暂态行波的变压器绕组变形在线监测方法及装置，其中方法包括以下步骤：在变压器高压侧套管和低压侧套管处分别安装行波测量传感器，实时监测采集变压器绕组输入端和输出端的暂态行波信号；在变压器绕组正常时对输入端暂态行波信号进行识别分类，对输出端响应信号进行小波包分解特征提取建立大数据样本库；根据当前实时测得的暂态行波信号识别结果，调出样本库中同一类暂态信号作用下的响应样本与当前响应进行对比，求取相关系数；利用相关系数阈值判断绕组的变形情况。本发明可实现变压器绕组变形在线监测，抗干扰好、准确率高。

Description

基于暂态行波的变压器绕组变形在线监测方法及装置

技术领域

本发明涉及电力设备在线监测技术领域，具体涉及一种基于暂态行波的变压器绕组变形在线监测方法及装置。

背景技术

近年来，随着我国电网容量的不断扩大，经济的高速增长，对电网的安全稳定运行要求越来越高，变压器是电力系统的重要设备之一，其安全稳定运行关系着供电系统的可靠性。变压器在遭受出口短路冲击时，在大电流、强磁场的作用下绕组可能会承受较大的作用力，易造成绕组的鼓包、扭曲、错位等不同程度的变形，在长期累积的过程中可能造成严重的变压器事故。据不完全统计，变压器绕组变形故障约占变压器所有故障的30％，可见绕组变形故障是电力变压器的主要故障之一，研究变压器绕组变形的检测技术，跟踪绕组状态，及时做出预警具有重要的需求与意义。

国内外学者对变压器绕组变形的检测技术进行了大量研究，形成了以下常用的方法：短路阻抗法、低压脉冲法、频率响应法、超声波法以及振动法等。短路阻抗法以测量短路前后阻抗值的变化作为判断绕组是否变形的主要依据，原理简单，可实现在线监测，但该方法无法测出绕组轻微变形，灵敏度低、错误率较高。低压脉冲法已被列入I EC及I EEE变压器短路的测试标准中，但其用于现场测试时受电磁干扰大、可重复性差。频率响应法是目前应用较为广泛的一种变形检测方法，其主要优点是测量灵敏度高、可靠性强、多次测量之间误差小，但其只能离线测试，不能在线监测。超声波法和振动法为非电测法，振动法的缺点是绕组变形只是导致振动特征量变化的一个因素，因此易受外界干扰，可靠性差；超声波法需将传感器安装于变压器内部，难以满足绝缘要求，且易受变压器油位和温度等因素影响。

目前变压器绕组变形检测的方法大多是按计划定期地对变压器进行检测，不能在变压器运行时监测变压器内部绕组的状态，有可能未及时发现绕组变形造成严重的变压器事故。因此，如何对变压器绕组变形进行在线监测是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

鉴于此，针对上述变压器绕组变形检测方法的不足问题，本发明提出一种基于暂态行波的变压器绕组变形在线监测方法，可对变压器运行期间的绕组状态进行监测，具有结构简单、易于安装、检测准确率高、在线检测等特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

构造一种基于暂态行波的变压器绕组变形在线监测方法，其中，包括以下步骤：

步骤一：实时采集变压器绕组输入端和输出端的暂态行波信号集；

步骤二：根据行波信号的波形及频谱特征方法对测得的输入端暂态行波信号进行识别并分成N类；

步骤三：对输出端测得的变压器绕组暂态响应信号进行数据预处理，处理之后对其进行四层小波包分解，提取分解重构之后的第四层各频段小波包能量谱，将之作为特征向量；

步骤四：在变压器绕组处于正常状态时，提取变压器绕组在N类暂态行波信号作用下输出端响应信号的特征向量样本，建立大数据样本库；

步骤五：对当前采集的输入端暂态行波信号进行识别分类，对当前采集的输出端暂态行波信号进行小波包能量谱特征提取；

步骤六：根据步骤五的分类结果，调出样本库中变压器绕组正常时在同一类暂态行波信号作用下的特征向量，将当前变压器绕组输出端的暂态行波响应信号特征向量与之对比，求取相关系数R；

步骤七：判别变压器绕组变形故障程度，根据步骤六相关系数R大小将变压器绕组变形分为正常、轻度变形、中度变形、严重变形。

本发明所述的变压器绕组变形在线监测方法，其中，所述变压器的高压侧套管和低压侧套管的靠近升高座的每一个绝缘套管处分别安装有行波测量传感器，并通过同轴电缆连接至采集装置。

本发明所述的变压器绕组变形在线监测方法，其中，所述输入端为暂态行波脉冲信号侵入变压器绕组的那一端，所述输出端为暂态行波脉冲信号经过绕组传播后出来的那一端。

本发明所述的变压器绕组变形在线监测方法，其中，所述暂态行波信号包括电压暂态行波信号和电流暂态行波信号。

本发明所述的变压器绕组变形在线监测方法，其中，所述N类包括：雷击、短路故障、线路重合闸、隔离开关操作、甩负荷、投切空载变压器这些故障或操作所产生的不同类别暂态行波信号。

本发明所述的变压器绕组变形在线监测方法，其中，所述数据预处理方法包括：删除离群值、剔除采集异常数据。

本发明所述的变压器绕组变形在线监测方法，其中，所述特征向量提取具体包括：

对输出端测得的变压器绕组暂态响应信号进行数据预处理得信号数据S；

采用db6小波基函数对数据S进行四层小波包分解得到16个频带节点，并对第四层小波包分解系数进行重构得到各频带系数d_j，其中j∈Z，1≤j≤16；

求取第四层各频带信号的能量E_j，并对上述16个频带能量进行归一化处理，构造特征向量T＝[e₁,e₂,e₃,e₄,e₅,e₆,e₇,e₈,e₉,e₁₀,e₁₁,e₁₂,e₁₃,e₁₄,e₁₅,e₁₆]，其中e为各频带能量归一化处理后的值。

本发明所述的变压器绕组变形在线监测方法，其中，所述行波信号的波形及频谱特征方法具体为，根据输入端采集到的暂态行波侵入信号的幅值、波头极性变化、波前上升时间、波尾持续时间、信号的时域振荡密集程度和部位、信号的频谱分布范围、变电站操作记录、雷电定位系统记录、故障跳闸记录综合特征和因素对输入端暂态行波信号识别。

本发明所述的变压器绕组变形在线监测方法，其中，所述判别变压器绕组变形故障程度方法具体为，设置阈值k1、k2、k3，将相关系数R与阈值k1、k2、k3进行比较，当k1<R≤1时，绕组为正常状态；当k2<R≤k1时，绕组为轻度变形；当k3<R≤k2时，绕组为中度变形；当R≤k3时，绕组为严重变形。

本发明还提供了一种基于暂态行波的变压器绕组变形在线监测装置，其中，包括：

行波测量传感器，安装于变压器的高压侧套管和低压侧套管的靠近升高座的每一个绝缘套管处，用于实时采集变压器绕组输入端和输出端的暂态行波信号集；

输入端行波信号识别分类模块，用于根据行波信号的波形及频谱特征方法对测得的输入端暂态行波信号进行识别并分成N类；

输出端暂态相应信号处理模块，用于对输出端测得的变压器绕组暂态响应信号进行数据预处理，处理之后对其进行四层小波包分解，提取分解重构之后的第四层各频段小波包能量谱，将之作为特征向量；

样本提取模块，用于在变压器绕组处于正常状态时，提取变压器绕组在N类暂态行波信号作用下输出端响应信号的特征向量样本，建立大数据样本库；

相关系数计算模块，用于根据对当前采集的输入端暂态行波信号进行识别分类结果，调出样本库中变压器绕组正常时在同一类暂态行波信号作用下的特征向量，将当前变压器绕组输出端的暂态行波响应信号特征向量与之对比，求取相关系数R；

故障程度计算模块，用于判别变压器绕组变形故障程度，根据相关系数R大小将变压器绕组变形分为正常、轻度变形、中度变形、严重变形。

本发明的有益效果在于：利用电力系统本身就存在的暂态行波信号，建立大数据样本库，将输入端暂态行波信号进行分类识别，根据识别结果将输出响应信号特征存入样本库中，使当前暂态行波信号与绕组正常时暂态行波信号响应对比分的更加细致，提高了变压器绕组变形判断的准确率，抗干扰效果好，无需额外信号源，结构简单，可实现在线监测变压器绕组变形情况，能对绕组变形及时提出预警，提高检修效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图：

图1是本发明较佳实施例的基于暂态行波的变压器绕组变形在线监测方法流程图；

图2是本发明较佳实施例的特征向量提取方法流程图；

图3是本发明较佳实施例的基于暂态行波的变压器绕组变形在线监测装置原理框图。

具体实施方式

为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

在本发明的较佳实施例中，提供了一种基于暂态行波的变压器绕组变形在线监测方法，参考图1，包括以下步骤：

步骤一：实时采集变压器绕组输入端和输出端的暂态行波信号集；

步骤二：根据行波信号的波形及频谱特征方法对测得的输入端暂态行波信号进行识别并分成N类；

步骤三：对输出端测得的变压器绕组暂态响应信号进行数据预处理，处理之后对其进行四层小波包分解，提取分解重构之后的第四层各频段小波包能量谱，将之作为特征向量；

步骤四：在变压器绕组处于正常状态时，提取变压器绕组在N类暂态行波信号作用下输出端响应信号的特征向量样本，建立大数据样本库；建立变压器绕组在各种类型暂态行波信号冲击响应下的大数据样本库，在长期监测和大量推广的过程中不断丰富完善样本库；

步骤五：对当前采集的输入端暂态行波信号进行识别分类，对当前采集的输出端暂态行波信号进行小波包能量谱特征提取；

步骤六：根据步骤五的分类结果，调出样本库中变压器绕组正常时在同一类暂态行波信号作用下的特征向量，将当前变压器绕组输出端的暂态行波响应信号特征向量与之对比，求取相关系数R；

步骤七：判别变压器绕组变形故障程度，根据步骤六相关系数R大小将变压器绕组变形分为正常、轻度变形、中度变形、严重变形。

上述实施例的变压器绕组变形在线监测方法中，利用电力系统本身就存在的暂态行波信号，建立大数据样本库，将输入端暂态行波信号进行分类识别，根据识别结果将输出响应信号特征存入样本库中，使当前暂态行波信号与绕组正常时暂态行波信号响应对比分的更加细致，提高了变压器绕组变形判断的准确率，抗干扰效果好，无需额外信号源，结构简单，可实现在线监测变压器绕组变形情况，能对绕组变形及时提出预警，提高检修效率。

具体地，上述步骤一中，分别在变压器的高压侧三相绝缘套管和变压器的低压侧三相绝缘套管外面安装行波测量传感器。暂态行波信号可以是电压暂态行波信号，也可以是电流暂态行波信号，需根据具体情况安装合适的传感器。

上述实施例中，以电流暂态行波为例，在变压器高压侧和低压侧的靠近升高座的每一个绝缘套管处安装高频罗氏线圈电流传感器，传感器为半边开合式，传感器孔径根据套管粗细定制化设计，可方便稳固的安装于绝缘套管表面，传感器通过同轴电缆与多通道数据采集装置相连。

上述实施例中，优选地，采集装置为8通道，采样频率为20MHz。

进一步地，上述定义输入端为暂态行波脉冲信号侵入变压器绕组的那一端，输出端为暂态行波脉冲信号经过绕组传播后出来的那一端，也可根据采集到的暂态行波信号时间标签进行判断，信号先发生的那一端为输入端，信号后发生的那一端为输出端。

进一步地，上述步骤二中，首先，根据输入端采集到的暂态行波信号对其进行识别和分类，本实施例中，对其分成N类包括：雷击、短路故障、线路重合闸、隔离开关操作、甩负荷、投切空载变压器等这些故障或操作带来的暂态行波信号，具体分成几类可根据现场情况增减，并不限于本实施例种类。对输入端暂态行波信号进行分类的目的是为了建立详细和细分的数据库对比样本，提高绕组变形诊断的分辨率和准确率。在确定变压器绕组受到暂态行波信号冲击前后均处于正常状态时，将此次捕获的输入信号暂态信号识别分类之后，对输出端暂态响应信号进行特征提取并存入样本库，样本库的数据写入格式进行标准化设计，可存储各地、各变压器、各线路采集到的样本数据，最终可形成大数据样本库。

其中，行波信号的波形及频谱特征方法，即输入端暂态信号识别和分类方法借鉴参考行波理论以及行波故障测距的研究成果，本实施例中，具体为根据输入端采集到的暂态行波侵入信号的幅值、波头极性变化、波前上升时间、波尾持续时间、信号的时域振荡密集程度和部位、信号的频谱分布范围、变电站操作记录、雷电定位系统记录、故障跳闸记录等综合因素设计识别算法，对输入端暂态行波信号进行识别和分类。

进一步地，上述步骤三中，参考图2，数据预处理方法包括：删除离群值、剔除采集异常数据等方法；所述特征向量提取方法具体包括如下步骤：

1)对输出端测得的变压器绕组暂态响应信号进行数据预处理得信号数据S；

2)采用db6小波基函数对数据S进行四层小波包分解得到16个频带节点，并对第四层小波包分解系数进行重构得到各频带系数d_j，其中j∈Z，1≤j≤16；

3)求取第四层各频带信号的能量E_j，并对上述16个频带能量进行归一化处理，其归一化按如下公式计算：

其中，e_i为第i个频带能量归一化结果，E_i为第i个频带总能量。

构造特征向量T＝[e₁,e₂,e₃,e₄,e₅,e₆,e₇,e₈,e₉,e₁₀,e₁₁,e₁₂,e₁₃,e₁₄,e₁₅,e₁₆]。

进一步地，上述步骤五中，对当前所有传感器实时采集的数据进行分析，确定输入端和输出端，判断输入端触发采集的数据是否为暂态行波数据，是则进入步骤二进行处理，不是则继续监测。如果采集到暂态行波数据则根据步骤二和步骤三对信号进行处理，当通过其他手段如：变压器吊罩检查、变压器检测记录等手段确定变压器绕组未发生变形处于正常状态时则将此次信号处理结果存入样本库；否则进入步骤六进行处理。

进一步地，上述步骤六中，通过比较分析当前变压器绕组输出端暂态行波响应信号特征量与样本库中变压器绕组正常时在同一类暂态行波信号作用下的特征量，从而对变压器绕组变形情况进行诊断，详细的样本分类可提高信号抗干扰能力，提高诊断准确率。此仅为其中一种实施例诊断方法，例如，还可加入样本库中的输入端暂态行波信号特征，比较输入与输出之间的变化关系，多维度的对比分析可进一步提高诊断准确率。

进一步地，上述步骤七中，判别变压器绕组变形故障程度方法具体为设置阈值k1、k2、k3，将相关系数R与阈值k1、k2、k3进行比较，当k1<R≤1时，绕组为正常状态；当k2<R≤k1时，绕组为轻度变形；当k3<R≤k2时，绕组为中度变形；当R≤k3时，绕组为严重变形。本实施例中，阈值k1取值范围为0.8～1，阈值k2取值范围为0.6～0.8，阈值k3取值范围为0.2～0.7，且需满足k1>k2>k3。

在本发明的另一实施例中，还提供了一种基于暂态行波的变压器绕组变形在线监测装置，如图3所示，包括：

行波测量传感器10，安装于变压器的高压侧套管和低压侧套管的靠近升高座的每一个绝缘套管处，用于实时采集变压器绕组输入端和输出端的暂态行波信号集。

本实施例中，分别在变压器的高压侧三相绝缘套管和变压器的低压侧三相绝缘套管外面安装行波测量传感器。暂态行波信号可以是电压暂态行波信号，也可以是电流暂态行波信号，需根据具体情况安装合适的传感器，本实施例中，以电流暂态行波为例，在变压器高压侧和低压侧的靠近升高座的每一个绝缘套管处安装高频罗氏线圈电流传感器，传感器为半边开合式，传感器孔径根据套管粗细定制化设计，可方便稳固的安装于绝缘套管表面，传感器通过同轴电缆与多通道数据采集装置相连，本实施例中，采集装置为8通道，采样频率为20MHz。

本实施例中，定义输入端为暂态行波脉冲信号侵入变压器绕组的那一端，输出端为暂态行波脉冲信号经过绕组传播后出来的那一端，也可根据采集到的暂态行波信号时间标签进行判断，信号先发生的那一端为输入端，信号后发生的那一端为输出端。

输入端行波信号识别分类模块20，用于根据行波信号的波形及频谱特征方法对测得的输入端暂态行波信号进行识别并分成N类。

首先，根据输入端采集到的暂态行波信号对其进行识别和分类，本实施例中，对其分成N类包括：雷击、短路故障、线路重合闸、隔离开关操作、甩负荷、投切空载变压器等这些故障或操作带来的暂态行波信号，具体分成几类可根据现场情况增减，并不限于本实施例所述种类。对输入端暂态行波信号进行分类的目的是为了建立详细和细分的数据库对比样本，提高绕组变形诊断的分辨率和准确率。在确定变压器绕组受到暂态行波信号冲击前后均处于正常状态时，将此次捕获的输入信号暂态信号识别分类之后，对输出端暂态响应信号进行特征提取并存入样本库，样本库的数据写入格式进行标准化设计，可存储各地、各变压器、各线路采集到的样本数据，最终可形成大数据样本库。

其中，所述行波信号的波形及频谱特征方法，即输入端暂态信号识别和分类方法借鉴参考行波理论以及行波故障测距的研究成果，本实施例中，具体为根据输入端采集到的暂态行波侵入信号的幅值、波头极性变化、波前上升时间、波尾持续时间、信号的时域振荡密集程度和部位、信号的频谱分布范围、变电站操作记录、雷电定位系统记录、故障跳闸记录等综合因素设计识别算法，对输入端暂态行波信号进行识别和分类。

输出端暂态相应信号处理模块30，用于对输出端测得的变压器绕组暂态响应信号进行数据预处理，处理之后对其进行四层小波包分解，提取分解重构之后的第四层各频段小波包能量谱，将之作为特征向量。

数据预处理方法包括：删除离群值、剔除采集异常数据等方法；所述特征向量提取方法具体包括如下步骤：

1)对输出端测得的变压器绕组暂态响应信号进行数据预处理得信号数据S；

2)采用db6小波基函数对数据S进行四层小波包分解得到16个频带节点，并对第四层小波包分解系数进行重构得到各频带系数d_j，其中j∈Z，1≤j≤16；

3)求取第四层各频带信号的能量E_j，并对上述16个频带能量进行归一化处理，其归一化按如下公式计算：

其中，e_i为第i个频带能量归一化结果，E_i为第i个频带总能量。

构造特征向量T＝[e₁,e₂,e₃,e₄,e₅,e₆,e₇,e₈,e₉,e₁₀,e₁₁,e₁₂,e₁₃,e₁₄,e₁₅,e₁₆]。

样本提取模块40，用于在变压器绕组处于正常状态时，提取变压器绕组在N类暂态行波信号作用下输出端响应信号的特征向量样本，建立大数据样本库。

建立变压器绕组在各种类型暂态行波信号冲击响应下的大数据样本库，在长期监测和大量推广的过程中不断丰富完善样本库。

相关系数计算模块50，用于根据对当前采集的输入端暂态行波信号进行识别分类结果，调出样本库中变压器绕组正常时在同一类暂态行波信号作用下的特征向量，将当前变压器绕组输出端的暂态行波响应信号特征向量与之对比，求取相关系数R。

对当前所有传感器实时采集的数据进行分析，确定输入端和输出端，判断输入端触发采集的数据是否为暂态行波数据，是则根据行波信号的波形及频谱特征方法对测得的输入端暂态行波信号进行识别并分成N类，不是则继续监测。如果采集到暂态行波数据则由输入端行波信号识别分类模块20和输出端暂态相应信号处理模块30对信号进行处理，当通过其他手段如：变压器吊罩检查、变压器检测记录等手段确定变压器绕组未发生变形处于正常状态时则将此次信号处理结果存入样本库；否则由相关系数计算模块50进行处理。

通过比较分析当前变压器绕组输出端暂态行波响应信号特征量与样本库中变压器绕组正常时在同一类暂态行波信号作用下的特征量，从而对变压器绕组变形情况进行诊断，详细的样本分类可提高信号抗干扰能力，提高诊断准确率。此仅为其中一种实施例诊断方法，例如，还可加入样本库中的输入端暂态行波信号特征，比较输入与输出之间的变化关系，多维度的对比分析可进一步提高诊断准确率。

故障程度计算模块60，用于判别变压器绕组变形故障程度，根据相关系数R大小将变压器绕组变形分为正常、轻度变形、中度变形、严重变形。判别变压器绕组变形故障程度方法具体为设置阈值k1、k2、k3，将相关系数R与阈值k1、k2、k3进行比较，当k1<R≤1时，绕组为正常状态；当k2<R≤k1时，绕组为轻度变形；当k3<R≤k2时，绕组为中度变形；当R≤k3时，绕组为严重变形。本实施例中，阈值k1取值范围为0.8～1，阈值k2取值范围为0.6～0.8，阈值k3取值范围为0.2～0.7，且需满足k1>k2>k3。

本发明的基于暂态行波的变压器绕组变形在线监测装置，利用电力系统本身就存在的暂态行波信号，建立大数据样本库，将输入端暂态行波信号进行分类识别，根据识别结果将输出响应信号特征存入样本库中，使当前暂态行波信号与绕组正常时暂态行波信号响应对比分的更加细致，提高了变压器绕组变形判断的准确率，抗干扰效果好，无需额外信号源，结构简单，可实现在线监测变压器绕组变形情况，能对绕组变形及时提出预警，提高检修效率。

应当理解的是，以上优选实施例仅是为了说明本发明技术方案，仅是对本发明精神思想做举例说明，上述描述不应被认为是对本发明的限制，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于暂态行波的变压器绕组变形在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：实时采集变压器绕组输入端和输出端的暂态行波信号集；

步骤二：根据行波信号的波形及频谱特征方法对测得的输入端暂态行波信号进行识别并分成N类；

步骤三：对输出端测得的变压器绕组暂态响应信号进行数据预处理，处理之后对其进行四层小波包分解，提取分解重构之后的第四层各频段小波包能量谱，将之作为特征向量；

步骤四：在变压器绕组处于正常状态时，提取变压器绕组在N类暂态行波信号作用下输出端响应信号的特征向量样本，建立大数据样本库；

步骤五：对当前采集的输入端暂态行波信号进行识别分类，对当前采集的输出端暂态行波信号进行小波包能量谱特征提取；

步骤六：根据步骤五的分类结果，调出样本库中变压器绕组正常时在同一类暂态行波信号作用下的特征向量，将当前变压器绕组输出端的暂态行波响应信号特征向量与之对比，求取相关系数R；

步骤七：判别变压器绕组变形故障程度，根据步骤六相关系数R大小将变压器绕组变形分为正常、轻度变形、中度变形、严重变形。

2.根据权利要求1所述的变压器绕组变形在线监测方法，其特征在于，所述变压器的高压侧套管和低压侧套管的靠近升高座的每一个绝缘套管处分别安装有行波测量传感器，并通过同轴电缆连接至采集装置。

3.根据权利要求1所述的变压器绕组变形在线监测方法，其特征在于，所述输入端为暂态行波脉冲信号侵入变压器绕组的那一端，所述输出端为暂态行波脉冲信号经过绕组传播后出来的那一端。

4.根据权利要求1所述的变压器绕组变形在线监测方法，其特征在于，所述暂态行波信号包括电压暂态行波信号和电流暂态行波信号。

5.根据权利要求1所述的变压器绕组变形在线监测方法，其特征在于，所述N类包括：雷击、短路故障、线路重合闸、隔离开关操作、甩负荷、投切空载变压器这些故障或操作所产生的不同类别暂态行波信号。

6.根据权利要求1所述的变压器绕组变形在线监测方法，其特征在于，所述数据预处理方法包括：删除离群值、剔除采集异常数据。

7.根据权利要求1所述的变压器绕组变形在线监测方法，其特征在于，所述特征向量提取具体包括：

对输出端测得的变压器绕组暂态响应信号进行数据预处理得信号数据S；

采用db6小波基函数对数据S进行四层小波包分解得到16个频带节点，并对第四层小波包分解系数进行重构得到各频带系数d_j，其中j∈Z，1≤j≤16；

求取第四层各频带信号的能量E_j，并对上述16个频带能量进行归一化处理，构造特征向量T＝[e₁,e₂,e₃,e₄,e₅,e₆,e₇,e₈,e₉,e₁₀,e₁₁,e₁₂,e₁₃,e₁₄,e₁₅,e₁₆]，其中e为各频带能量归一化处理后的值。

8.根据权利要求1所述的变压器绕组变形在线监测方法，其特征在于，所述行波信号的波形及频谱特征方法具体为，根据输入端采集到的暂态行波侵入信号的幅值、波头极性变化、波前上升时间、波尾持续时间、信号的时域振荡密集程度和部位、信号的频谱分布范围、变电站操作记录、雷电定位系统记录、故障跳闸记录综合特征和因素对输入端暂态行波信号识别。

9.根据权利要求1所述的变压器绕组变形在线监测方法，其特征在于，所述判别变压器绕组变形故障程度方法具体为，设置阈值k1、k2、k3，将相关系数R与阈值k1、k2、k3进行比较，当k1<R≤1时，绕组为正常状态；当k2<R≤k1时，绕组为轻度变形；当k3<R≤k2时，绕组为中度变形；当R≤k3时，绕组为严重变形。

10.一种基于暂态行波的变压器绕组变形在线监测装置，其特征在于，包括：

行波测量传感器，安装于变压器的高压侧套管和低压侧套管的靠近升高座的每一个绝缘套管处，用于实时采集变压器绕组输入端和输出端的暂态行波信号集；

输入端行波信号识别分类模块，用于根据行波信号的波形及频谱特征方法对测得的输入端暂态行波信号进行识别并分成N类；

输出端暂态相应信号处理模块，用于对输出端测得的变压器绕组暂态响应信号进行数据预处理，处理之后对其进行四层小波包分解，提取分解重构之后的第四层各频段小波包能量谱，将之作为特征向量；

样本提取模块，用于在变压器绕组处于正常状态时，提取变压器绕组在N类暂态行波信号作用下输出端响应信号的特征向量样本，建立大数据样本库；

相关系数计算模块，用于根据对当前采集的输入端暂态行波信号进行识别分类结果，调出样本库中变压器绕组正常时在同一类暂态行波信号作用下的特征向量，将当前变压器绕组输出端的暂态行波响应信号特征向量与之对比，求取相关系数R；

故障程度计算模块，用于判别变压器绕组变形故障程度，根据相关系数R大小将变压器绕组变形分为正常、轻度变形、中度变形、严重变形。