CN112179484A - 一种利用均值漂移的变压器运行状态振声检测方法和系统 - Google Patents

一种利用均值漂移的变压器运行状态振声检测方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN112179484A
CN112179484A CN202011068017.2A CN202011068017A CN112179484A CN 112179484 A CN112179484 A CN 112179484A CN 202011068017 A CN202011068017 A CN 202011068017A CN 112179484 A CN112179484 A CN 112179484A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mean
signal sequence
transformer
kth
specifically
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN202011068017.2A
Other languages
English (en)
Inventor
翟明岳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong University of Petrochemical Technology
Original Assignee
Guangdong University of Petrochemical Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong University of Petrochemical Technology filed Critical Guangdong University of Petrochemical Technology
Priority to CN202011068017.2A priority Critical patent/CN112179484A/zh
Publication of CN112179484A publication Critical patent/CN112179484A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H17/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves, not provided for in the preceding groups
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/62—Testing of transformers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Testing Relating To Insulation (AREA)

Abstract

本发明的实施例公开一种利用均值漂移的变压器运行状态振声检测方法和系统，所述方法包括：步骤101获取按时间顺序采集的信号序列S；步骤102生成N个窗口截断序列；步骤103求取判断函数；步骤104计算N个Kernel均值；步骤105求取N个均值漂移量；步骤106求取状态判断阈值；步骤107判断变压器运行状态。

Description

一种利用均值漂移的变压器运行状态振声检测方法和系统
技术领域
本发明涉及电力领域，特别是涉及一种变压器运行状态振声检测方法及系统。
背景技术
随着智能电网的高速发展，电力设备安全稳定运行显得尤其重要。目前，对超高压及以上电压等级的电力设备开展运行状态检测，尤其是对异常状态的检测显得愈加重要和迫切。电力变压器作为电力系统的重要组成部分，是变电站中最重要的电气设备之一，其可靠运行关系到电网的安全。
变压器运行状态检测的基本原理是提取变压器运行中的各个特征量，分析、辨识并跟踪特征量以此监测变压器的异常运行状态。当前变压器运行状态的常用检测方法中，包括检测局部放电的脉冲电流法和超声波检测法、检测绕组变形的频率响应法以及检测机械及电气故障的振动检测法等。这些检测方法主要检测变压器绝缘状况及机械结构状况，其中以变压器振动信号(振声)的检测最为全面，对于大部分变压器故障及异常状态均能有所反应。
虽然变压器振声检测方法在变压器运行状态监测中有着广泛的应用，且技术相对成熟，但是由于振声检测方法利用了变压器发出的振动信号，很容易受到环境噪声的影响，所以此方法在实际工作环境中应用时常常得不到令人满意的结果。
发明内容
如前所述，变压器振声检测方法在变压器运行状态监测中有着广泛的应用，且技术相对成熟，但是由于振声检测方法利用了变压器发出的振动信号，很容易受到环境噪声的影响，所以此方法在实际工作环境中应用时常常得不到令人满意的结果。
本发明的目的是提供一种利用均值漂移的变压器运行状态振声检测方法和系统，所提出的方法利用了不同运行状态下变压器振声信号差值与背景噪声差值在均值漂移方面的差异，提高了状态监测的性能。所提出的方法具有较好的鲁棒性，计算也较为简单。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种利用均值漂移的变压器运行状态振声检测方法，包括：
步骤101获取按时间顺序采集的信号序列S；
步骤102生成N个窗口截断序列，具体为：第K个窗口截断序列为bK，其第n个元素为
Figure BDA0002714426270000011
求取公式为：
Figure BDA0002714426270000012
其中：
K＝1,2,···,N为窗口序号；
Figure BDA0002714426270000013
为窗口长度参数
Figure BDA0002714426270000021
对*上取整；
*：表示任一自变量；
σ0：所述信号序列S的均方差；
SNR：所述信号序列S的信噪比；
N：所述信号序列S的长度；
Figure BDA0002714426270000027
所述信号序列S的第|K-M+n|N个元素；
|K-M+n|N：表示以N为模对K-M+n取余数；
Figure BDA0002714426270000028
所述信号序列S的第|K-M+j|N个元素；
|K-M+j|N：表示以N为模对K-M+j取余数；
n＝1,2,···,N为元素序号；
j为求取参数；
步骤103求取判断函数，具体为：
Figure BDA0002714426270000022
其中，
m0为所述信号序列S的均值；
Figure BDA0002714426270000023
为泊松均值；
Figure BDA0002714426270000024
为泊松概率；
步骤104计算N个Kernel均值，具体为：第K个Kernel均值为rK，其计算公式为：
Figure BDA0002714426270000025
步骤105求取N个均值漂移量，具体为：第K个均值漂移量为HK，其求取公式为：
Figure BDA0002714426270000026
其中：mK：所述第K个窗口截断序列bK的均值；
其中：σK：所述第K个窗口截断序列bK的均方差；
步骤106求取状态判断阈值，具体为：状态判断阈值为ε0，其计算公式为：
Figure BDA0002714426270000031
步骤107判断变压器运行状态，具体为：如果第K个均值漂移量HK满足判断条件|HK|≥ε0，则在所述信号序列S的第K点处，变压器处于非正常运行状态；否则，变压器处于正常运行状态。
一种利用均值漂移的变压器运行状态振声检测系统，包括：
模块201获取按时间顺序采集的信号序列S；
模块202生成N个窗口截断序列，具体为：第K个窗口截断序列为bK，其第n个元素为
Figure BDA0002714426270000032
求取公式为：
Figure BDA0002714426270000033
其中：
K＝1,2,···,N为窗口序号；
Figure BDA0002714426270000034
为窗口长度参数
Figure BDA0002714426270000035
对*上取整；
*：表示任一自变量；
σ0：所述信号序列S的均方差；
SNR：所述信号序列S的信噪比；
N：所述信号序列S的长度；
Figure BDA0002714426270000037
所述信号序列S的第|K-M+n|N个元素；
|K-M+n|N：表示以N为模对K-M+n取余数；
Figure BDA0002714426270000038
所述信号序列S的第|K-M+j|N个元素；
|K-M+j|N：表示以N为模对K-M+j取余数；
n＝1,2,···,N为元素序号；
j为求取参数；
模块203求取判断函数，具体为：
Figure BDA0002714426270000036
其中，
m0为所述信号序列S的均值；
Figure BDA0002714426270000041
为泊松均值；
Figure BDA0002714426270000042
为泊松概率；
模块204计算N个Kernel均值，具体为：第K个Kernel均值为rK，其计算公式为：
Figure BDA0002714426270000043
模块205求取N个均值漂移量，具体为：第K个均值漂移量为HK，其求取公式为：
Figure BDA0002714426270000044
其中：mK：所述第K个窗口截断序列bK的均值；
其中：σK：所述第K个窗口截断序列bK的均方差；
模块206求取状态判断阈值，具体为：状态判断阈值为ε0，其计算公式为：
Figure BDA0002714426270000045
模块207判断变压器运行状态，具体为：如果第K个均值漂移量HK满足判断条件|HK|≥ε0，则在所述信号序列S的第K点处，变压器处于非正常运行状态；否则，变压器处于正常运行状态。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
如前所述，变压器振声检测方法在变压器运行状态监测中有着广泛的应用，且技术相对成熟，但是由于振声检测方法利用了变压器发出的振动信号，很容易受到环境噪声的影响，所以此方法在实际工作环境中应用时常常得不到令人满意的结果。
本发明的目的是提供一种利用均值漂移的变压器运行状态振声检测方法和系统，所提出的方法利用了不同运行状态下变压器振声信号差值与背景噪声差值在均值漂移方面的差异，提高了状态监测的性能。所提出的方法具有较好的鲁棒性，计算也较为简单。
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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为本发明的方法流程示意图；
图2为本发明的系统流程示意图；
图3为本发明的具体实施案例流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1一种利用均值漂移的变压器运行状态振声检测方法的流程示意图
图1为本发明一种利用均值漂移的变压器运行状态振声检测方法的流程示意图。如图1所示，所述的一种利用均值漂移的变压器运行状态振声检测方法具体包括以下步骤：
步骤101获取按时间顺序采集的信号序列S；
步骤102生成N个窗口截断序列，具体为：第K个窗口截断序列为bK，其第n个元素为
Figure BDA0002714426270000051
求取公式为：
Figure BDA0002714426270000052
其中：
K＝1,2,···,N为窗口序号；
Figure BDA0002714426270000053
为窗口长度参数
Figure BDA0002714426270000054
对*上取整；
*：表示任一自变量；
σ0：所述信号序列S的均方差；
SNR：所述信号序列S的信噪比；
N：所述信号序列S的长度；
Figure BDA0002714426270000055
所述信号序列S的第|K-M+n|N个元素；
|K-M+n|N：表示以N为模对K-M+n取余数；
Figure BDA0002714426270000056
所述信号序列S的第|K-M+j|N个元素；
|K-M+j|N：表示以N为模对K-M+j取余数；
n＝1,2,···,N为元素序号；
j为求取参数；
步骤103求取判断函数，具体为：
Figure BDA0002714426270000061
其中，
m0为所述信号序列S的均值；
Figure BDA0002714426270000062
为泊松均值；
Figure BDA0002714426270000063
为泊松概率；
步骤104计算N个Kernel均值，具体为：第K个Kernel均值为rK，其计算公式为：
Figure BDA0002714426270000064
步骤105求取N个均值漂移量，具体为：第K个均值漂移量为HK，其求取公式为：
Figure BDA0002714426270000065
其中：mK：所述第K个窗口截断序列bK的均值；
其中：σK：所述第K个窗口截断序列bK的均方差；
步骤106求取状态判断阈值，具体为：状态判断阈值为ε0，其计算公式为：
Figure BDA0002714426270000066
步骤107判断变压器运行状态，具体为：如果第K个均值漂移量HK满足判断条件|HK|≥ε0，则在所述信号序列S的第K点处，变压器处于非正常运行状态；否则，变压器处于正常运行状态。
图2一种利用均值漂移的变压器运行状态振声检测系统的结构意图
图2为本发明一种利用均值漂移的变压器运行状态振声检测系统的结构示意图。如图2所示，所述一种利用均值漂移的变压器运行状态振声检测系统包括以下结构：
模块201获取按时间顺序采集的信号序列S；
模块202生成N个窗口截断序列，具体为：第K个窗口截断序列为bK，其第n个元素为
Figure BDA0002714426270000071
求取公式为：
Figure BDA0002714426270000072
其中：
K＝1,2,···,N为窗口序号；
Figure BDA0002714426270000073
为窗口长度参数
Figure BDA0002714426270000074
对*上取整；
*：表示任一自变量；
σ0：所述信号序列S的均方差；
SNR：所述信号序列S的信噪比；
N：所述信号序列S的长度；
Figure BDA0002714426270000079
所述信号序列S的第|K-M+n|N个元素；
|K-M+n|N：表示以N为模对K-M+n取余数；
Figure BDA00027144262700000710
所述信号序列S的第|K-M+j|N个元素；
|K-M+j|N：表示以N为模对K-M+j取余数；
n＝1,2,···,N为元素序号；
j为求取参数；
模块203求取判断函数，具体为：
Figure BDA0002714426270000075
其中，
m0为所述信号序列S的均值；
Figure BDA0002714426270000076
为泊松均值；
Figure BDA0002714426270000077
为泊松概率；
模块204计算N个Kernel均值，具体为：第K个Kernel均值为rK，其计算公式为：
Figure BDA0002714426270000078
模块205求取N个均值漂移量，具体为：第K个均值漂移量为HK，其求取公式为：
Figure BDA0002714426270000081
其中：mK：所述第K个窗口截断序列bK的均值；
其中：σK：所述第K个窗口截断序列bK的均方差；
模块206求取状态判断阈值，具体为：状态判断阈值为ε0，其计算公式为：
Figure BDA0002714426270000082
模块207判断变压器运行状态，具体为：如果第K个均值漂移量HK满足判断条件|HK|≥ε0，则在所述信号序列S的第K点处，变压器处于非正常运行状态；否则，变压器处于正常运行状态。
下面提供一个具体实施案例，进一步说明本发明的方案
图3为本发明具体实施案例的流程示意图。如图3所示，具体包括以下步骤：
步骤301获取按时间顺序采集的信号序列S；
步骤302生成N个窗口截断序列，具体为：第K个窗口截断序列为bK，其第n个元素为
Figure BDA0002714426270000083
求取公式为：
Figure BDA0002714426270000084
其中：
K＝1,2,···,N为窗口序号；
Figure BDA0002714426270000085
为窗口长度参数
Figure BDA0002714426270000086
对*上取整；
*：表示任一自变量；
σ0：所述信号序列S的均方差；
SNR：所述信号序列S的信噪比；
N：所述信号序列S的长度；
Figure BDA0002714426270000087
所述信号序列S的第|K-M+n|N个元素；
|K-M+n|N：表示以N为模对K-M+n取余数；
Figure BDA0002714426270000088
所述信号序列S的第|K-M+j|N个元素；
|K-M+j|N：表示以N为模对K-M+j取余数；
n＝1,2，···,N为元素序号；
j为求取参数；
步骤303求取判断函数，具体为：
Figure BDA0002714426270000091
其中，
m0为所述信号序列S的均值；
Figure BDA0002714426270000092
为泊松均值；
Figure BDA0002714426270000093
为泊松概率；
步骤304计算N个Kernel均值，具体为：第K个Kernel均值为rK，其计算公式为：
Figure BDA0002714426270000094
步骤305求取N个均值漂移量，具体为：第K个均值漂移量为HK，其求取公式为：
Figure BDA0002714426270000095
其中：mK：所述第K个窗口截断序列bK的均值；
其中：σK：所述第K个窗口截断序列bK的均方差；
步骤306求取状态判断阈值，具体为：状态判断阈值为ε0，其计算公式为：
Figure BDA0002714426270000096
步骤307判断变压器运行状态，具体为：如果第K个均值漂移量HK满足判断条件|HK|≥ε0，则在所述信号序列S的第K点处，变压器处于非正常运行状态；否则，变压器处于正常运行状态。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述较为简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (2)

1.一种利用均值漂移的变压器运行状态振声检测方法，其特征在于，包括：
步骤101获取按时间顺序采集的信号序列S；
步骤102生成N个窗口截断序列，具体为：第K个窗口截断序列为bK，其第n个元素为
Figure FDA0002714426260000011
求取公式为：
Figure FDA0002714426260000012
其中：
K＝1,2,···,N为窗口序号；
Figure FDA0002714426260000013
为窗口长度参数
Figure FDA0002714426260000014
对*上取整；
*：表示任一自变量；
σ0：所述信号序列S的均方差；
SNR：所述信号序列S的信噪比；
N：所述信号序列S的长度；
Figure FDA0002714426260000019
所述信号序列S的第|K-M+n|N个元素；
|K-M+n|N：表示以N为模对K-M+n取余数；
Figure FDA00027144262600000110
所述信号序列S的第|K-M+j|N个元素；
|K-M+j|N：表示以N为模对K-M+j取余数；
n＝1,2,···,N为元素序号；
j为求取参数；
步骤103求取判断函数，具体为：
Figure FDA0002714426260000015
其中，
m0为所述信号序列S的均值；
Figure FDA0002714426260000016
为泊松均值；
Figure FDA0002714426260000017
为泊松概率；
步骤104计算N个Kernel均值，具体为：第K个Kernel均值为rK，其计算公式为：
Figure FDA0002714426260000018
步骤105求取N个均值漂移量，具体为：第K个均值漂移量为HK，其求取公式为：
Figure FDA0002714426260000021
其中：mK：所述第K个窗口截断序列bK的均值；
其中：σK：所述第K个窗口截断序列bK的均方差；
步骤106求取状态判断阈值，具体为：状态判断阈值为ε0，其计算公式为：
Figure FDA0002714426260000022
步骤107判断变压器运行状态，具体为：如果第K个均值漂移量HK满足判断条件|HK|≥ε0，则在所述信号序列S的第K点处，变压器处于非正常运行状态；否则，变压器处于正常运行状态。
2.一种利用均值漂移的变压器运行状态振声检测系统，其特征在于，包括：
模块201获取按时间顺序采集的信号序列S；
模块202生成N个窗口截断序列，具体为：第K个窗口截断序列为bK，其第n个元素为
Figure FDA0002714426260000023
求取公式为：
Figure FDA0002714426260000024
其中：
K＝1,2,···,N为窗口序号；
Figure FDA0002714426260000025
为窗口长度参数
Figure FDA0002714426260000026
对*上取整；
*：表示任一自变量；
σ0：所述信号序列S的均方差；
SNR：所述信号序列S的信噪比；
N：所述信号序列S的长度；
Figure FDA0002714426260000027
所述信号序列S的第|K-M+n|N个元素；
|K-M+n|N：表示以N为模对K-M+n取余数；
Figure FDA0002714426260000028
所述信号序列S的第|K-M+j|N个元素；
|K-M+j|N：表示以N为模对K-M+j取余数；
n＝1,2,···,N为元素序号；
j为求取参数；
模块203求取判断函数，具体为：
Figure FDA0002714426260000031
其中，
m0为所述信号序列S的均值；
Figure FDA0002714426260000032
为泊松均值；
Figure FDA0002714426260000033
为泊松概率；
模块204计算N个Kernel均值，具体为：第K个Kernel均值为rK，其计算公式为：
Figure FDA0002714426260000034
模块205求取N个均值漂移量，具体为：第K个均值漂移量为HK，其求取公式为：
Figure FDA0002714426260000035
其中：mK：所述第K个窗口截断序列bK的均值；
其中：σK：所述第K个窗口截断序列bK的均方差；
模块206求取状态判断阈值，具体为：状态判断阈值为ε0，其计算公式为：
Figure FDA0002714426260000036
模块207判断变压器运行状态，具体为：如果第K个均值漂移量HK满足判断条件|HK|≥ε0，则在所述信号序列S的第K点处，变压器处于非正常运行状态；否则，变压器处于正常运行状态。
CN202011068017.2A 2020-10-08 2020-10-08 一种利用均值漂移的变压器运行状态振声检测方法和系统 Withdrawn CN112179484A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011068017.2A CN112179484A (zh) 2020-10-08 2020-10-08 一种利用均值漂移的变压器运行状态振声检测方法和系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011068017.2A CN112179484A (zh) 2020-10-08 2020-10-08 一种利用均值漂移的变压器运行状态振声检测方法和系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112179484A true CN112179484A (zh) 2021-01-05

Family

ID=73949176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011068017.2A Withdrawn CN112179484A (zh) 2020-10-08 2020-10-08 一种利用均值漂移的变压器运行状态振声检测方法和系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112179484A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110703149B (zh) 一种利用字符间距的变压器运行状态振声检测方法和系统
CN111780867A (zh) 一种利用Frobenius模优化的变压器运行状态振声检测方法和系统
CN111780868A (zh) 一种利用Jeffery差异量的变压器运行状态振声检测方法和系统
CN111664933A (zh) 一种利用静态矢量优化的振声检测信号滤波方法和系统
CN110161363B (zh) 基于主频表征量的变压器运行状态振声检测方法和系统
CN111561992A (zh) 一种利用b抽样的变压器运行状态振声检测方法和系统
CN110286291B (zh) 一种利用主成分的变压器运行状态振声检测方法和系统
CN110545086A (zh) 一种利用全局优化的变压器振声信号滤波方法和系统
CN112179484A (zh) 一种利用均值漂移的变压器运行状态振声检测方法和系统
CN110261716B (zh) 基于狄拉克混合机制的变压器运行状态振声检测方法
CN110286289B (zh) 一种变压器振声检测信号滤波方法
CN112327084B (zh) 一种利用等距变换的变压器运行状态振声检测方法和系统
CN110146775B (zh) 基于功率比值的变压器运行状态振声检测方法和系统
CN112307998B (zh) 一种利用模式判决的变压器运行状态振声检测方法和系统
CN111649819A (zh) 一种利用迭代软阈值的变压器状态振声检测信号滤波方法和系统
CN110702215B (zh) 一种利用回归树的变压器运行状态振声检测方法和系统
CN110514295B (zh) 一种利用svd分解的变压器运行状态振声检测信号滤波方法和系统
CN110632477A (zh) 一种利用Hilbert空间因子的变压器运行状态振声检测方法和系统
CN112254808B (zh) 一种利用梯度变化的变压器运行状态振声检测方法和系统
CN111879403A (zh) 一种利用弱信号保持的振声检测信号重构方法和系统
CN112304419A (zh) 一种利用泛化稀疏编码的振声检测信号重构方法和系统
CN112345065A (zh) 一种利用点处理模型的变压器运行状态振声检测方法和系统
CN110703144B (zh) 基于离散余弦变换的变压器运行状态检测方法和系统
CN111751098A (zh) 一种利用高斯预测模型的振声检测信号重构方法和系统
CN112379221A (zh) 一种利用l2相似的变压器运行状态振声检测方法和系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20210105

WW01 Invention patent application withdrawn after publication