CN114994230B - 主变压器油色谱异常的确定方法、装置和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种主变压器油色谱异常的确定方法，包括：获取主变压器油色谱的历史数据，并根据历史数据构建油色谱组分高维矩阵；根据油色谱组分高维矩阵获取油色谱乙炔的测量值标度；若油色谱乙炔的测量值标度等于设定阈值，则根据所述油色谱组分高维矩阵计算得到预设周期内每天的综合评价得分；若预设周期内每天的综合评价得分的平均值小于设定的综合评价阈值，则判断主变压器油色谱异常。本申请通过两级判断标准的设定，精确地对主变压器油色谱地突发性故障以及潜伏性故障做出告警，提高油色谱异常告警的灵敏度。

Description

主变压器油色谱异常的确定方法、装置和存储介质

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，具体涉及主变压器油色谱异常的确定方法、装置和存储介质。

背景技术

主变压器是电力系统的主要设备，主变压器的安全运行对于提高电力系统的供电可靠性具有重要的意义。虽然主变压器中有必要的保护措施，但由于其内部结构复杂，电场及热场不均匀分布等原因，在运行过程中时有事故发生。为了确保主变压器安全运行，行业内存在很多的检测方法，其中油色谱检测是最为有效、灵敏度最高的方法。

目前的油色谱数据监测主要采用两种方法，一种是绝对值法，一种是趋势判断法。其中绝对值法通过各个组分的测试值是否超过预设的阈值判断是否异常，该方法对于突发性故障可以灵敏反馈，但是对于潜伏性的故障预判存在盲区。趋势判断法通过各个组分在时间序列上的变化率是否超过预设的变化率阈值判断是否异常，由于该方法设定的变化率阈值没有量化的标准参考，只能依靠历史样本，导致该方法异常判断准确度不高。并且上述两种方法设定的阈值并不是针对主变压器个体差异单独设置的标准，因此无法针对主变压器个体进行差异化评价。

发明内容

基于此，本发明提供一种主变压器油色谱异常的确定方法、装置和存储介质，能够针对主变压器个体进行差异化判断，并且提高潜伏性故障判断的灵敏性和稳定性。

第一方面，本发明提供一种主变压器油色谱异常的确定方法，包括：

获取主变压器油色谱的历史数据，并根据所述历史数据构建油色谱组分高维矩阵；

根据所述油色谱组分高维矩阵获取油色谱乙炔的测量值标度；

若所述油色谱乙炔的测量值标度等于设定阈值，则根据所述油色谱组分高维矩阵计算得到预设周期内每天的综合评价得分；

若预设周期内每天的综合评价得分的平均值小于设定的综合评价阈值，则判断主变压器油色谱异常。

第二方面，本发明提供一种主变压器油色谱异常的确定装置，包括：

参数获取模块，用于获取主变压器油色谱的历史数据，并根据所述历史数据构建油色谱组分高维矩阵；

乙炔标度模块，用于根据所述油色谱组分高维矩阵获取油色谱乙炔的测量值标度；

第一判断模块，用于若所述油色谱乙炔的测量值标度小于或等于设定阈值，则根据所述油色谱组分高维矩阵计算得到预设周期内每天的综合评价得分；

第二判断模块，用于若预设周期内每天的综合评价得分的平均值小于设定的综合评价阈值，则判断主变压器油色谱异常。

第三方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面主变压器油色谱异常的确定方法的步骤。

采用上述技术方案的有益效果为：本申请通过油色谱乙炔的测量值标度以及预设周期内每天的综合评价得分平均值两个参数综合判断主变压器是否异常，既能够准确判断突发性故障，还能够灵敏预判潜伏性故障，达到主变压器故障的准确预警。另外，主变压器油色谱异常的告警方法中通过主变压器油色谱的历史数据得到综合评价阈值，达到针对主变压器个体进行差异化评价标准的设置。

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为主变压器油色谱异常的确定方法示意图；

图2为主变压器油色谱异常的确定装置示意图。

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。为了更详细说明本发明，下面结合附图对本发明提供的主变压器油色谱异常的确定方法、装置和存储介质，进行具体地描述。

主变压器的安全运行对电力系统有着重要的意义，必须最大限度地防止和减少变压器故障和事故的发生。油色谱分析主要利用变压器内部绝缘油溶解气体的方法，主变压器通过分析油中溶解气体，主要为氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳和二氧化碳，便能够精确分析诊断变压器内部可能存在的过热或者放电性故障，从而及时处理，避免重大故障的发生。

本申请实施例提供了一种主变压器油色谱异常的确定方法的具体应用场景。该应用场景包括实施例提供的终端设备，终端设备包括但不限于智能手机和计算机设备，其中计算机设备可以是台式计算机、便携式计算机、膝上型计算机、平板电脑等设备中的至少一种。用户对终端设备进行操作，终端设备执行本发明的主变压器油色谱异常的确定方法，具体过程请参见主变压器油色谱异常的确定方法实施例。

基于此，本申请实施例中提供了一种主变压器油色谱异常的确定方法，以该方法应用于终端设备为例进行说明，结合附图1示出的主变压器油色谱异常的确定方法示意图。

步骤S101：获取主变压器油色谱的历史数据，并根据所述历史数据构建油色谱组分高维矩阵。

具体的，所述主变压器油色谱的历史数据包括主变压器从投入运行之日起至待评价是否异常之日的所有油色谱的历史数据。所述油色谱的历史数据可通过采集单元和数据传输单元获得，所述采集单元用于对主变压器的油色谱数据进行采集，所述数据传输单元用于将采集的油色谱数据传输至终端设备进行存储及处理。

所述油色谱的历史数据包括氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳、二氧化碳的历史测量数据。根据上述历史数据构建的油色谱组分高维矩阵具体表示为：

其中 A为7* n阶的油色谱组分高维矩阵，矩阵的第一行至第七行分别表示油色谱组分中氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳、二氧化碳的测量数据，矩阵的每一列表示每天的油色谱组分的测量数据，共有 n天的历史数据；具体为，表示第 j天采集的氢气测量数据，表示第 j天采集的甲烷测量数据，表示第 j天采集的乙烷测量数据，表示第 j天采集的乙烯测量数据，表示第 j天采集的乙炔测量数据，表示第 j天采集的一氧化碳测量数据，表示第 j天采集的二氧化碳测量数据。

另外，在构建的油色谱组分高维矩阵后，还可包括步骤S201：对油色谱组分高维矩阵进行标准化处理。所述标准化处理可以消除原测量数据中数量级的影响。其中，标准化处理具体为：，其中为第 j天第 i个油色谱组分的测量数据，为标准化处理后的第 j天第 i个油色谱组分的测量数据。标准化处理的油色谱高维矩阵具体表示为：

其中 C为标准化处理的油色谱组分高维矩阵。

步骤S102：根据所述油色谱组分高维矩阵获取油色谱乙炔的测量值标度。

具体的，乙炔的产生与否是判断主变压器油色谱是否异常的一项重要判据，故计算乙炔的测量值标度作为主变压器油色谱异常的第一判断指标。乙炔的测量值标度具体表示为：

其中为乙炔的测量值标度，为连续7天的乙炔测量值的乘积，为第 n-k天的乙炔测量值。

步骤S103：若所述油色谱乙炔的测量值标度等于设定阈值，则根据所述油色谱组分高维矩阵得到预设周期内每天的综合评价得分。

另外，还包括步骤S301：若所述油色谱乙炔的测量值标度大于设定阈值，则判断主变压器油色谱异常。

由于通过是否有乙炔产生从而判断主变压器油色谱是否异常，因此设置油色谱乙炔的测量值标度大于0时，即＞0，则判断为主变压器油色谱异常，并发出告警信号。采用乙炔的测量值标度判断是否有乙炔产生可避免气体组分传感器的零点漂移对判断结果的影响，最大限度地避免误判。上述告警信息可为声光告警的任意一种，包括但不限于控制器上显示告警信号、控制器发出告警声音等。

进一步，所述综合评价得分的具体表达式为：

其中，为第 j天油色谱的综合评价得分，为第 j天第 i个油色谱组分的聚拢系数，为第 j天第 i个油色谱组分的影响权重。

第 j天第 i个油色谱组分的聚拢系数具体表示为：

为第 j天第 i个油色谱组分的历史数据。

第 j天第 i个油色谱组分的影响权重具体为：

为第 j天第 i个油色谱组分的第一影响因子，，为第 j天第 i个油色谱组分的历史数据；为第 j天第 i个油色谱组分的第二影响因子，，所述第一影响因子和第二影响因子之间不能产生对抗性，以避免产生不可接受的计算误差。

需要说明的是，上述公式中第 j天第 i个油色谱组分的历史数据还可使用标准化处理后的第 j天第 i个油色谱组分的历史数据表示。

步骤S104：若设定周期内每天的综合评价得分的平均值小于设定的综合评价阈值，则判断主变压器油色谱异常。

具体的，所有历史监测数据前30天的综合评价得分代表主变压器油色谱的最佳综合评价得分，进一步，为了排除测量误差的影响并保留一定的裕度，将最佳综合评价得分的90%作为设定的综合评价阈值，而距离待评测值最近30天的综合评价得分平均值作为判断主变压器油色谱是否异常的第二指标，具体为：

其中，为设定周期内，即距离待评测值最近的30天内，的综合评价得分的平均值，为设定的综合评价阈值，为第 j天油色谱的综合评价得分。

当满足上述条件时，判断主变压器油色谱异常，并且发出油色谱异常告警信号，所述油色谱异常告警信息可为声光告警的任意一种，包括但不限于控制器上显示告警信号、控制器发出告警声音等。

通过上述油色谱乙炔的测量值标度以及设定周期内的综合评价得分平均值分别作为判断主变压器油色谱是否异常的第一指标和第二指标，能够多重准确地判断主变压器油色谱是否存在突发性故障，以及预判主变压器油色谱是否存在潜伏性故障，达到主变压器油色谱异常精准告警的技术效果。另外，通过主变压器的前30天历史数据作为最佳综合评价得分，从而得到综合评价阈值，可避免现有技术中阈值设置未考虑主变压器个体差异化的缺陷，能够达到针对主变压器个体得到差异化评价标准的技术效果。

为了更好的说明本申请实施例的技术方案，给出以下本申请实施例的相关算例，具体如下:

某220kV主变压器油色谱的历史数据如下表所示，

采用本申请实施例的主变压器油色谱异常的确定方法计算得到，，此时判断主变压器油色谱异常，发出油色谱异常告警信号。

相对于传统的油色谱分析方法，无论是绝对值法还是趋势分析法都判断主变压器油色谱正常，不产生告警信号；然而经过停电开展检测性电气试验，发现该主变压器绕组变形波形数据在80-100Hz频率区段A相与B、C相发生了明显偏离，判断为A相匝间短路，匝间短路导致油色谱数据产生的变化是肉眼不可观察的，由此证明本申请实施例的主变压器油色谱异常的确定方法精确度极高。

应该理解的是，虽然附图1的流程图中各个步骤按照箭头额定指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以按其他的顺序执行。而且附图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者子阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

上述本发明公开的实施例中详细描述了主变压器油色谱异常的确定方法，对于本发明公开的上述方法可以采用多种形式的设备实现，因此本发明还公开了对应上述方法的主变压器油色谱异常的确定装置，结合附图2，下面给出具体的实施例进行详细说明。

如附图2所示，本发明实施例还提供主变压器油色谱异常的确定装置，包括：

参数获取模块401，用于获取主变压器油色谱的历史数据，并根据所述历史数据构建油色谱组分高维矩阵；

乙炔标度模块402，用于根据所述油色谱组分高维矩阵获取油色谱乙炔的测量值标度；

第一判断模块403，用于若所述油色谱乙炔的测量值标度等于设定阈值，则根据所述油色谱组分高维矩阵得到预设周期内每天的综合评价得分；

第二判断模块404，用于若预设周期内每天的综合评价得分的平均值小于设定的综合评价阈值，则判断主变压器油色谱异常。

关于主变压器油色谱异常的确定装置的具体限定可以参见上文中对于方法的限定，在此不再赘述。上述装置中的各个模块可全部或者部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或者独立于终端设备的处理器中，也可以以软件形式存储于终端设备的存储器中，以便处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面主变压器油色谱异常的确定方法的步骤。

所述计算机可读存储介质可以是诸如闪存、EEPROM（电可擦除可编只读程存储器）、EPROM（可擦除可编只读程存储器）、硬盘或者ROM之类的电子存储器。可选的，计算机可读存储介质包括非瞬时性计算机可读介质（non-transitory computer-readable storagemedium）。计算机可读存储介质具有执行上述方法中的任何方法步骤的程序代码的存储空间。这些程序代码可以从一个或者多个计算机程序产品中读出或者写入这一个或者多个计算机程序产品中，所述程序代码可以以适当形式进行压缩。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种主变压器油色谱异常的确定方法，其特征在于，包括：

获取主变压器油色谱的历史数据，并根据所述历史数据构建油色谱组分高维矩阵；

根据所述油色谱组分高维矩阵获取油色谱乙炔的测量值标度；

若所述油色谱乙炔的测量值标度等于设定阈值，则根据所述油色谱组分高维矩阵计算得到预设周期内每天的综合评价得分；

若预设周期内每天的综合评价得分的平均值小于设定的综合评价阈值，则判断主变压器油色谱异常；

所述综合评价得分的具体表达式为：

其中，为第j天油色谱的综合评价得分，为第j天第i个油色谱组分的聚拢系数，为第j天第i个油色谱组分的影响权重；

所述聚拢系数具体为：

其中，为第j天第i个油色谱组分的聚拢系数，为第j天第i个油色谱组分的监测历史数据。

2.如权利要求1所述的一种主变压器油色谱异常的确定方法，其特征在于，还包括：

若所述油色谱乙炔的测量值标度大于设定阈值，则判断主变压器油色谱异常。

3.如权利要求1所述的一种主变压器油色谱异常的确定方法，其特征在于，在获取油色谱乙炔的测量值标度之前，还包括：

对所述油色谱组分高维矩阵进行标准化处理；所述标准化处理具体为

，

其中为第j天第i个油色谱组分的监测数据，为标准化处理后的第j天第i个油色谱组分的监测数据。

4.如权利要求1所述的一种主变压器油色谱异常的确定方法，其特征在于，

所述油色谱组分高维矩阵包括氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳和二氧化碳的历史监测数据。

5.如权利要求1所述的一种主变压器油色谱异常的确定方法，其特征在于，所述综合评价阈值具体为：

其中，为设定周期内的综合评价得分的平均值，为设定的综合评价阈值，为第j天油色谱的综合评价得分。

6.一种主变压器油色谱异常的确定装置，其特征在于，包括：

参数获取模块，用于获取主变压器油色谱的历史数据，并根据所述历史数据构建油色谱组分高维矩阵；

乙炔标度模块，用于根据所述油色谱组分高维矩阵获取油色谱乙炔的测量值标度；

第一判断模块，用于若所述油色谱乙炔的测量值标度等于设定阈值，则根据所述油色谱组分高维矩阵计算得到预设周期内每天的综合评价得分；

第二判断模块，用于若预设周期内每天的综合评价得分的平均值小于设定的综合评价阈值，则判断主变压器油色谱异常；

所述综合评价得分的具体表达式为：

其中，为第j天油色谱的综合评价得分，为第j天第i个油色谱组分的聚拢系数，为第j天第i个油色谱组分的影响权重；

所述聚拢系数具体为：

其中，为第j天第i个油色谱组分的聚拢系数，为第j天第i个油色谱组分的监测历史数据。

7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5中任一项所述的主变压器油色谱异常的确定方法的步骤。

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