CN116184104A - 油浸式变压器的故障检测方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

油浸式变压器的故障检测方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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CN116184104A CN202310494808.9A CN202310494808A CN116184104A CN 116184104 A CN116184104 A CN 116184104A CN 202310494808 A CN202310494808 A CN 202310494808A CN 116184104 A CN116184104 A CN 116184104A
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Abstract

本发明公开了一种油浸式变压器的故障检测方法、装置、设备及存储介质，方法包括：根据位于不同平面的多个温度检测件分别达到第二预设阈值的时长来获取所有时长之间的比值关系，并基于同一个温度检测件在每个坐标点输出一个满足比值关系的虚拟长度值并生成一个虚拟球面，调整所有虚拟长度值的大小，以致所有虚拟球面相交于一个交点，交点即为线圈组的故障点。本申请利用了变压器油为均匀介质的特性，结合温度传导时长所形成的比例值来定义虚拟球面的半径比例值，基于该比例值改变所有虚拟球面的半径来获取每个温度检测件与故障点的距离，并不需要计算出每个温度检测件所在辐射面的热通量，从而简化了计算过程。

Description

油浸式变压器的故障检测方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及电气设备技术领域，尤其涉及一种油浸式变压器的故障检测方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
电气设备（Electrical Equipment）是在电力系统中对发电机、变压器、电力线路、断路器等设备的统称。电力在我们的生活和生产中所发挥的重要作用不容忽视，其带给我们极大的便利，成为我们生产生活中的重要能源，不同场景的电力需求、电力配给、电力传输，都需要使用电气设备进行配给或传输。
在电力电气系统中，变压器是输配电的基础设备，广泛应用于工业、农业、交通、城市社区等领域。油浸变压器是一种结构更合理、性能更优良的新型高性能变压器，其立体卷铁芯由于其三个芯柱是等边三角形的立体排列，其磁路中无空气隙，卷绕更紧密，三个磁路长度一致，且都最短，铁芯芯柱的横截面积更接近于圆形，因此性能进一步提高，损耗降低，噪声降低，三相平衡，减少三次谐波分量，该产品更适用于城乡、工矿企业电网改造，更适用于组合式变压器和预装式变电站用变压器。
目前对于油浸式变压器的故障检测方法主要为振动分析法、气相色谱仪技术、红外光谱技术等。前述方法均只能对油浸式变压器的整机进行检查，并不能获取油浸式变压器的故障点，在检测到油浸式变压器存在故障后，需要对油浸式变压器内的各个部件进行逐一检查以确定故障点的位置。
中国专利“202211458657.3－油浸式变压器故障检测方法、装置、设备、介质及系统”公开了“方法包括：获取目标油浸式变压器内的局部放电信号、变压器油溶解气体数据、升温位置温度数据以及变压器内腔光电图像；根据所述局部放电信号，确定放电量上限评估数值、脉冲重复率评估数值以及平均放电量评估数值；根据所述变压器油溶解气体数据，确定目标溶解气体比例评估值；根据所述升温位置温度数据，确定升温位置温度等级，并根据所述变压器内腔光电图像，确定图像灰度参数；根据所述放电量上限评估数值、所述脉冲重复率评估数值、所述平均放电量评估数值、所述目标溶解气体比例评估值、所述升温位置温度等级、所述图像灰度参数以及故障评估映射表，确定目标油浸式变压器故障类型以及目标油浸式变压器故障等级。”该专利通过利用多维的特征提取结果进行评估，可以更加准确地确定出目标油浸式变压器的故障类型与故障级别，解决了现有技术中由于参考特征量参数较少，导致的故障诊断效果不佳的问题，能够丰富可参考特征量参数的维度，提升油浸式变压器故障诊断效果。但该专利同样只能对油浸式变压器的整机进行检查，并不能获取油浸式变压器的故障点，在检测到油浸式变压器存在故障后，需要对油浸式变压器内的各个部件进行逐一检查以确定故障点的位置。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种油浸式变压器的故障检测方法、装置、设备及存储介质，以解决现有技术只能对油浸式变压器的整机进行检查，并不能获取油浸式变压器的故障点，在检测到油浸式变压器存在故障后，需要对油浸式变压器内的各个部件进行逐一检查以确定故障点的位置的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种油浸式变压器的故障检测方法，所述油浸式变压器包括承装于变压器壳体内的变压器油以及浸泡于所述变压器油中的线圈组，所述线圈组位于所述壳体的预设位置，所述变压器壳体的内侧壁上固定装设有至少四个未处于同一平面的温度检测件，所述故障检测方法包括：
根据所述变压器壳体的长度走向、宽度走向、高度走向依次定义x轴、y轴、z轴，以生成空间直角坐标系；
以预设比例尺分别获取每个温度检测件在所述空间直角坐标系中的坐标点；
间隔第一预设时长分别获取所有温度检测件检测到的第一实时温度，并判断是否有第一实时温度达到第一预设阈值；
若是，则分别获取每个温度检测件达到第二预设阈值的时长，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值；
获取所有时长之间的比值关系；
基于同一个温度检测件在每个坐标点输出一个虚拟长度值，并使所有虚拟长度值满足所述比值关系；
分别以每个坐标点为球心、每个虚拟长度值为半径生成一个虚拟球面；
在所述空间直角坐标系中输出所有虚拟球面，并根据所述比值关系调整所有虚拟长度值的大小，以致所有虚拟球面相交于一个交点，所述交点即为所述线圈组的故障点。
作为本申请的进一步改进，基于同一个温度检测件在每个坐标点输出一个虚拟长度值，并使所有虚拟长度值满足所述比值关系，包括：
分别在每个坐标点以所述预设比例尺的最小单位输出一个基础长度，所述基础长度为所述比值关系中的最小值；
基于同一个坐标点根据所述比值关系叠加所述基础长度以形成符合所述比值关系的所述虚拟长度值。
作为本申请的进一步改进，分别获取每个温度检测件达到第二预设阈值的时长，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值，之后，包括：
获取所有时长的最小值和最大值；
根据所述最小值与所述最大值构建时长区间；
将所述时长区间拆分为至少两个连续的子区间；
依次赋予每个子区间一个预警等级，每个预警等级相比于上一个预警等级依次递减。
作为本申请的进一步改进，依次赋予每个子区间一个预警等级，每个预警等级相比于上一个预警等级依次递减，之后，包括：
分别获取每个时长相对应的预警等级；
根据预设算法计算所有预警等级的加权平均值；
获取与所述加权平均值相邻的两个预警等级并发送至外部接收端。
作为本申请的进一步改进，在所述空间直角坐标系中输出所有虚拟球面，并根据所述比值关系调整所有虚拟长度值的大小，以致所有虚拟球面相交于一个交点，所述交点即为所述线圈组的故障点，包括：
分别获取每个坐标点在所述空间直角坐标系中的坐标
Figure SMS_1
、/>
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、
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、/>
Figure SMS_4
；
分别获取每个虚拟球面的方程式并整合为方程组（1）：
Figure SMS_5
（1）；
其中，
Figure SMS_6
为所述交点的坐标，/>
Figure SMS_7
、/>
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、/>
Figure SMS_9
、/>
Figure SMS_10
分别为每个坐标点到所述交点的距离，即每个虚拟长度值；
将所述方程组（1）变换为矩阵（2），并求解所述矩阵（2）得到所述交点的坐标：
Figure SMS_11
（2）；
获取所述线圈组分别到所述空间直角坐标系的x轴、y轴、z轴的实际距离；
在所述空间直角坐标系中根据所有实际距离构建所述线圈组的等效虚拟模型；
在所述等效虚拟模型输出所述交点的坐标，并获取所述交点与所述等效虚拟模型的重合点，所述重合点即为所述故障点；
将所述重合点及所述虚拟模型整合为故障位置信息并发送至外部接收端。
作为本申请的进一步改进，将所述方程组（1）变换为矩阵（2），并求解所述矩阵（2）得到所述交点的坐标，之后，包括：
重复至少两次获取每个虚拟长度值并分别以
Figure SMS_12
、/>
Figure SMS_13
、/>
Figure SMS_14
、/>
Figure SMS_15
代入所述矩阵（2）中求解得到所述交点的坐标；
根据式（3）分别计算得到所有交点的标准误差
Figure SMS_16
：
Figure SMS_17
（3）；
其中，
Figure SMS_18
为每个交点的坐标，/>
Figure SMS_19
为所有交点的平均值，/>
Figure SMS_20
为所有交点的个数；
判断所述标准误差是否小于第四预设阈值；
若是，则判定为故障点位置准确。
作为本申请的进一步改进，获取与所述加权平均值相邻的两个预警等级并发送至外部接收端，之后，包括：
间隔第二预设时长通过预设策略获取所述变压器油的实时导热系数；
判断所述实时导热系数是否超过第三预设阈值；
若是，则生成变压器油变质信号并发送至外部接收端。
为实现上述目的，本发明还提供了如下技术方案：
一种油浸式变压器的故障检测装置，所述故障检测装置应用于如上述的一种油浸式变压器的故障检测方法，所述故障检测装置包括：
空间直角坐标系生成模块，用于根据所述变压器壳体的长度走向、宽度走向、高度走向依次定义x轴、y轴、z轴，以生成空间直角坐标系；
温度检测件坐标点获取模块，用于以预设比例尺分别获取每个温度检测件在所述空间直角坐标系中的坐标点；
实时温度获取与判断模块，用于间隔第一预设时长分别获取所有温度检测件检测到的第一实时温度，并判断是否有第一实时温度达到第一预设阈值；
时长检测与获取模块，用于若有第一实时温度达到第一预设阈值，则分别获取每个温度检测件达到第二预设阈值的时长，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值；
比值关系获取模块，用于获取所有时长之间的比值关系；
虚拟长度值输出模块，用于基于同一个温度检测件在每个坐标点输出一个虚拟长度值，并使所有虚拟长度值满足所述比值关系；
虚拟球面生成模块，用于分别以每个坐标点为球心、每个虚拟长度值为半径生成一个虚拟球面；
虚拟球面交点获取模块，用于在所述空间直角坐标系中输出所有虚拟球面，并根据所述比值关系调整所有虚拟长度值的大小，以致所有虚拟球面相交于一个交点，所述交点即为所述线圈组的故障点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电子设备，包括处理器、以及与所述处理器耦接的存储器，所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令；所述处理器执行所述存储器存储的所述程序指令时实现如上述的一种油浸式变压器的故障检测方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种存储介质，所述存储介质内存储有程序指令，所述程序指令被处理器执行时实现能够实现如上述的一种油浸式变压器的故障检测方法。
本申请通过多个未处于同一平面的温度检测件从不同方位检测变压器油的温度变化，再通过空间模型构建并基于同一个温度检测件在每个坐标点输出一个虚拟长度值，并使所有虚拟长度值满足不同方位的温度传播时长的比值关系，分别以每个坐标点为球心、每个虚拟长度值为半径生成一个虚拟球面，在空间直角坐标系中输出所有虚拟球面，并根据比值关系调整所有虚拟长度值的大小，以致所有虚拟球面相交于一个交点，该交点即为线圈组的故障点，从而实现了不需要拆机即可获得故障点的目的。且本申请利用了变压器油为均匀介质的特性，结合温度传导时长所形成的比例值来定义虚拟球面的半径比例值，基于该比例值改变所有虚拟球面的半径来获取每个温度检测件与故障点的距离，并不需要计算出每个温度检测件所在辐射面的热通量，从而简化了计算过程。
附图说明
图1为本申请一种油浸式变压器的故障检测方法一个实施例的步骤流程示意图；
图2为本申请一种油浸式变压器的故障检测装置一个实施例的结构示意图；
图3为本申请电子设备一个实施例的结构示意图；
图4为本申请存储介质一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
本申请中的术语“第一”“第二”“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”“第二”“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，“多个”的含义是至 少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本申请实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。
如图1所示，本实施例提供了一种油浸式变压器的故障检测方法的一个实施例，在本实施例中，油浸式变压器包括承装于变压器壳体内的变压器油以及浸泡于变压器油中的线圈组，线圈组位于壳体的预设位置，变压器壳体的内侧壁上固定装设有至少四个未处于同一平面的温度检测件，故障检测方法包括如下步骤：
步骤S1，根据变压器壳体的长度走向、宽度走向、高度走向依次定义x轴、y轴、z轴，以生成空间直角坐标系。
需要说明的是，由于在实际应用过程中变压器油需要额外通过一个循环装置带动变压器油不停循环以带走热量，此处需要在循环装置中额外安装一个用于检测变压器油温的温度检测件，在该温度检测件检测到异常升温时则关闭循环以致变压器壳体内的变压器油处于静止状态。
进一步说明，在必要情况下，可以在循环装置检测到异常升温时关闭变压器，以使变压器油冷却至较低温度，再重新开启变压器并执行本实施例的步骤。
优选地，由于考虑到线圈组具有一定体积，可在变压器壳体的八个角分别安装一个温度检测件，且变压器壳体多为规整的长方体，可以长方体的一组邻边构建空间直角坐标系。
步骤S2，以预设比例尺分别获取每个温度检测件在空间直角坐标系中的坐标点。
优选地，预设比例尺可根据变压器壳体的实际尺寸来定义，仅需保持比例尺的整数部单位与变压器壳体的整数部单位位于同一量级。
步骤S3，间隔第一预设时长分别获取所有温度检测件检测到的第一实时温度，并判断是否有第一实时温度达到第一预设阈值；若有第一实时温度达到第一预设阈值，则执行步骤S4。
优选地，第一预设时长可设置为较短时间间隔或者持续监测，并在八个温度检测件中只有一个温度检测件的一实时温度达到第一预设阈值就符合判断标准。
步骤S4，分别获取每个温度检测件达到第二预设阈值的时长，第二预设阈值大于第一预设阈值。
优选地，以一个温度检测件的一实时温度达到第一预设阈值即开始计时，再次获取所有监测检测件分别达到第二预设阈值的时长。本步骤的设计意图在于通过其中一个温度检测件触发判断规则及计时规则，再次获取所有温度检测件分别达到第二预设阈值所需要的时长，不能在第一次触发判定时就获取时长，因为第一次触发判定的温度检测件没有触发计时规则的两个计时端点，故在第一次触发判定时无法获取本身的时长，继而影响后续的定位。
步骤S5，获取所有时长之间的比值关系。
举例说明，设线圈组的某处出现故障，故障点导致线圈组异常发热，使得变压器油升温，变压器油将热量从故障点均匀传递至其他各处，此时距离该故障点最近的温度检测件根据步骤S3首先检测到升温，此时直接通过步骤S4开始收集每个温度检测件分别达到第二预设阈值所需的时长。在获取到所有时长后通过步骤S5得到八个温度检测件根据预设顺序排序后的时长比值关系为1.20：1.18：1.10：1.03：1.04：1.09：1.16：1.18。
步骤S6，基于同一个温度检测件在每个坐标点输出一个虚拟长度值，并使所有虚拟长度值满足比值关系。
进一步举例：设预设比例尺为最小单位为1cm，则根据上述举例的预设顺序和比值关系分别在各个温度检测件所对应的坐标点中分别以1.20cm、1.18cm、1.10cm、1.03cm、1.04cm、1.09cm、1.16cm、1.18cm的长度赋予至每个坐标点。
步骤S7，分别以每个坐标点为球心、每个虚拟长度值为半径生成一个虚拟球面。
进一步举例：根据上述的每个长度在每个坐标点生成以该长度为半径的球面。
步骤S8，在空间直角坐标系中输出所有虚拟球面，并根据比值关系调整所有虚拟长度值的大小，以致所有虚拟球面相交于一个交点，交点即为线圈组的故障点。
进一步举例：设变压器壳体的规格为1m×0.8m×0.6m，根据上述举例中所生成的八个球面并不能产生任何交点，此时可以相同倍数放大所有球面的半径，在放大约50倍左右时可相交于一个点，具体倍数可通过建模运算来获取。
优选地，也可通过相同长度的虚拟长度值分别根据上述比值关系放大，原理与
Figure SMS_21
相同。
进一步地，步骤S6具体包括如下步骤：
步骤S11，分别在每个坐标点以预设比例尺的最小单位输出一个基础长度，基础长度为比值关系中的最小值。
步骤S12，基于同一个坐标点根据比值关系叠加基础长度以形成符合比值关系的虚拟长度值。
优选地，叠加基础长度就相当于上述的通过相同长度的虚拟长度值分别根据上述比值关系放大，原理与
Figure SMS_22
相同。
进一步地，步骤S4之后，还包括如下步骤：
步骤S10，获取所有时长的最小值和最大值。
步骤S20，根据最小值与最大值构建时长区间。
步骤S30，将时长区间拆分为至少两个连续的子区间。
步骤S40，依次赋予每个子区间一个预警等级，每个预警等级相比于上一个预警等级依次递减。
举例说明：由于温差越大，传热速度越快，通过判断时长的长短来划分预警等级，并在时长越短时，定义预警等级越高。本实施例不再进行制表描述。
进一步地，步骤S40之后，还包括如下步骤：
步骤S100，分别获取每个时长相对应的预警等级。
步骤S200，根据预设算法计算所有预警等级的加权平均值。
步骤S300，获取与加权平均值相邻的两个预警等级并发送至外部接收端。
优选地，根据时长越短时，定义预警等级越高，时长越短则加权系数越高，在最后计算结果更容易偏向更高一级的预警等级。
进一步地，步骤S8具体包括如下步骤：
步骤S1000，分别获取每个坐标点在空间直角坐标系中的坐标
Figure SMS_23
、/>
Figure SMS_24
、/>
Figure SMS_25
、/>
Figure SMS_26
。
步骤S2000，分别获取每个虚拟球面的方程式并整合为方程组（1）：
Figure SMS_27
（1）。
其中，
Figure SMS_28
为交点的坐标，/>
Figure SMS_29
、/>
Figure SMS_30
、/>
Figure SMS_31
、/>
Figure SMS_32
分别为每个坐标点到交点的距离，即每个虚拟长度值。
步骤S3000，将方程组（1）变换为矩阵（2），并求解矩阵（2）得到交点的坐标：
Figure SMS_33
（2）。
步骤S4000，获取线圈组分别到空间直角坐标系的x轴、y轴、z轴的实际距离。
步骤S5000，在空间直角坐标系中根据所有实际距离构建线圈组的等效虚拟模型。
步骤S6000，在等效虚拟模型输出交点的坐标，并获取交点与等效虚拟模型的重合点，重合点即为故障点。
步骤S7000，将重合点及虚拟模型整合为故障位置信息并发送至外部接收端。
进一步地，步骤S3000之后，还包括如下步骤：
步骤S10000，重复至少两次获取每个虚拟长度值并分别以
Figure SMS_34
、/>
Figure SMS_35
、/>
Figure SMS_36
、/>
Figure SMS_37
代入矩阵（2）中求解得到交点的坐标。
步骤S20000，根据式（3）分别计算得到所有交点的标准误差
Figure SMS_38
：
Figure SMS_39
（3）。
其中，
Figure SMS_40
为每个交点的坐标，/>
Figure SMS_41
为所有交点的平均值，/>
Figure SMS_42
为所有交点的个数。
步骤S30000，判断标准误差是否小于第四预设阈值；若标准误差小于第四预设阈值，则执行步骤S40000。
步骤S40000，判定为故障点位置准确。
进一步地，步骤S300之后，还包括如下步骤：
步骤S100000，间隔第二预设时长通过预设策略获取变压器油的实时导热系数。
步骤S200000，判断实时导热系数是否超过第三预设阈值；若实时导热系数超过第三预设阈值，则执行步骤S300000。
步骤S300000，生成变压器油变质信号并发送至外部接收端。
本申请通过多个未处于同一平面的温度检测件从不同方位检测变压器油的温度变化，再通过空间模型构建并基于同一个温度检测件在每个坐标点输出一个虚拟长度值，并使所有虚拟长度值满足不同方位的温度传播时长的比值关系，分别以每个坐标点为球心、每个虚拟长度值为半径生成一个虚拟球面，在空间直角坐标系中输出所有虚拟球面，并根据比值关系调整所有虚拟长度值的大小，以致所有虚拟球面相交于一个交点，该交点即为线圈组的故障点，从而实现了不需要拆机即可获得故障点的目的。且本申请利用了变压器油为均匀介质的特性，结合温度传导时长所形成的比例值来定义虚拟球面的半径比例值，基于该比例值改变所有虚拟球面的半径来获取每个温度检测件与故障点的距离，并不需要计算出每个温度检测件所在辐射面的热通量，从而简化了计算过程。
如图2所示，本实施例提供了油浸式变压器的故障检测装置的一个实施例，在本实施例中，故障检测装置应用于如上述实施例的一种油浸式变压器的故障检测方法，该故障检测装置包括空间直角坐标系生成模块1、温度检测件坐标点获取模块2、实时温度获取与判断模块3、时长检测与获取模块4、比值关系获取模块5、虚拟长度值输出模块6、虚拟球面生成模块7、虚拟球面交点获取模块8。
其中，空间直角坐标系生成模块1用于根据变压器壳体的长度走向、宽度走向、高度走向依次定义x轴、y轴、z轴，以生成空间直角坐标系；温度检测件坐标点获取模块2用于以预设比例尺分别获取每个温度检测件在空间直角坐标系中的坐标点；实时温度获取与判断模块3用于间隔第一预设时长分别获取所有温度检测件检测到的第一实时温度，并判断是否有第一实时温度达到第一预设阈值；时长检测与获取模块4用于若有第一实时温度达到第一预设阈值，则分别获取每个温度检测件达到第二预设阈值的时长，第二预设阈值大于第一预设阈值；比值关系获取模块5用于获取所有时长之间的比值关系；虚拟长度值输出模块6用于基于同一个温度检测件在每个坐标点输出一个虚拟长度值，并使所有虚拟长度值满足比值关系；虚拟球面生成模块7用于分别以每个坐标点为球心、每个虚拟长度值为半径生成一个虚拟球面；虚拟球面交点获取模块8用于在空间直角坐标系中输出所有虚拟球面，并根据比值关系调整所有虚拟长度值的大小，以致所有虚拟球面相交于一个交点，交点即为线圈组的故障点。
进一步地，虚拟长度值输出模块具体包括第一虚拟长度值输出子模块和第二虚拟长度值输出子模块。
其中，第一虚拟长度值输出子模块用于分别在每个坐标点以预设比例尺的最小单位输出一个基础长度，基础长度为比值关系中的最小值；第二虚拟长度值输出子模块用于基于同一个坐标点根据比值关系叠加基础长度以形成符合比值关系的虚拟长度值。
进一步地，故障检测装置还包括时长极值获取模块、时长区间构建模块、子区间拆分模块、预警等级赋予模块。
其中，时长极值获取模块用于获取所有时长的最小值和最大值；时长区间构建模块用于根据最小值与最大值构建时长区间；子区间拆分模块用于将时长区间拆分为至少两个连续的子区间；预警等级赋予模块用于依次赋予每个子区间一个预警等级，每个预警等级相比于上一个预警等级依次递减。
进一步地，故障检测装置还包括预警等级获取模块、加权平均值计算模块、相邻预警等级获取模块。
其中，预警等级获取模块用于分别获取每个时长相对应的预警等级；加权平均值计算模块用于根据预设算法计算所有预警等级的加权平均值；相邻预警等级获取模块用于获取与加权平均值相邻的两个预警等级并发送至外部接收端。
进一步地，虚拟球面交点获取模块具体包括第一虚拟球面交点获取子模块、第二虚拟球面交点获取子模块、第三虚拟球面交点获取子模块、第四虚拟球面交点获取子模块、第五虚拟球面交点获取子模块、第六虚拟球面交点获取子模块、第七虚拟球面交点获取子模块。
其中，第一虚拟球面交点获取子模块用于分别获取每个坐标点在空间直角坐标系中的坐标
Figure SMS_43
、/>
Figure SMS_44
、/>
Figure SMS_45
、/>
Figure SMS_46
。
第二虚拟球面交点获取子模块用于分别获取每个虚拟球面的方程式并整合为方程组（1）：
Figure SMS_47
（1）。
其中，
Figure SMS_48
为交点的坐标，/>
Figure SMS_49
、/>
Figure SMS_50
、/>
Figure SMS_51
、/>
Figure SMS_52
分别为每个坐标点到交点的距离，即每个虚拟长度值。/>
第三虚拟球面交点获取子模块用于将方程组（1）变换为矩阵（2），并求解矩阵（2）得到交点的坐标：
Figure SMS_53
（2）。
第四虚拟球面交点获取子模块用于获取线圈组分别到空间直角坐标系的x轴、y轴、z轴的实际距离。
第五虚拟球面交点获取子模块用于在空间直角坐标系中根据所有实际距离构建线圈组的等效虚拟模型。
第六虚拟球面交点获取子模块用于在等效虚拟模型输出交点的坐标，并获取交点与等效虚拟模型的重合点，重合点即为故障点。
第七虚拟球面交点获取子模块用于将重合点及虚拟模型整合为故障位置信息并发送至外部接收端。
进一步地，虚拟球面交点获取模块还包括第八虚拟球面交点获取子模块、第九虚拟球面交点获取子模块、第十虚拟球面交点获取子模块。
其中，第八虚拟球面交点获取子模块用于重复至少两次获取每个虚拟长度值并分别以
Figure SMS_54
、/>
Figure SMS_55
、/>
Figure SMS_56
、/>
Figure SMS_57
代入矩阵（2）中求解得到交点的坐标。
第九虚拟球面交点获取子模块用于根据式（3）分别计算得到所有交点的标准误差
Figure SMS_58
：
Figure SMS_59
（3）。
其中，
Figure SMS_60
为每个交点的坐标，/>
Figure SMS_61
为所有交点的平均值，/>
Figure SMS_62
为所有交点的个数。
第十虚拟球面交点获取子模块用于判断标准误差是否小于第四预设阈值；若标准误差小于第四预设阈值，则判定为故障点位置准确。
进一步地，故障检测装置还包括实时导热系数获取模块和实时导热系数判断模块。
其中，实时导热系数获取模块用于间隔第二预设时长通过预设策略获取变压器油的实时导热系数；实时导热系数判断模块用于判断实时导热系数是否超过第三预设阈值；若实时导热系数超过第三预设阈值，则生成变压器油变质信号并发送至外部接收端。
优选地，本装置实施例的拓展部分参见上述方法实施例即可，本实施例不再赘述。
本申请通过多个未处于同一平面的温度检测件从不同方位检测变压器油的温度变化，再通过空间模型构建并基于同一个温度检测件在每个坐标点输出一个虚拟长度值，并使所有虚拟长度值满足不同方位的温度传播时长的比值关系，分别以每个坐标点为球心、每个虚拟长度值为半径生成一个虚拟球面，在空间直角坐标系中输出所有虚拟球面，并根据比值关系调整所有虚拟长度值的大小，以致所有虚拟球面相交于一个交点，该交点即为线圈组的故障点，从而实现了不需要拆机即可获得故障点的目的。且本申请利用了变压器油为均匀介质的特性，结合温度传导时长所形成的比例值来定义虚拟球面的半径比例值，基于该比例值改变所有虚拟球面的半径来获取每个温度检测件与故障点的距离，并不需要计算出每个温度检测件所在辐射面的热通量，从而简化了计算过程。
图3是本申请一实施例的电子设备的结构示意图。如图3所示，该电子设备9包括处理器91及和处理器91耦接的存储器92。
存储器92存储有用于实现上述任一实施例的一种油浸式变压器的故障检测方法的程序指令。
处理器91用于执行存储器92存储的程序指令以进行油浸式变压器的故障检测。
其中，处理器91还可以称为CPU（Central Processing Unit，中央处理单元）。处理器91可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器91还可以是通用处理器、数字信号处理器（DSP)、专用集成电路（ASIC)、现场可编程门阵列（FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
进一步地，图4为本申请一实施例的存储介质的结构示意图，参见图4，本申请实施例的存储介质10存储有能够实现上述所有方法的程序指令101，其中，该程序指令101可以以软件产品的形式存储在上述存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）或处理器（processor）执行本申请各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，或者是计算机、服务器、手机、平板等终端设备。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其他的形式。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种油浸式变压器的故障检测方法，所述油浸式变压器包括承装于变压器壳体内的变压器油以及浸泡于所述变压器油中的线圈组，所述线圈组位于所述壳体的预设位置，所述变压器壳体的内侧壁上固定装设有至少四个未处于同一平面的温度检测件，其特征在于，所述故障检测方法包括：
根据所述变压器壳体的长度走向、宽度走向、高度走向依次定义x轴、y轴、z轴，以生成空间直角坐标系；
以预设比例尺分别获取每个温度检测件在所述空间直角坐标系中的坐标点；
间隔第一预设时长分别获取所有温度检测件检测到的第一实时温度，并判断是否有第一实时温度达到第一预设阈值；
若是，则分别获取每个温度检测件达到第二预设阈值的时长，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值；
获取所有时长之间的比值关系；
基于同一个温度检测件在每个坐标点输出一个虚拟长度值，并使所有虚拟长度值满足所述比值关系；
分别以每个坐标点为球心、每个虚拟长度值为半径生成一个虚拟球面；
在所述空间直角坐标系中输出所有虚拟球面，并根据所述比值关系调整所有虚拟长度值的大小，以致所有虚拟球面相交于一个交点，所述交点即为所述线圈组的故障点。
2.根据权利要求1所述的一种油浸式变压器的故障检测方法，其特征在于，基于同一个温度检测件在每个坐标点输出一个虚拟长度值，并使所有虚拟长度值满足所述比值关系，包括：
分别在每个坐标点以所述预设比例尺的最小单位输出一个基础长度，所述基础长度为所述比值关系中的最小值；
基于同一个坐标点根据所述比值关系叠加所述基础长度以形成符合所述比值关系的所述虚拟长度值。
3.根据权利要求1所述的一种油浸式变压器的故障检测方法，其特征在于，分别获取每个温度检测件达到第二预设阈值的时长，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值，之后，包括：
获取所有时长的最小值和最大值；
根据所述最小值与所述最大值构建时长区间；
将所述时长区间拆分为至少两个连续的子区间；
依次赋予每个子区间一个预警等级，每个预警等级相比于上一个预警等级依次递减。
4.根据权利要求3所述的一种油浸式变压器的故障检测方法，其特征在于，依次赋予每个子区间一个预警等级，每个预警等级相比于上一个预警等级依次递减，之后，包括：
分别获取每个时长相对应的预警等级；
根据预设算法计算所有预警等级的加权平均值；
获取与所述加权平均值相邻的两个预警等级并发送至外部接收端。
5.根据权利要求1所述的一种油浸式变压器的故障检测方法，其特征在于，在所述空间直角坐标系中输出所有虚拟球面，并根据所述比值关系调整所有虚拟长度值的大小，以致所有虚拟球面相交于一个交点，所述交点即为所述线圈组的故障点，包括：
分别获取每个坐标点在所述空间直角坐标系中的坐标
Figure QLYQS_1
、/>
Figure QLYQS_2
、/>
Figure QLYQS_3
、
Figure QLYQS_4
；
分别获取每个虚拟球面的方程式并整合为方程组（1）：
Figure QLYQS_5
（1）；
其中，
Figure QLYQS_6
为所述交点的坐标，/>
Figure QLYQS_7
、/>
Figure QLYQS_8
、/>
Figure QLYQS_9
、/>
Figure QLYQS_10
分别为每个坐标点到所述交点的距离，即每个虚拟长度值；
将所述方程组（1）变换为矩阵（2），并求解所述矩阵（2）得到所述交点的坐标：
Figure QLYQS_11
（2）；
获取所述线圈组分别到所述空间直角坐标系的x轴、y轴、z轴的实际距离；
在所述空间直角坐标系中根据所有实际距离构建所述线圈组的等效虚拟模型；
在所述等效虚拟模型输出所述交点的坐标，并获取所述交点与所述等效虚拟模型的重合点，所述重合点即为所述故障点；
将所述重合点及所述虚拟模型整合为故障位置信息并发送至外部接收端。
6.根据权利要求5所述的一种油浸式变压器的故障检测方法，其特征在于，将所述方程组（1）变换为矩阵（2），并求解所述矩阵（2）得到所述交点的坐标，之后，包括：
重复至少两次获取每个虚拟长度值并分别以
Figure QLYQS_12
、/>
Figure QLYQS_13
、/>
Figure QLYQS_14
、/>
Figure QLYQS_15
代入所述矩阵（2）中求解得到所述交点的坐标；
根据式（3）分别计算得到所有交点的标准误差
Figure QLYQS_16
：
Figure QLYQS_17
（3）；
其中，
Figure QLYQS_18
为每个交点的坐标，/>
Figure QLYQS_19
为所有交点的平均值，/>
Figure QLYQS_20
为所有交点的个数；
判断所述标准误差是否小于第四预设阈值；
若是，则判定为故障点位置准确。
7.根据权利要求4所述的一种油浸式变压器的故障检测方法，其特征在于，获取与所述加权平均值相邻的两个预警等级并发送至外部接收端，之后，包括：
间隔第二预设时长通过预设策略获取所述变压器油的实时导热系数；
判断所述实时导热系数是否超过第三预设阈值；
若是，则生成变压器油变质信号并发送至外部接收端。
8.一种油浸式变压器的故障检测装置，所述故障检测装置应用于如权利要求1至7之一所述的一种油浸式变压器的故障检测方法，其特征在于，所述故障检测装置包括：
空间直角坐标系生成模块，用于根据所述变压器壳体的长度走向、宽度走向、高度走向依次定义x轴、y轴、z轴，以生成空间直角坐标系；
温度检测件坐标点获取模块，用于以预设比例尺分别获取每个温度检测件在所述空间直角坐标系中的坐标点；
实时温度获取与判断模块，用于间隔第一预设时长分别获取所有温度检测件检测到的第一实时温度，并判断是否有第一实时温度达到第一预设阈值；
时长检测与获取模块，用于若有第一实时温度达到第一预设阈值，则分别获取每个温度检测件达到第二预设阈值的时长，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值；
比值关系获取模块，用于获取所有时长之间的比值关系；
虚拟长度值输出模块，用于基于同一个温度检测件在每个坐标点输出一个虚拟长度值，并使所有虚拟长度值满足所述比值关系；
虚拟球面生成模块，用于分别以每个坐标点为球心、每个虚拟长度值为半径生成一个虚拟球面；
虚拟球面交点获取模块，用于在所述空间直角坐标系中输出所有虚拟球面，并根据所述比值关系调整所有虚拟长度值的大小，以致所有虚拟球面相交于一个交点，所述交点即为所述线圈组的故障点。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、以及与所述处理器耦接的存储器，所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令；所述处理器执行所述存储器存储的所述程序指令时实现如权利要求1至7中任一项所述的一种油浸式变压器的故障检测方法。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质内存储有程序指令，所述程序指令被处理器执行时实现能够实现如权利要求1至7中任一项所述的一种油浸式变压器的故障检测方法。
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