[发明专利]一种变压器套管剩余寿命检测装置及方法

权利要求书

1.一种变压器套管剩余寿命检测装置，其特征在于：

包括：传感器：用于采集经过变压器套管的电流、变压器绝缘支撑的污秽度、变压器绝缘支撑所处环境的温度和湿度；

数据采集芯片：用于将传感器采集到的模拟信号转换为数字信号，提供给中央处理器；

触发器：用于对中央处理器输出的信号进行二倍频，作为数据采集芯片的脉冲源信号；

中央处理器：用于根据数据采集芯片的输出信号，确定变压器套管剩余寿命；

通信模块：用于将中央处理器输出的数据传递给计算机；

计算机：用于接受通信模块的数据，对变压器套管剩余寿命与实际的额定寿命进行比较，提供继续使用或维修信息给维修人员。

2.根据权利要求1所述的变压器套管剩余寿命检测装置，其特征在于：

所述的传感器采集经过变压器套管的电流、变压器绝缘支撑的污秽度、变压器绝缘支撑所处环境的温度和湿度传递给数据采集芯片，数据采集芯片进行模数转换后传递给中央处理器，中央处理器计算变压器套管剩余寿命，并将结果传递给计算机。

3.根据权利要求1所述的变压器套管剩余寿命检测装置，其特征在于：所述的数据采集芯片的时钟脉冲由触发器提供。

4.根据权利要求1所述的变压器套管剩余寿命检测装置，其特征在于：在所述的传感器与中央处理器之间还设置有滤波电路，该滤波电路主要由电感、电容和放大器组成，放大器的正向输入端连接第二电感一端、第七电感一端，第七电感的另一端接电源，第二电感的另一端接地；放大器的反相输入端连接第一电感的一端和第五电感的一端，第一电感的另一端连接放大器的输出端，放大器的输出端连接第四电感的一端，第五电感的另一端连接第三电感的一端和第六电感的一端，第三电感的另一端连接第一电容的一端，第一电容的另一端连接第四电感的另一端和中央处理器。

5.一种变压器套管剩余寿命检测方法，采用变压器套管剩余寿命检测装置实现，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：采集经过变压器套管的电流、变压器绝缘支撑的污秽度、变压器绝缘支撑所处环境的温度和湿度；

步骤2：预测变压器套管的寿命，具体为：

步骤2.1：对步骤1采集的数据进行归一化处理，使各数据具有相同的量纲，公式为：

xi=xi(t)/Σi=1mxi(t)---(1)]]>

式中，x_i表示第i个无量纲输入数据，x_i(t)表示t时刻采集的数据，i表示输入量的个数，且有i＝1，2，...，m，其中，m为正整数，t表示时间；

步骤2.2：建立神经网络模型，来预变压器套管的寿命，具体为：

(1)首先要建立三层神经网络模型，包括输入层，神经网络中间层和输出层；

输入层输入的数据为：变压器套管的污秽度，经过变压器套管的电流，变压器套管所处环境的温度和湿度；

输出层输出为：变压器套管的寿命；

(2)计算神经网络的权值和阈值，过程为：

A：确定中间层的输出，公式为：

br=f(Σi=1mwirxi-θr)---(2)]]>

式中，r表示节点个数，且有r＝1，2，...n₂，n₂为正整数；w_ir为输入层的第i个节点与中间层的第r个节点的连接权值；θ_r为中间层的第r个节点的阈值；f(·)选用S型函数；

B：确定输出层节点的输出值，公式为：

式中，y为输出层的输出，即变压器绝缘支撑的寿命；为中间层的第r个节点与输出层的节点的连接权值；Θ₁为输出层的节点的阈值；f(·)选用S型函数；

C：输入历史数据，计算输出层节点输出y与期望输出值y′的输出层误差，公式为：

d₁＝y(1-y)(y′-y)   (4)

判断d₁是否为0，若为0，则结束；否则，执行D；

D：调整中间与输出层节点连接权值及输出层节点阀值Θ₁，即

式中Θ₁′分别为调整之后的权值和阈值；

E：在利用误差d₁求得中间层误差再求得输入层和中间层的权值和阈值，公式如下：

w_ir＝w_ir+e_rx_i

θ_r′＝θ_r+e_r

式中，w_ir′，θ_r′分别为调整之后的权值和阈值；

返回C，直至输出y与期望值之间误差为0，停止；确定输入层与中间层之间的权值和阈值，中间层与输出层之间的权值和阈值；

步骤3：将步骤2预测的使用寿命与实际的额定寿命进行比较，维修人员根据结果继续使用或进行维修。