[发明专利]一种判断变压器谐波负载运行状态的方法及系统

说明书

本发明公开了一种判断变压器谐波负载运行状态的方法及系统，方法的实施步骤包括获取待检测变压器的声信号，根据待检测变压器的声信号提取独立特征参数，将独立特征参数输入训练好的机器学习模型，得到待检测变压器当前的谐波负载运行状态，所述机器学习模型被训练包括独立特征参数和谐波负载运行状态之间的映射关系；系统包括被编程以执行前述方法的计算机设备。本发明能够有效检测变压器谐波负载运行状态的方法，具有不接触带电设备、操作方便、检测效率高的优点。

技术领域

本发明涉及变压器运行状态检测领域，具体涉及一种判断变压器谐波负载运行状态的方法及系统。

背景技术

变压器是电力系统的重要组成部分，承担着不同电压等级电力网络之间的电能传输任务。其安全运行对于向电力用户提供稳定、可靠的电力供应具有重要意义。随着变频器在居民家用电器(如空调、冰箱等)中的普及，变压器负载谐波含量已经普遍处于相对较高水平。负载谐波含量的增加导致变压器损耗增加，引起变压器温度升高、噪声与振动加剧。变压器长期保持高谐波负载运行，容易造成绝缘受损、匝间短路，从而降低变压器的使用寿命，严重影响其供电可靠性。因此，有必要对谐波负载条件下的变压器运行状态进行检测。目前，一般采用电流互感器测量变压器谐波电流，该方法需要在变压器母线上预先安装传感器，而且往往需要人工现场检测，需与带电设备直接接触，存在一定的安全隐患。变压器数量多、分布范围广，检测所需人员与设备较多，加之许多变压器在投运前并未预先安装电流互感器，导致运行人员无法直接了解变压器的负载谐波状况以及运行状况，不利于变压器的安全可靠运行。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种判断变压器谐波负载运行状态的方法及系统，本发明能够有效检测变压器谐波负载运行状态的方法，具有不接触带电设备、操作方便、检测效率高的优点。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种判断变压器谐波负载运行状态的方法，其实施步骤包括：

1)获取待检测变压器的声信号；

2)根据待检测变压器的声信号提取独立特征参数；

3)将独立特征参数输入训练好的机器学习模型，得到待检测变压器当前的谐波负载运行状态，所述机器学习模型被训练包括独立特征参数和谐波负载运行状态之间的映射关系。

优选地，步骤2)的详细步骤包括：

2.1)对待检测变压器的声信号进行预处理；

2.2)对预处理后的声信号进行频谱分析与小波包分析，提取谐波负载运行特征参数；

2.3)针对谐波负载运行特征参数进行主成分分析，得到独立特征参数。

优选地，步骤2.2)的详细步骤包括：

2.2.1)对预处理后的变压器的声信号进行傅里叶变换，截取2kHz范围内的声信号频谱；计算声信号2kHz范围内50Hz及其奇次谐波频率声信号能量与50Hz及其偶次谐波频率声信号能量的比值R_oe；

2.2.2)计算声信号2kHz频谱范围内50Hz及其谐波频率的频谱复杂度H；

2.2.3)对预处理后的变压器的声信号进行3层小波包分析，计算小波包能量特征E；

2.2.4)将比值R_oe、频谱复杂度H与小波包能量特征E三者共同构成谐波负载运行特征参数。

优选地，步骤2.2.1)中比值R_oe的计算函数表达式如式(1)所示；