[发明专利]一种电力变压器匝间短路故障的在线诊断方法

说明书

本发明公开了一种电力变压器匝间短路故障的在线诊断方法，包括：(1)收集案例变压器的各监测指标记录的在短路前后的监测数据，检验各监测指标在短路前后是否发生显著性变化，筛选出短路前后有显著性变化的监测指标；(2)将短路前后有显著性变化的监测指标记录的监测数据输入到随机森林模型中，训练短路故障在线诊断模型；(3)将待测变压器的待测监测数据输入优化后的随机森林模型中，输出对待测监测数据的在线诊断结果，判断待测变压器是否故障。上述方法只需对待测变压器的待测监测数据进行远程分析，相比于离线检测法而言不需要现场试验，节省试验费用，提高诊断效率。

技术领域

本发明涉及故障诊断领域，具体涉及一种电力变压器匝间短路故障的在线诊断方法。

背景技术

电力变压器是电网系统的重要设备之一，承担着电网枢纽的工作。及时杜绝电力变压器的故障隐患，对保障电网的安全稳定运行具有十分重要的意义。据统计，约25％的变压器匝间事故是由短路冲击后变压器绕组发生变形后引起的，故障的严重程度与短路电流的大小有关。

短路电流不良工况分类可分为三类：I级不良工况是指短路电流在最大可承受短路电流的50％～70％之间，且次数累计达到6次及以上；II级不良工况是指短路电流在最大可承受短路电流的70％～100％之间；III级不良工况是指短路电流在最大可承受短路电流的100％以上。

目前，国内变压器匝间短路故障的诊断主要依靠观察主变保护动作情况、油样分析情况和短路电流值。若主变未跳闸、油样无异常且短路电流值小于50％可承受最大短路电流值，则认为主变不存在明显故障，加强后续油色谱跟踪监测。若主变未跳闸、油样异常或短路电流值大于50％可承受最大短路电流值，则需要尽快安排停电试验，包括频率响应测试、短路阻抗测试、电容量测试等，综合所有试验结果进行专题分析，判断绕组是否受冲击发生了严重变形，以决定变压器能否继续运行。若主变非电量保护动作，则需对该变压器安排试验并进行动态抗短路能力分析，综合所有试验结果进行专题分析以决定是否进行局放试验或是吊罩、解体检查。

以上短路故障诊断方法最终都需要进行停电试验或解体检查来确认变压器绕组是否受冲击后发生了变形，属于离线诊断法，存在操作复杂、试验困难、依赖人工经验等缺点。

与离线诊断法相对的不需要停电试验的诊断方法称为在线诊断法，如用超声波信号或其他宽带信号的变化来检测是否变形、使用雷达图来测量绕组尺寸和观测是否变形以及利用磁通分布的变化来检测是否变形等。

以上方法操作简单，且能对变压器内部结构直接观测，做出非常准确的判断结果，但缺点是新技术和新设备的应用成本高，这些方法也未能投入实际应用和大范围推广中。

公开号为CN 108197639 A的专利说明书公开了一种基于随机森林的变压器故障诊断方法，包括：采集变压器中绝缘油中故障气体浓度数据以及对应的故障类别作为训练样本；根据所述训练样本按照决策树的生成步骤建立故障决策树：根据故障决策树建立随机森林模型；采集未知故障类别的故障气体浓度数据，输入到所述随机森林模型，以所述随机森林模型得到故障类别。利用变压器中绝缘油中故障气体浓度数据作为训练样本建立的随机森林模型，对整个变压器故障有精确的诊断，而且稳定性高，可应用于变压器诊断技术领域。

公开号为CN 107025514 A的专利说明书公开了一种动态评估变压器设备状态的评价方法，包括以下步骤：统计变压器设备的每个状态量的历史数据；基于每个状态量的历史数据，使用随机森林算法计算每个状态量的重要度；将每个状态量的重要度按照修正因素的量化值进行修正，再将修正后的状态量重要度离散化，转换成预先设定的参数，反映每个状态量的重要度等级；根据每个状态量的重要度等级对变压器设备进行状态评估，确定设备的实时状态；把状态评价方法中的每个状态量的重要度等级作为历史数据，并重复以上步骤，实现评价方法的白我优化和动态评估。

发明内容