[发明专利]一种基于Duval Pentagons故障BPA函数的变压器故障诊断方法

说明书

本发明涉及一种基于Duval Pentagons故障BPA函数的变压器故障诊断方法；首先，根据有限元理论，将Duval Pentagons方法定义的故障特征区域按照其几何特征离散化；其次，在故障特征区域离散化的基础上应用三节点三角形插值法构造Duval Pentagons的变压器故障BPA函数；最后，根据Duval Pentagons的变压器故障BPA函数计算结果给出待检样本变压器故障诊断结果；该方法诊断结果不仅与Duval Pentagons方法诊断结果一致，还能够定量地给出识别框架所对应各种故障类型发生的概率；为运维人员全面准确地判断变压器的运行状况提供可靠依据。

技术领域

本发明涉及电力设备状态监测与故障诊断技术领域，尤其涉及一种基于DuvalPentagons故障BPA函数的变压器故障诊断方法。

背景技术

油浸式变压器是电力系统的关键枢纽设备，及时准确地诊断和检测出油浸式变压器的潜在故障，对于保障电力系统安全可靠运行尤为重要。油中溶解气体分析(Dissolvedgas analysis，DGA)是对油浸式变压器进行故障诊断应用最为广泛、有效的技术，能够及时准确地诊断出油浸式变压器内部的早期故障。

由于变压器油中溶解气体含量和含量比值与故障之的映射关系复杂，同时就目前诸多研究文献的研究方法来看，对同一待检样本数据进行故障类型判别，不同方法的判断结果会出现分歧。而当不同方法的判断结果出现分歧时，需要一种能够将不同诊断结果融合为统一结论的方法。证据理论(Dempste-Shafer Theory, DST)是信息融合技术中一种经典的推理方法，能将多种证据体依据合成规则进行融合。DSmT理论(Dezert-SmarandacheTheory)作为经典DST广义化理论，已经在许多领域得到应用并成为了信息融合的主流理论。因而，已有多篇文献将DST或DSmT理论应用于变压器故障诊断领域，并取得良好的效果。

证据体的BPA是DST与DSmT理论进行信息融合的基础，BPA计算是否准确决定了最终结论的可信性。依据规范的领域专家经验是构造合理的BPA函数常见方法之一。DuvalPentagons方法作为最近IEEE C57.104修订内容的一部分，它是IEEE C57.104-2019推荐的判别油浸式变压器故障类型的方法之一。其优点包括：(1)Duval Pentagons方法具有较高的故障诊断准确率；(2)Duval Pentagons方法能够得到明确唯一的诊断结果；(3)作为IEEEC57.104-2019推荐的判别油浸式变压器故障类型的方法之一，该方法应用广泛、方便。因此，Duval Pentagons方法可以认为是规范化的领域专家经验。

虽然，Duval Pentagons方法是应用最为广泛的油浸式变压器故障诊断方法之一，但是其诊断结果不能直接应用DST或DSmT理论进行信息融合。因为，Duval Pentagons方法确定的故障类型值域为{0，1}，不能反映各故障类型信度强弱变化的规律。针对该问题，本文提出了基于Duval Pentagons的变压器故障BPA函数构造方法。首先，根据有限元理论，将Duval Pentagons方法定义的故障特征区域按照其几何特征离散化；其次，在故障特征区域离散化的基础上应用三节点三角形插值法构造Duval Pentagons的变压器故障BPA函数；最后，通过实例计算验证Duval Pentagons的变压器故障BPA函数的正确性及有效性。提出的Duval Pentagons的变压器故障BPA函数在二维平面上连续且计算结果定量地给出识别框架所对应各种故障类型的发生概率。

发明内容