[发明专利]基于高维线性模型变点估计的油浸式变压器故障预警方法

说明书

本发明公开了一种基于高维线性模型变点估计的油浸式变压器的故障预警方法，通过对选取的若干个油浸式变压器故障相关指标所建立的高维线性模型进行适应的群拉索估计，得到了高维线性模型中的变点位置，以变点出现的位置作为油浸式变压器故障预警的位置，实现了对变压器故障的预警。相对于其他故障预测方法，本发明只需要油浸式变压器绝缘油内溶解的特征气体浓度，而不需要其他额外的设备。同时，本发明适用性广泛，可以适用于油浸式变压器内部产生的各种故障类型。

技术领域

本发明涉及油浸式变压器故障预警领域，具体涉及一种基于高维线性模型变点估计的油浸式变压器故障预警方法。

背景技术

油浸式变压器大多数的故障不会在极短的时间内发生，是一个缓慢累积的过程，当累积达到一定的量时，就会引起故障的发生。因此我们需要一种油浸式变压器的故障预警方法，使得我们可以在油浸式变压器故障累积的时间段内，对油浸式变压器的运行状态做出预警。以使我们对油浸式变压器进行必要的维护修理，防止故障的发生，并且可以节约大量的人力、财力及物力损耗。

油浸式变压器的故障预测是依据故障的特征，对于变压器是否会会发生故障进行预测。目前，国内外有以下常用的方法：

1)油中溶解性气体分析方法

油中溶解气体分析的比值法是变压器故障预测最常用的方法之一。由于变压器内部不同的故障会产生不同的内部环境，从而产生不同的气体。因此，我们通过分析油中气体的含量、相对百分比等指标，可达到对变压器故障诊断和预测故障发生的目的。

2)振动分析法

变压器内部的短路、绝缘老化等故障都有可能使变压器的绕组产生变形或者使引线的结构产生偏移或扰动。因此，利用这些故障信息，也可以对变压器的故障进行预警。振动分析法就是一种用于监测这种变压器故障的方法，该方法是通过对于变压器的振动信号进行监测及分析，以达到监测变压器运行状态的目的。

3)红外测温法

红外热像技术指的是通过红外探测器来接收被测目标所散发出的红外辐射信号，然后经过放大的处理，转化为标准的视频信号，进而通过监视器来显示出红外的热像图。如果变压器内部存在着引线不良接触、线圈的导体接头处有虚焊、超过负荷运行等一系列情况时，都可能会引起内部导电的回路局部过热，同时，若出现铁芯多点接地情况，也可能产生铁芯过热。红外测温技术就是利用在这些情况时所产生的红外波，进行故障预测。目前，红外热像技术的测温精度较高，在实际应用中可以利用红外图像来分析、监测变压器构件中的各部分温度，然后把温度数据进行纵向及横向比较，对变压器运行状态做出判断和必要的预警。

然而，上述现有的方法均存在一些缺陷。比如目前已有的油中溶解性气体分析方法中，大都是依据固定的几个特征气体指标的静态阈值为预警信号，预测的准确率较低。振动分析法受外部环境影响较大，在相对嘈杂的工作环境下可能会产生较大的干扰，而且变压器内部的有些类型的故障并不能通过机械振动的形式很好的表现出来。红外测温法则必须要额外购进较为精确的红外监测设备，需要投入较多的财力，其次有一些变压器内部的故障，比如局部放电等故障等，通过红外测温技术不能很好的表现出来。基于上述方法的缺陷，油浸式变压器领域迫切的需要一种准确快捷的故障预警方法。

发明内容

鉴于上述，本发明提出了一种基于高维变点估计的油浸式变压器故障预警方法，该方法以油浸式变压器绝缘油内的各种溶解特征气体指标为基础，对多种特征气体指标所组成的高维线性模型的变点(变点指的是某一位置或时刻，在此前后观测值或数据遵循两个不同的模型的点)进行估计，从而得到故障预警时刻。该方法可以根据各种不同的变压器故障，选取多种不同的特征气体指标，进行变压器故障的预测，具有较强的适用性和预测准确度。