[发明专利]基于扫描阻抗法及支持向量机的变压器绕组变形分类方法

权利要求书

1.基于扫描阻抗法及支持向量机的变压器绕组变形分类方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：在变压器运行正常情况下，将变压器绕组一侧首末端短接，另一侧注入正弦电压扫频信号信号经过放大后，通过在首末端连接采样电阻R，得到变压器绕组首端激励信号末端响应信号及短路电流以此计算得到短路阻抗Z_k(jω)；

步骤2：根据步骤1得到的短路阻抗Z_k(jω)的幅值|Z_k(jω)|和相位ω的测试数据，构建正常变压器的扫描阻抗幅频曲线和相频曲线作为指纹轨迹；

步骤3：当变压器发生绕组轻微变形故障时，在相同的测试条件下，采用相同方法，测量不同变形情况的变压器绕组首端激励信号末端响应信号及短路电流以此计算得到短路阻抗Z_kf(jω)；

步骤4：根据步骤3得到的短路阻抗Z_kf(jω)的幅值|Z_kf(jω)|和相位ω_f的测试数据，构建不同变形状态下的扫描阻抗幅频曲线和相频曲线轨迹，构建绕组微小变形特征曲线库；

步骤5：将步骤4所构建的扫描阻抗幅频曲线和相频曲线轨迹，与步骤2所构建的指纹轨迹作对比分析；并在扫频阻抗复数条件下，基于统计学指标和扫描阻抗波形特征确定扫频阻抗实部相关系数CC1、扫频阻抗虚部相关系数CC2、谐振点向量欧式距离VD、幅频谐振点加权频率函数值W_f1、相频零点加权频率函数值W_f2、工频时的短路阻抗幅值偏差、工频时短路阻抗相位偏差，组成特征向量；根据不同绕组变形曲线，构建绕组微小变形特征向量库；

步骤6：据步骤5利用不同类型的绕组轻微变形的扫描阻抗幅频曲线和相频曲线轨迹特征差异构建的特征向量库，用采用粒子群算法优化后的支持向量机，对绕组变形进行分类，根据分类结果最终确定变压器绕组的变形类型。

2.根据权利要求1所述基于扫描阻抗法及支持向量机的变压器绕组变形分类方法，其特征在于：所述步骤1中，变压器绕组首端激励信号末端响应信号短路电流短路阻抗Z_k(jω)，为变压器绕组正常状态时的相关测试数据，通过数据采集卡获取变压器绕组首端激励信号末端响应信号短路电流的值，据此再通过数学计算得到短路阻抗Z_k(jω)。

3.根据权利要求1所述基于扫描阻抗法及支持向量机的变压器绕组变形分类方法，其特征在于：所述步骤2中，扫描阻抗幅频曲线和相频曲线中，幅频曲线是在10Hz～1MHz的频率下的短路阻抗幅值曲线，相频曲线是在10Hz～1MHz的频率下的短路阻抗相位值曲线。

4.根据权利要求1所述基于扫描阻抗法及支持向量机的变压器绕组变形分类方法，其特征在于：所述步骤3中，相同的测试条件下，是指：

步骤3变压器所加正弦电压扫频信号与步骤1所加电压信号的位置和大小均相同；

步骤3中变压器首末端所接采样电阻大小与步骤1中所加首末端采样电阻完全相同；

步骤3与步骤1的其它影响测试结果的测试条件也完全相同。

5.根据权利要求1所述基于扫描阻抗法及支持向量机的变压器绕组变形分类方法，其特征在于：所述步骤5中，将步骤4所构建的扫描阻抗幅频曲线和相频曲线轨迹，与步骤2所构建的指纹轨迹对比分析，对比分析后可以发现：不同的绕组变形类型曲线轨迹与指纹轨迹的曲线整体趋势、幅频曲线谐振点大小和频率位置、相频曲线零点频率位置、以及工频时的短路阻抗幅值和相位将有所不同，步骤5中特征向量的特征参数是对绕组变形情况的特征表示。

6.根据权利要求1所述基于扫描阻抗法及支持向量机的变压器绕组变形分类方法，其特征在于：所述步骤6中，通过支持向量机利用特征向量对绕组变形类型进行分类，支持向量机的svmtrain的惩罚参数c和核函数参数g影响支持向量机的分类结果；使用粒子群算法对其进行优化，提高其分类的准确率；通过对绕组变形结果进行分类，最终确定绕组的变形类型。