[发明专利]基于支持向量机和电流偏差系数的变压器绕组故障类型识别方法

权利要求书

1.基于支持向量机和电流偏差系数的变压器绕组故障类型识别方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：根据变压器绕组的结构尺寸、位置、材料属性建立变压器绕组结构仿真模型，采用有限元法计算得到变压器绕组的分布电容、电感参数；

步骤2：根据步骤1中获取的分布电容、电感参数，建立变压器绕组集中参数电路模型；变压器绕组正常情况下，在变压器绕组集中参数电路模型注入正弦扫频信号，获取绕组首端电流I_a(f)、末端电流I_b(f)，同时将首端电流I_a(f)、末端电流I_b(f)作为指纹数据；

步骤3：利用仿真电路模拟绕组的各种故障情况，在相同的测试条件下，获取绕组不同故障下的首端电流、末端电流分别为构建绕组故障特征曲线数据库；

步骤4：将步骤3和步骤2中获得的首端电流、末端电流曲线进行比对分析，确定首端电流数据差值sc、末端电流数据差值mc、电流偏差系数CDC组成特征向量，根据不同的绕组故障类型得到特征向量库；

步骤5：根据步骤4利用不同的绕组故障类型得到的特征向量库，采用支持向量机对绕组故障进行识别，根据识别结果确定绕组的故障类型；再利用电流偏差系数CDC特征向量进一步确定绕组的故障位置。

2.根据权利要求1所述基于支持向量机和电流偏差系数的变压器绕组故障类型识别方法，其特征在于：所述步骤2中，在变压器绕组集中参数电路模型首端注入的正弦信号为600kHz～1MHz范围的低压高频扫频信号，获取的变压器绕组集中参数电路模型首端电流、末端电流分别为绕组的一次侧和二次侧的电流数据。

3.根据权利要求1所述基于支持向量机和电流偏差系数的变压器绕组故障类型识别方法，其特征在于：所述步骤3中，由建立的变压器绕组集中参数电路模型来对故障进行模拟时，通过改变电路中不同的电力参数值来模拟不同的故障类型。

4.根据权利要求1所述基于支持向量机和电流偏差系数的变压器绕组故障类型识别方法，其特征在于：所述步骤3中，相同的测试条件指得是：步骤3中所加的正弦扫频信号与步骤2中所述正弦扫频信号大小和所施加的位置相同；同时步骤3中变压器绕组集中参数电路模型首、末端的采样电阻的阻值大小相同。

5.根据权利要求1所述基于支持向量机和电流偏差系数的变压器绕组故障类型识别方法，其特征在于：所述步骤3中，仿真所得到故障的电流数据包括：不同故障类型发生时所处的绕组的位置不同的首末端电流数据；不同故障类型发生在相同位置，但发生故障时故障程度不同的电流数据；故障程度为5％、10％、15％、20％、25％五种等级，故障位置为绕组各饼不同位置。

6.根据权利要求1所述基于支持向量机和电流偏差系数的变压器绕组故障类型识别方法，其特征在于：所述步骤4中，首端电流数据差值sc、末端电流数据差值mc计算公式为：

式中：I₁(f)表示绕组健康状态时第i个频率下所测的首端的电流值；表示绕组故障时第i个频率下所测的首端的电流值；

式中：I₁(f)’表示绕组健康状态时第i个频率下所测的末端的电流值；表示绕组故障时第i个频率下所测的末端的电流值；

所述步骤4中，电流偏差系数CDC值计算公式为：

式中：I_a(f)和分别I_b(f)是绕组健康状态时第i个频率下所测的首、末两端的电流值；和分别是绕组故障时第i个频率下所测的首、末端的电流值。

7.根据权利要求1所述基于支持向量机和电流偏差系数的变压器绕组故障类型识别方法，其特征在于：所述步骤5中，绕组故障类型主要包括：轴向变形、径向变形、匝间短路、整体位移故障类型；基于故障特征向量库利用支持向量机对绕组故障类型进行识别时，需要将特征向量设置标签分类，根据所需要识别的故障类型，设置的标签为1、2、3、、、n；相同类型的绕组故障特征向量要设置为相同的类别标签，不同的类型的故障设置为不同的标签，其中相同类型还包括同一故障类型同一故障程度发生在不同位置，同一故障类型发生在同一故障位置，但是故障程度不同时，进行标记设置是也为同一标记。