[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

说明书

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，根据变压器绕组结构仿真模型求得的绕组分布参数，建立变压器绕组集中参数电路模型；充分考虑各种故障与电力参数影响，模拟绕组的轴向、径向和匝间短路故障，通过在绕组首端注入频率为600kHz～1MHz范围的扫频信号，测得绕组首端和末端电流数据，构建绕组故障特征曲线数据库；由首、末端电流特征曲线的差异性获得了不同绕组故障的特征向量库；利用支持向量机和电流偏差系数对绕组故障进行类型识别、故障位置确定。本发明方法采用了支持向量机对绕组的故障类型进行识别，提高了故障识别的准确性；同时只需要获取故障的电流偏差系数值即可确定故障发生的位置。

技术领域

本发明涉及电力变压器绕组故障检测领域，具体涉及一种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。

背景技术

电力变压器是电力传输的关键设备，因此其安全稳定的运行对于电网安全生产有着至关重要的意义。由于国家经济的快速发展，对于电力的需求也不断的增长，从而也导致在电力系统中的短路电流不断增大。根据相关的统计结果可知，在变压器故障类型中，由变压器绕组变形引起的故障比例占到变压器所有故障总和的三分之一。短路电流和安装的机械冲击都可能造成变压器的绕组变形，其中由绕组中短路电流而产生的轴向力和径向力造成变压器绕组移位、鼓包以及扭曲等变形，这是绕组变形最常见的形式。变压器绕组重大故障通常是由很微小的变形经过长时间的积累从而产生的，这也给电网安全运行带来了巨大的隐患。因此为了防范变压器的故障危害，对绕组故障检测是十分必要的

针对已有的利用电流偏差系数法来对变压器绕组故障进行检测的相关研究，现有的技术文献“沈明,尹毅,吴建东,等.变压器绕组变形在线监测实验研究[J].电工技术学报,2015,29(11):184-190.”和“沈明.电流偏差法在绕组变形在线监测中的应用研究[D].上海交通大学,2015.”。这些文献虽采用了电流偏差系数来对故障进行诊断，但是还存在不足之处，主要表现在：①上述文献所采用的是固定频率的高频信号，但是当频率改变时，所得到的电流偏差系数值会有很大的差异，这将严重影响绕组故障的诊断；②上述文献中对故障类型仿真时，故障类型与电力参数变化考虑不够充分，没有考虑电感等参数的影响，只利用电容变化对故障类型进行粗略的模拟，从而造成故障类型诊断正确率不高；③对于故障类型进行诊断时，只简单采用电流偏差系数这一种指标，诊断需要人工进行判定，不够方便简单。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种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，采用了支持向量机对绕组的故障类型进行识别，提高了故障识别的准确性；同时只需要获取故障的电流偏差系数值即可确定故障发生的位置，为检修人员快速排查故障提供一种新的方法。

本发明采取的技术方案为：

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，根据变压器绕组结构仿真模型求得的绕组分布参数，建立变压器绕组集中参数电路模型；充分考虑各种故障与电力参数影响，模拟绕组的轴向、径向和匝间短路故障，通过在绕组首端注入频率为600kHz～1MHz范围的扫频信号，测得绕组首端和末端电流数据，构建绕组故障特征曲线数据库；由首、末端电流特征曲线的差异性获得了不同绕组故障的特征向量库；利用支持向量机和电流偏差系数对绕组故障进行类型识别、故障位置确定。

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，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；