CN109945977A - 一种干式变压器热故障诊断方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种干式变压器发热故障诊断方法及***，该方法包括：采集干式变压器的红外图像；获得干式变压器的表面三维温度图谱；建立正常运行条件下及典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库；采用灰色关联分析法计算得到干式变压器可拓灰色关联分析的权函数；建立干式变压器的故障物元模型和干式变压器的现状物元模型；采用所述干式变压器可拓灰色关联分析的权函数，判断干式变压器是否存在典型故障，若存在典型故障则判断故障类型；显示故障类型和故障报警信息。本发明提供的干式变压器热故障诊断方法及***，基于红外三维温度图谱和可拓灰色关联分析法进行干式变压器发热典型故障诊断，提高了故障诊断效率和准确性。

Description

一种干式变压器热故障诊断方法及***

技术领域

本发明涉及电力设备故障检测技术领域，特别是涉及一种干式变压器热故障诊断方法及***。

背景技术

变压器是电力***的重要设备之一，在电力***中起着尤为重要的作用。其中干式变压器具有难燃、安全、维护方便和体积小等特点，近年来在城市的高层建筑和电站等场所得到越来越广泛的应用，及时准确地检测出变压器早期潜伏性故障，是电力***安全、可靠供电的重要保障。干式变压器许多典型故障都会以发热的形式表现出来，因此，通过监测干式变压器的温度分布情况对变压器进行故障诊断尤为必要。

准确获取变压器温度场并非易事，广泛采用的热电偶、光纤传感器测温只能对变压器的几个点进行测量，无法获取变压器温度场分布。传统变压器红外故障诊断技术是基于红外热像传感器拍摄的二维红外图像，事实上，红外热像传感器成像的过程中丢失了深度信息，二维红外图像无法表征物体表面的几何信息及，而三维空间能够更加直观、全面地反映出更多的信息。因此，基于变压器传热原理对红外图谱进行三维重构，获得干式变压器三维温度图谱，对干式变压器进行更准确的故障诊断具有必要性。可拓理论是基于可拓集合的物元分析,能够合理地描述事物的内部结构和彼此间的关系以及事物的变化，进行事物定性和定量的综合分析。在应用可拓理论进行分析时，权函数的确定普遍采用经验法，在求取权重时存在一些主观性，不能客观的反映实际情况，影响干式变压器热故障诊断中各种典型故障诊断的准确性。

发明内容

本发明的目的是提供一种干式变压器热故障诊断方法及***，基于红外三维温度图谱和可拓灰色关联分析法进行干式变压器发热典型故障诊断，提高了故障诊断效率和准确性，并能准确判断故障类型。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种干式变压器发热故障诊断方法，包括以下步骤：

S1)采集干式变压器的红外图像；

S2)根据干式变压器传热原理对红外图像进行三维重构，获得干式变压器的表面三维温度图谱；

S3)采用数值计算法建立正常运行条件下及典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库；

S4)基于正常运行条件下及典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库，分别建立参考矩阵和比较序列，并采用灰色关联分析法计算得到干式变压器可拓灰色关联分析的权函数；

S5)基于典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库，建立干式变压器的故障物元模型；基于干式变压器的表面三维温度图谱，建立干式变压器的现状物元模型；采用所述干式变压器可拓灰色关联分析的权函数，利用可拓灰色关联分析法将现状物元模型与故障物元模型进行对比分析，判断干式变压器是否存在典型故障，若存在典型故障则判断故障类型；

S6)显示干式变压器的表面三维温度图谱，并显示故障类型和故障报警信息。

可选的，所述采集干式变压器的红外图像，具体包括：在距离干式变压器四个角设定距离的位置上分别设置四台红外热像传感器，四台红外热像传感器同步拍摄干式变压器的红外图像。

可选的，所述根据干式变压器传热原理对红外图像进行三维重构，获得干式变压器的表面三维温度图谱，具体包括：

S201)基于热传导原理，根据采集到的干式变压器高压绕组外表面温度计算高压绕组内表面温度分布数据；

S202)基于热辐射原理，由高压绕组内表面温度分布数据计算低压绕组表面温度分布数据；

S203)基于热传导及热辐射原理，由采集到的干式变压器局部铁芯及低压绕组表面温度分布数据计算铁芯的表面温度分布数据；

S204)根据高、低压绕组和铁芯的表面温度分布数据形成干式变压器的三维温度图谱。

可选的，所述采用数值计算法建立正常运行条件下及典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库，具体包括：

建立干式变压器三维温度场的有限元计算模型，对变压器在不同环境温度、负载率、风机开停条件下的正常运行和典型故障情况的温度场分别进行计算，获得干式变压器表面三维温度场分布结果，依据计算结果，建立正常运行条件下及典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库。

可选的，所述基于正常运行条件下及典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库，分别建立参考矩阵和比较序列，并采用灰色关联分析法计算得到干式变压器可拓灰色关联分析的权函数，具体包括：

S401)根据数据库中正常运行条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据建立参考矩阵V₀；

S402)根据数据库中典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据形成比较序列V₁,V₂,L,V_j；

S403)求各点的差序列：

Δ_j(k)＝|v_j(k)-v₀(k)|，

Δ_j＝(Δ_j(1),Δ_j(2),L,Δ_j(t))；

S404)求两极的最大差和最小差：

S405)计算关联系数：

ξ为分辨系数，取ξ＝0.5；

S406)计算关联度：

S407)计算权函数：

可选的，所述基于典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库，建立干式变压器的故障物元模型；基于干式变压器的表面三维温度图谱，建立干式变压器的现状物元模型；采用所述干式变压器可拓灰色关联分析的权函数，利用可拓灰色关联分析法将现状物元模型与故障物元模型进行对比分析，判断干式变压器是否存在典型故障，若存在典型故障则判断故障类型，具体包括：

S501)根据典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据，建立干式变压器典型故障的故障元集：I＝{I₁,I₂,I₃,···,I_i}，设I₁,I₂,I₃,···,I_i为干式变压器可能产生的故障类型，并建立与之相应的特征集合C＝{C₁,C₂,C₃,···,C_n}，各特征分别与所述干式变压器表面的坐标信息相对应，每个特征值的取值范围由干式变压器的表面温度场分布数据库确定；

S502)建立干式变压器典型故障类型的物元模型，若干式变压器发生故障I_i，则相应的故障物元模型为：

S503)建立描述干式变压器现状的现状物元模型：

S504)计算干式变压器的关联矩阵，该干式变压器的关联函数为：

其中：i＝1,2,3,···,n；j＝1,2,3,···,n；

S505)采用所述干式变压器可拓灰色关联分析的权函数W_j，利用可拓灰色关联分析法将现状物元模型与故障物元模型进行对比分析，计算干式变压器与各故障类型的关联程度：

S506)对关联程度进行标准化：

式中：

S507)判断干式变压器是否存在典型故障，若存在典型故障则判断故障类型：

若关联程度λ(I_i)≤0，i＝1,2,3,···,n，则说明该干式变压器不存在典型故障；若λ(I_i)＞0，i＝1,2,3,···,n，则说明该干式变压器存在典型故障，对关联程度大于0的从大到小排序，根据最大可能性原则，判断该干式变压器出现的故障属于关联度最大值对应的故障类型；

若出现两类故障关联程度非常接近并且远大于其他关联程度值，则可以判断该干式变压器同时出现该两类故障。

本发明还提供了一种干式变压器发热故障诊断***，应用于上述干式变压器发热故障诊断方法，所述***包括：

红外图像采集单元，用于采集干式变压器的红外图像；

三维重构单元，用于根据干式变压器传热原理对红外图像进行三维重构，获得干式变压器的表面三维温度图谱；

三维温度场分布数据库建立单元，用于采用数值计算法建立正常运行条件下及典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库；

可拓灰色关联分析的权函数计算单元，用于基于正常运行条件下及典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据，分别建立参考矩阵和比较序列，并采用灰色关联分析法计算得到干式变压器可拓灰色关联分析的权函数；

故障诊断单元，用于基于典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库，建立干式变压器的故障物元模型；基于干式变压器的表面三维温度图谱，建立干式变压器的现状物元模型；采用所述干式变压器可拓灰色关联分析的权函数，利用可拓灰色关联分析法将现状物元模型与故障物元模型进行对比分析，判断干式变压器是否存在典型故障，若存在典型故障则判断故障类型；

状态显示单元，用于显示干式变压器的表面三维温度图谱，并显示故障类型和故障报警信息。

可选的，所述故障诊断单元，具体包括：

物元模型建立模块，用于基于典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库，建立干式变压器的故障物元模型，基于干式变压器的表面三维温度图谱，建立干式变压器的现状物元模型；

故障关联度计算模块，采用所述干式变压器可拓灰色关联分析的权函数，利用可拓灰色关联分析法将现状物元模型与故障物元模型进行对比分析，计算干式变压器与各故障类型的关联程度；

故障判断模块，根据关联程度，判断干式变压器是否存在典型故障，若存在典型故障则判断故障类型。

可选的，所述红外图像采集单元，具体包括：四台红外热像传感器，所述四台红外热像传感器设置在距离干式变压器四个角设定距离的位置，四台红外热像传感器同步拍摄干式变压器的红外图像。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的干式变压器热故障诊断方法及***，通过红外热像传感器实时采集干式变压器的红外图像，并建立红外三维温度图谱，为建立干式变压器的现状物元模型提供基础；基于正常运行条件下及典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库，分别建立参考矩阵和比较序列，并采用灰色关联分析法计算得到干式变压器可拓灰色关联分析的权函数，避免了根据经验法确定权函数的主观性问题，提高了权函数的准确性；利用计算得到的权函数和可拓灰色关联分析法计算干式变压器与各故障类型的关联程度，为故障诊断提供可靠依据，提高了故障诊断效率和准确性，并能准确判断故障类型。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中干式变压器热故障诊断方法的流程图；

图2为本发明实施例中干式变压器热故障诊断***的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种干式变压器热故障诊断方法及***，基于红外三维温度图谱和可拓灰色关联分析法进行干式变压器发热典型故障诊断，提高了故障诊断效率和准确性，并能准确判断故障类型。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例中干式变压器热故障诊断方法的流程图，如图1所示，本发明提供的干式变压器热故障诊断方法，包括以下步骤：

S1)采集干式变压器的红外图像；

S2)根据干式变压器传热原理对红外图像进行三维重构，获得干式变压器的表面三维温度图谱；

S3)采用数值计算法建立正常运行条件下及典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库；

S4)基于正常运行条件下及典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库，分别建立参考矩阵和比较序列，并采用灰色关联分析法计算得到干式变压器可拓灰色关联分析的权函数；

S5)基于典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库，建立干式变压器的故障物元模型；基于干式变压器的表面三维温度图谱，建立干式变压器的现状物元模型；采用所述干式变压器可拓灰色关联分析的权函数，利用可拓灰色关联分析法将现状物元模型与故障物元模型进行对比分析，判断干式变压器是否存在典型故障，若存在典型故障则判断故障类型；

S6)显示干式变压器的表面三维温度图谱，并显示故障类型和故障报警信息。

在步骤S1中，所述采集干式变压器的红外图像，具体包括：在距离干式变压器四个角设定距离的位置上分别设置四台红外热像传感器，四台红外热像传感器同步拍摄干式变压器的红外图像。红外热像传感器与变压器保持设定距离，该设定距离的设定依据是保证拍摄到的图像完整地包含干式变压器的轮廓，并且在图像中呈现合适的比例。红外热传感器实时采集待诊断的干式变压器的红外图像。

在步骤S2中，所述根据干式变压器传热原理对红外图像进行三维重构，获得干式变压器的表面三维温度图谱，具体包括：

S201)基于热传导原理，根据采集到的干式变压器高压绕组外表面温度计算高压绕组内表面温度分布数据；

S202)基于热辐射原理，由高压绕组内表面温度分布数据计算低压绕组表面温度分布数据；

S203)基于热传导及热辐射原理，由采集到的干式变压器局部铁芯及低压绕组表面温度分布数据计算铁芯的表面温度分布数据；

S204)根据高、低压绕组和铁芯的表面温度分布数据形成干式变压器的三维温度图谱。

在步骤S3中，所述采用数值计算法建立正常运行条件下及典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库，具体包括：

建立干式变压器三维温度场的有限元计算模型，对变压器在不同环境温度、负载率、风机开停条件下的正常运行和典型故障情况的温度场分别进行计算，获得干式变压器表面三维温度场分布结果，依据计算结果，建立正常运行条件下及典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库。

在步骤S4中，所述基于正常运行条件下及典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库，分别建立参考矩阵和比较序列，并采用灰色关联分析法计算得到干式变压器可拓灰色关联分析的权函数，具体包括：

S401)根据数据库中正常运行条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据建立参考矩阵V₀；

S402)根据数据库中典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据形成比较序列V₁,V₂,L,V_j；此处典型故障主要包括铁芯多点接地故障、变压器绕组短路故障、变压器风机故障、变压器铁芯局部短路故障；则对应的干式变压器不同故障下表面温度场分布形成比较序列V₁,V₂,V₃,V₄；

S403)求各点的差序列：

Δ_j(k)＝|v_j(k)-v₀(k)|，

Δ_j＝(Δ_j(1),Δ_j(2),L,Δ_j(t))；j＝1,2,3,4；

S404)求两极的最大差和最小差：

S405)计算关联系数：

ξ为分辨系数，取ξ＝0.5；

S406)计算关联度：

S407)计算权函数：

在步骤S5中，所述基于典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库，建立干式变压器的故障物元模型；基于干式变压器的表面三维温度图谱，建立干式变压器的现状物元模型；采用所述干式变压器可拓灰色关联分析的权函数，利用可拓灰色关联分析法将现状物元模型与故障物元模型进行对比分析，判断干式变压器是否存在典型故障，若存在典型故障则判断故障类型，具体包括：

S501)根据典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据，建立干式变压器典型故障的故障元集：I＝{I₁,I₂,I₃,···,I_i}，设I₁,I₂,I₃,···,I_i为干式变压器可能产生的故障类型，并建立与之相应的特征集合C＝{C₁,C₂,C₃,···,C_n}，各特征分别与所取干式变压器表面的坐标信息相对应，每个特征值的取值范围由干式变压器的表面温度场分布数据库确定；设干式变压器可能产生的发热故障中的典型故障如下所示四种：

I₁——铁芯多点接地故障

I₂——变压器绕组短路故障

I₃——变压器风机故障

I₄——变压器铁芯局部短路故障；则对应的干式变压器不同故障下表面温度场分布形成比较序列V₁,V₂,V₃,V₄；

S502)建立干式变压器典型故障类型的物元模型，若干式变压器发生故障I_i，则相应的故障物元模型为：

S503)建立描述干式变压器现状的现状物元模型：

S504)计算干式变压器的关联矩阵，该干式变压器的关联函数为：

其中：i＝1,2,3,4；j＝1,2,3,4；

S505)采用所述干式变压器可拓灰色关联分析的权函数W_j，利用可拓灰色关联分析法将现状物元模型与故障物元模型进行对比分析，计算干式变压器与各故障类型的关联程度：

S506)对关联程度进行标准化：

式中：

S507)判断干式变压器是否存在典型故障，若存在典型故障则判断故障类型：

若关联程度λ(I_i)≤0,i＝1,2,3,4，则说明该干式变压器不存在典型故障；若λ(I_i)＞0，i＝1,2,3,4，则说明该干式变压器存在典型故障，对关联程度大于0的从大到小排序，根据最大可能性原则，判断该干式变压器出现的故障属于关联度最大值对应的故障类型；

若出现两类故障关联程度非常接近并且远大于其他关联程度值，则可以判断该干式变压器同时出现该两类故障。

本申请实施例中涉及的i,j,k,t均为1，2，3，...，n的自然数。

本发明还提供了一种干式变压器发热故障诊断***，应用于上述干式变压器发热故障诊断方法，所述***包括：

红外图像采集单元，用于采集干式变压器的红外图像；

三维重构单元，用于根据干式变压器传热原理对红外图像进行三维重构，获得干式变压器的表面三维温度图谱；

三维温度场分布数据库建立单元，用于采用数值计算法建立正常运行条件下及典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库；

可拓灰色关联分析的权函数计算单元，用于基于正常运行条件下及典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据，分别建立参考矩阵和比较序列，并采用灰色关联分析法计算得到干式变压器可拓灰色关联分析的权函数；

故障诊断单元，用于基于典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库，建立干式变压器的故障物元模型；基于干式变压器的表面三维温度图谱，建立干式变压器的现状物元模型；采用所述干式变压器可拓灰色关联分析的权函数，利用可拓灰色关联分析法将现状物元模型与故障物元模型进行对比分析，判断干式变压器是否存在典型故障，若存在典型故障则判断故障类型；

状态显示单元，用于显示干式变压器的表面三维温度图谱，并显示故障类型和故障报警信息。

所述故障诊断单元，具体包括：

物元模型建立模块，用于基于典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库，建立干式变压器的故障物元模型，基于干式变压器的表面三维温度图谱，建立干式变压器的现状物元模型；

故障关联度计算模块，采用所述干式变压器可拓灰色关联分析的权函数，利用可拓灰色关联分析法将现状物元模型与故障物元模型进行对比分析，计算干式变压器与各故障类型的关联程度；

故障判断模块，根据关联程度，判断干式变压器是否存在典型故障，若存在典型故障则判断故障类型。

所述红外图像采集单元，具体包括：四台红外热像传感器，所述四台红外热像传感器设置在距离干式变压器四个角设定距离的位置，四台红外热像传感器同步拍摄干式变压器的红外图像。

本发明提供的干式变压器热故障诊断方法及***，通过红外热像传感器实时采集干式变压器的红外图像，并建立红外三维温度图谱，为建立干式变压器的现状物元模型提供基础；基于正常运行条件下及典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库，分别建立参考矩阵和比较序列，并采用灰色关联分析法计算得到干式变压器可拓灰色关联分析的权函数，避免了经验法确定权函数的主观性问题；利用计算得到的权函数和可拓灰色关联分析法计算干式变压器与各故障类型的关联程度，为故障诊断提供可靠依据，提高了故障诊断效率和准确性，并能准确判断故障类型。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的***而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种干式变压器发热故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1)采集干式变压器的红外图像；

S2)根据干式变压器传热原理对红外图像进行三维重构，获得干式变压器的表面三维温度图谱；

S3)采用数值计算法建立正常运行条件下及典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库；

S4)基于正常运行条件下及典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库，分别建立参考矩阵和比较序列，并采用灰色关联分析法计算得到干式变压器可拓灰色关联分析的权函数；

S5)基于典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库，建立干式变压器的故障物元模型；基于干式变压器的表面三维温度图谱，建立干式变压器的现状物元模型；采用所述干式变压器可拓灰色关联分析的权函数，利用可拓灰色关联分析法将现状物元模型与故障物元模型进行对比分析，判断干式变压器是否存在典型故障，若存在典型故障则判断故障类型；

S6)显示干式变压器的表面三维温度图谱，并显示故障类型和故障报警信息。

2.根据权利要求1所述的干式变压器发热故障诊断方法，其特征在于，所述采集干式变压器的红外图像，具体包括：在距离干式变压器四个角设定距离的位置上分别设置四台红外热像传感器，四台红外热像传感器同步拍摄干式变压器的红外图像。

3.根据权利要求1所述的干式变压器发热故障诊断方法，其特征在于，所述根据干式变压器传热原理对红外图像进行三维重构，获得干式变压器的表面三维温度图谱，具体包括：

S201)基于热传导原理，根据采集到的干式变压器高压绕组外表面温度计算高压绕组内表面温度分布数据；

S202)基于热辐射原理，由高压绕组内表面温度分布数据计算低压绕组表面温度分布数据；

S203)基于热传导及热辐射原理，由采集到的干式变压器局部铁芯及低压绕组表面温度分布数据计算铁芯的表面温度分布数据；

S204)根据高、低压绕组和铁芯的表面温度分布数据形成干式变压器的三维温度图谱。

4.根据权利要求1所述的干式变压器发热故障诊断方法，其特征在于，所述采用数值计算法建立正常运行条件下及典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库，具体包括：

建立干式变压器三维温度场的有限元计算模型，对变压器在不同环境温度、负载率、风机开停条件下的正常运行和典型故障情况的温度场分别进行计算，获得干式变压器表面三维温度场分布结果，依据计算结果，建立正常运行条件下及典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库。

5.根据权利要求1所述的干式变压器发热故障诊断方法，其特征在于，所述基于正常运行条件下及典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库，分别建立参考矩阵和比较序列，并采用灰色关联分析法计算得到干式变压器可拓灰色关联分析的权函数，具体包括：

S401)根据数据库中正常运行条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据建立参考矩阵V₀；

S402)根据数据库中典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据形成比较序列V₁,V₂,L,V_j；

S403)求各点的差序列：

Δ_j(k)＝|v_j(k)-v₀(k)|，

Δ_j＝(Δ_j(1),Δ_j(2),L,Δ_j(t))；

S404)求两极的最大差和最小差：

S405)计算关联系数：

ξ为分辨系数，取ξ＝0.5；

S406)计算关联度：

S407)计算权函数：

6.根据权利要求5所述的干式变压器发热故障诊断方法，其特征在于，所述基于典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库，建立干式变压器的故障物元模型；基于干式变压器的表面三维温度图谱，建立干式变压器的现状物元模型；采用所述干式变压器可拓灰色关联分析的权函数，利用可拓灰色关联分析法将现状物元模型与故障物元模型进行对比分析，判断干式变压器是否存在典型故障，若存在典型故障则判断故障类型，具体包括：

S501)根据典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据，建立干式变压器典型故障的故障元集：I＝{I₁,I₂,I₃,…,I_i}，设I₁,I₂,I₃,···,I_i为干式变压器可能产生的多个故障类型，并建立与之相应的特征集合C＝{C₁,C₂,C₃,…,C_n}，各特征分别与所述干式变压器表面的坐标信息相对应，每个特征值的取值范围由干式变压器的表面温度场分布数据库确定；

S502)建立干式变压器典型故障类型的物元模型，若干式变压器发生故障I_i，则相应的故障物元模型为：

S503)建立描述干式变压器现状的现状物元模型：

S504)计算干式变压器的关联矩阵，该干式变压器的关联函数为：

其中：i＝1,2,3,…,n；j＝1,2,3,…,n；

S505)采用所述干式变压器可拓灰色关联分析的权函数W_j，利用可拓灰色关联分析法将现状物元模型与故障物元模型进行对比分析，计算干式变压器与各故障类型的关联程度：

S506)对关联程度进行标准化：

式中：

S507)判断干式变压器是否存在典型故障，若存在典型故障则判断故障类型：

若关联程度λ(I_i)≤0，i＝1,2,3,…,n，则说明该干式变压器不存在典型故障；若λ(I_i)＞0，i＝1,2,3,···,n，则说明该干式变压器存在典型故障，对关联程度大于0的从大到小排序，根据最大可能性原则，判断该干式变压器出现的故障属于关联度最大值对应的故障类型；

若出现两类故障关联程度非常接近并且远大于其他关联程度值，则可以判断该干式变压器同时出现该两类故障。

7.一种干式变压器发热故障诊断***，其特征在于，所述***包括：

红外图像采集单元，用于采集干式变压器的红外图像；

三维重构单元，用于根据干式变压器传热原理对红外图像进行三维重构，获得干式变压器的表面三维温度图谱；

三维温度场分布数据库建立单元，用于采用数值计算法建立正常运行条件下及典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库；

可拓灰色关联分析的权函数计算单元，用于基于正常运行条件下及典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据，分别建立参考矩阵和比较序列，并采用灰色关联分析法计算得到干式变压器可拓灰色关联分析的权函数；

故障诊断单元，用于基于典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库，建立干式变压器的故障物元模型；基于干式变压器的表面三维温度图谱，建立干式变压器的现状物元模型；采用所述干式变压器可拓灰色关联分析的权函数，利用可拓灰色关联分析法将现状物元模型与故障物元模型进行对比分析，判断干式变压器是否存在典型故障，若存在典型故障则判断故障类型；

状态显示单元，用于显示干式变压器的表面三维温度图谱，并显示故障类型和故障报警信息。

8.根据权利要求7所述的干式变压器发热故障诊断***，其特征在于，所述故障诊断单元，具体包括：

物元模型建立模块，用于基于典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库，建立干式变压器的故障物元模型，基于干式变压器的表面三维温度图谱，建立干式变压器的现状物元模型；

故障关联度计算模块，采用所述干式变压器可拓灰色关联分析的权函数，利用可拓灰色关联分析法将现状物元模型与故障物元模型进行对比分析，计算干式变压器与各故障类型的关联程度；

故障判断模块，根据关联程度，判断干式变压器是否存在典型故障，若存在典型故障则判断故障类型。

9.根据权利要求7所述的干式变压器发热故障诊断***，其特征在于，所述红外图像采集单元，具体包括：四台红外热像传感器，所述四台红外热像传感器设置在距离干式变压器四个角设定距离的位置，四台红外热像传感器同步拍摄干式变压器的红外图像。