CN110514295B - 一种利用svd分解的变压器运行状态振声检测信号滤波方法和*** - Google Patents
一种利用svd分解的变压器运行状态振声检测信号滤波方法和*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN110514295B CN110514295B CN201910818163.3A CN201910818163A CN110514295B CN 110514295 B CN110514295 B CN 110514295B CN 201910818163 A CN201910818163 A CN 201910818163A CN 110514295 B CN110514295 B CN 110514295B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- matrix
- signal sequence
- vibration
- transformer
- ith
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H17/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves, not provided for in the preceding groups
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
技术领域
本发明涉及电力领域,尤其涉及一种变压器运行状态振声检测信号的滤波方法和***。
背景技术
随着智能电网的高速发展,电力设备安全稳定运行显得尤其重要。目前,对超高压及以上电压等级的电力设备开展运行状态检测,尤其是对异常状态的检测显得愈加重要和迫切。电力变压器作为电力***的重要组成部分,是变电站中最重要的电气设备之一,其可靠运行关系到电网的安全。一般而言,变压器的异常状态可分为铁芯异常与绕组异常。铁芯异常主要表现为铁芯饱和,绕组异常通常包括绕组变形、绕组松动等。
变压器异常状态检测的基本原理是提取变压器运行中的各特征量,分析、辨识并跟踪特征量以此监测变压器的异常运行状态。检测方法按照接触程度可分为侵入式检测和非侵入式检测;按照是否需停机检测可分为带电检测和停电检测;按照检测量类型可以分为电气量法和非电气量法等。相比而言,非侵入式检测可移植性强,安装更方便;带电检测不影响变压器运行;非电气量法与电力***无电气连接,更为安全。当前变压器运行状态的常用检测方法中,包括检测局部放电的脉冲电流法和超声波检测法、检测绕组变形的频率响应法以及检测机械及电气故障的振动检测法等。这些检测方法主要检测变压器绝缘状况及机械结构状况,其中以变压器振动信号(振声)的检测最为全面,对于大部分变压器故障及异常状态均能有所反应。
变压器在运行过程中,铁芯硅钢片的磁致伸缩与绕组电动力引起的振动会向四周辐射不同幅值和频率的振声信号。变压器正常运行时对外发出的是均匀的低频噪声;如果发出不均匀声音,则属不正常现象。变压器在不同运行状态下会发出有区别性的声音,可通过对其发出声音的检测,掌握变压器的运行状况。值得关注的是,对变压器不同运行状态下发出声音的检测不仅可以检测很多种引起电气量变化的严重故障,还可以检测许多并未危及绝缘的没有引起电气量变化的异常状态,比如变压器内外部零部件松动等。
由于振声检测方法利用了变压器发出的震动信号,很容易受到环境噪声的影响,因此如何有效地识别振声与噪声,是此方法能否成功的关键。现在常用的方法,对此问题重视不够,还未采取有效的措施解决此问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用SVD分解的变压器运行状态振声检测信号滤波方法和***,所提出的方法利用了变压器振声信号延迟矩阵的特征矢量的低秩性质,根据低秩矩阵恢复原理实现背景噪声(包括异常点)滤除。所提出的方法具有较好的鲁棒性,计算简单。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种利用SVD分解的变压器运行状态振声检测信号滤波方法,包括:
步骤1,输入实测的振声信号序列S;
一种利用SVD分解的变压器运行状态振声检测信号滤波***,包括:
获取模块,输入实测的振声信号序列S;
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:
虽然变压器振声检测方法在变压器运行状态监测中有着广泛的应用,且技术相对成熟,但是由于振声检测方法利用了变压器发出的振动信号,很容易受到环境噪声的影响,所以此方法在实际工作环境中应用时常常得不到令人满意的结果。
本发明的目的是提供一种利用SVD分解的变压器运行状态振声检测信号滤波方法和***,所提出的方法利用了变压器振声信号延迟矩阵的特征矢量的低秩性质,根据低秩矩阵恢复原理实现背景噪声(包括异常点)滤除。所提出的方法具有较好的鲁棒性,计算简单。
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,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为本发明的方法流程示意图;
图2为本发明的***结构示意图;
图3为本发明具体实施案例的流程示意图。
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。
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1一种利用SVD分解的变压器运行状态振声检测信号滤波方法的流程示意图
图1为本发明一种利用SVD分解的变压器运行状态振声检测信号滤波方法的流程示意图。如图1所示,所述的一种利用SVD分解的变压器运行状态振声检测信号滤波方法具体包括以下步骤:
步骤1,输入实测的振声信号序列S;
所述步骤2之前,所述方法还包括:
步骤3,求取所述延迟矩阵D及其转换矢量di(i=1,2,...,N)。
所述步骤3包括:
步骤301,生成所述延迟矩阵,具体为:
其中
si,i=1,2,...,N是信号序列S中的第i个元素。
0M:M×M维的全零矩阵。
步骤302,生成转换矩阵E,具体为:
E=[0K IM+1 0N-K]
其中
IM+1:[M+1]×[M+1]维的单位矩阵
0K:K×K维的全零矩阵
0N-K:[N-K]×[N-K]维的全零矩阵
步骤303,对延迟矩阵D进行SVD分解,具体为:
其中:
U为矩阵D的特征矢量矩阵
V为矩阵U的伴随矩阵
ui为矩阵U的第i列元素
vi为矩阵V的第i列元素
σi为矩阵D的第i个特征值
*T为矩阵的转置运算
步骤304,求取转换矢量,具体为:
di为延迟矩阵D的第i个转换矢量。
图2一种利用SVD分解的变压器运行状态振声检测信号滤波***的结构意图
图2为本发明一种利用SVD分解的变压器运行状态振声检测信号滤波***的结构示意图。如图2所示,所述一种利用SVD分解的变压器运行状态振声检测信号滤波***包括以下结构:
获取模块401,输入实测的振声信号序列S;
所述的***,还包括:
计算模块403,求取所述延迟矩阵D及其转换矢量di(i=1,2,...,N)。
下面提供一个具体实施案例,进一步说明本发明的方案
图3为本发明具体实施案例的流程示意图。如图3所示,具体包括以下步骤:
1.输入实测的振声信号序列
S=[s1,s2,...,sN-1,sN]
其中:
S:实测振声信号数据序列,长度为N
si,i=1,2,...,N:序号为i的实测振声信号
2.生成延迟矩阵
其中
si,i=1,2,...,N是信号序列S中的第i个元素。
0M:M×M维的全零矩阵。
3.生成转换矩阵
E=[0K IM+1 0N-K]
其中
IM+1:[M+1]×[M+1]维的单位矩阵
0K:K×K维的全零矩阵
0N-K:[N-K]×[N-K]维的全零矩阵
4.对延迟矩阵进行SVD分解
其中:
U为矩阵D的特征矢量矩阵
V为矩阵U的伴随矩阵
ui为矩阵U的第i列元素
vi为矩阵V的第i列元素
σi为矩阵D的第i个特征值
*T为矩阵的转置运算
5.求取转换矢量
di为延迟矩阵D的第i个转换矢量。
6.滤波
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,所以描述较为简单,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 (1)
1.一种利用SVD分解的变压器运行状态振声检测信号滤波方法,其特征在于,包括:
步骤1,输入实测的振声信号序列S;
步骤2,生成延迟矩阵D,具体为:
其中:
si,i=1,2,…,N是信号序列S中的第i个元素;
0M:M×M维的全零矩阵;
步骤3,生成转换矩阵E,具体为:
E=[0K IM+1 0N-K];
其中:
IM+1:[M+1]×[M+1]维的单位矩阵;
0K:K×K维的全零矩阵;
0N-K:[N-K]×[N-K]维的全零矩阵;
步骤4,对延迟矩阵D进行SVD分解,具体为:
其中:
U为矩阵D的特征矢量矩阵;
V为矩阵U的伴随矩阵;
ui为矩阵U的第i列元素;
vi为矩阵V的第i列元素;
σi为矩阵D的第i个特征值;
*T为矩阵的转置运算;
步骤5,求取转换矢量,具体为:
di为延迟矩阵D的第i个转换矢量;
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910818163.3A CN110514295B (zh) | 2019-08-31 | 2019-08-31 | 一种利用svd分解的变压器运行状态振声检测信号滤波方法和*** |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910818163.3A CN110514295B (zh) | 2019-08-31 | 2019-08-31 | 一种利用svd分解的变压器运行状态振声检测信号滤波方法和*** |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110514295A CN110514295A (zh) | 2019-11-29 |
CN110514295B true CN110514295B (zh) | 2021-04-06 |
Family
ID=68628831
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910818163.3A Expired - Fee Related CN110514295B (zh) | 2019-08-31 | 2019-08-31 | 一种利用svd分解的变压器运行状态振声检测信号滤波方法和*** |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110514295B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20210278476A1 (en) * | 2020-03-09 | 2021-09-09 | Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. | System and Method of Fault Detection Based on Robust Damped Signal Demixing |
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010271073A (ja) * | 2009-05-19 | 2010-12-02 | Nissin Electric Co Ltd | 機器の異常診断装置 |
JP5582063B2 (ja) * | 2011-02-21 | 2014-09-03 | Jfeスチール株式会社 | 電力変換器の故障診断方法、及び故障診断装置 |
JP5631915B2 (ja) * | 2012-03-29 | 2014-11-26 | 株式会社東芝 | 音声合成装置、音声合成方法、音声合成プログラムならびに学習装置 |
CN105973621A (zh) * | 2016-05-02 | 2016-09-28 | 国家电网公司 | 一种基于异常振动分析的gis机械故障诊断方法和*** |
CN107101714A (zh) * | 2017-05-09 | 2017-08-29 | 华北电力大学(保定) | 一种基于多测点振动信号特征的变压器健康状况评估方法 |
CN107271809A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-10-20 | 国家电网公司 | 一种面向大数据应用的电力设备状态量动态阈值获取方法 |
CN107894969A (zh) * | 2017-09-13 | 2018-04-10 | 中国石油大学(华东) | 一种基于趋势分析的变压器潜伏性故障预警方法 |
CN107907778A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-04-13 | 华北电力大学(保定) | 一种基于多特征参量的变压器综合故障诊断方法 |
CN108664741A (zh) * | 2018-05-14 | 2018-10-16 | 平顶山学院 | 基于时间序列模型特征的变电站故障检测方法 |
CN109359271A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-02-19 | 浙江大学 | 一种基于逻辑回归的变压器绕组变形程度在线检测方法 |
CN109443528A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-03-08 | 国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司 | 一种基于振动信号分析的变压器故障诊断***及其诊断方法 |
CN109708748A (zh) * | 2019-02-01 | 2019-05-03 | 国网山东省电力公司昌乐县供电公司 | 变电站gis组合电器振动及噪声异常故障定位方法 |
CN110031089A (zh) * | 2019-05-15 | 2019-07-19 | 广东石油化工学院 | 一种变压器运行状态振声检测信号的滤波方法和装置 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103077402B (zh) * | 2012-12-28 | 2016-05-11 | 国家电网公司 | 基于奇异值分解算法的变压器局部放电模式识别方法 |
CN104677485B (zh) * | 2015-03-17 | 2017-12-08 | 国家电网公司 | 配电变压器铁芯振动信号特征量提取方法 |
CN107345834B (zh) * | 2017-07-11 | 2020-06-23 | 中国人民解放军空军工程大学 | 基于共振加强奇异值分解的线性窄带滤波方法 |
CN107727228B (zh) * | 2017-07-11 | 2019-12-31 | 中国人民解放军空军工程大学 | 基于共振加强奇异值分解的声场模态分析方法 |
-
2019
- 2019-08-31 CN CN201910818163.3A patent/CN110514295B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010271073A (ja) * | 2009-05-19 | 2010-12-02 | Nissin Electric Co Ltd | 機器の異常診断装置 |
JP5582063B2 (ja) * | 2011-02-21 | 2014-09-03 | Jfeスチール株式会社 | 電力変換器の故障診断方法、及び故障診断装置 |
JP5631915B2 (ja) * | 2012-03-29 | 2014-11-26 | 株式会社東芝 | 音声合成装置、音声合成方法、音声合成プログラムならびに学習装置 |
CN105973621A (zh) * | 2016-05-02 | 2016-09-28 | 国家电网公司 | 一种基于异常振动分析的gis机械故障诊断方法和*** |
CN107101714A (zh) * | 2017-05-09 | 2017-08-29 | 华北电力大学(保定) | 一种基于多测点振动信号特征的变压器健康状况评估方法 |
CN107271809A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-10-20 | 国家电网公司 | 一种面向大数据应用的电力设备状态量动态阈值获取方法 |
CN107894969A (zh) * | 2017-09-13 | 2018-04-10 | 中国石油大学(华东) | 一种基于趋势分析的变压器潜伏性故障预警方法 |
CN107907778A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-04-13 | 华北电力大学(保定) | 一种基于多特征参量的变压器综合故障诊断方法 |
CN108664741A (zh) * | 2018-05-14 | 2018-10-16 | 平顶山学院 | 基于时间序列模型特征的变电站故障检测方法 |
CN109443528A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-03-08 | 国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司 | 一种基于振动信号分析的变压器故障诊断***及其诊断方法 |
CN109359271A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-02-19 | 浙江大学 | 一种基于逻辑回归的变压器绕组变形程度在线检测方法 |
CN109708748A (zh) * | 2019-02-01 | 2019-05-03 | 国网山东省电力公司昌乐县供电公司 | 变电站gis组合电器振动及噪声异常故障定位方法 |
CN110031089A (zh) * | 2019-05-15 | 2019-07-19 | 广东石油化工学院 | 一种变压器运行状态振声检测信号的滤波方法和装置 |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
《Evolution of transformer health index in the form of mathematical equation》;A.AzmiJ.Jasni;《Renewable and Sustainable Energy Reviews》;20170930;全文 * |
《基于可听声的变压器故障诊断技术综述》;谢荣斌;《宁夏电力》;20170428;全文 * |
《基于振动信号分析方法的电力变压器状态评估研究》;徐樊浩;《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》;20180315;第24页-第27页 * |
《基于盲源分离的电力变压器振声自适应提取与异常状态检测方法》;刘晗;《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》;20190115;全文 * |
刘勇.《 基于动态阈值的变压器异常状态检测》.《电测与仪表》.2017, * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110514295A (zh) | 2019-11-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110031089B (zh) | 一种变压器运行状态振声检测信号的滤波方法和装置 | |
CN110703149A (zh) | 一种利用字符间距的变压器运行状态振声检测方法和*** | |
CN110514295B (zh) | 一种利用svd分解的变压器运行状态振声检测信号滤波方法和*** | |
CN110703145B (zh) | 一种利用多优化理论的变压器振声信号重构方法和*** | |
CN110545086A (zh) | 一种利用全局优化的变压器振声信号滤波方法和*** | |
CN110017894B (zh) | 变压器运行状态振声检测中随机噪声的滤除方法和装置 | |
CN111664934A (zh) | 一种利用特征选择的变压器状态振声检测信号滤波方法和*** | |
CN110286289B (zh) | 一种变压器振声检测信号滤波方法 | |
CN111664933A (zh) | 一种利用静态矢量优化的振声检测信号滤波方法和*** | |
CN110286287B (zh) | 一种基于小波变换的变压器运行状态振声检测信号滤波方法和*** | |
CN110646691B (zh) | 一种利用拉伸变换的变压器振声信号滤波方法和*** | |
CN110286291B (zh) | 一种利用主成分的变压器运行状态振声检测方法和*** | |
CN111649819A (zh) | 一种利用迭代软阈值的变压器状态振声检测信号滤波方法和*** | |
CN111751098A (zh) | 一种利用高斯预测模型的振声检测信号重构方法和*** | |
CN111141384A (zh) | 一种利用Frechet正则化的变压器状态振声检测信号重构方法和*** | |
CN112304419A (zh) | 一种利用泛化稀疏编码的振声检测信号重构方法和*** | |
CN110837013A (zh) | 一种利用稀疏字典表示的变压器状态振声检测信号重构方法和*** | |
CN112417994B (zh) | 一种利用正则化因子的振声检测信号滤波方法和*** | |
CN110657881B (zh) | 一种利用稀疏反演的变压器振声信号滤波方法和*** | |
CN112345226B (zh) | 一种利用块协调最小化的振声检测信号重构方法和*** | |
CN112284520B (zh) | 一种利用最佳秩逼近的振声检测信号重构方法和*** | |
CN110632478A (zh) | 一种利用超平面投影的变压器状态振声检测信号滤波方法和*** | |
CN111473861A (zh) | 一种利用稀疏误差的变压器状态振声检测信号重构方法和*** | |
CN110545087A (zh) | 一种利用非线性正则化的变压器振声信号滤波方法和*** | |
CN110632477A (zh) | 一种利用Hilbert空间因子的变压器运行状态振声检测方法和*** |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20210406 Termination date: 20210831 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |