CN115685012A - 一种基于电压分析的变压器故障检测定位方法 - Google Patents

一种基于电压分析的变压器故障检测定位方法 Download PDF

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CN115685012A
CN115685012A CN202211284158.7A CN202211284158A CN115685012A CN 115685012 A CN115685012 A CN 115685012A CN 202211284158 A CN202211284158 A CN 202211284158A CN 115685012 A CN115685012 A CN 115685012A
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voltage
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施未濛
樊丹
朱晶
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Nantong Power Supply Co Of State Grid Jiangsu Electric Power Co
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Nantong Power Supply Co Of State Grid Jiangsu Electric Power Co
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Abstract

本发明提供了一种基于电压分析的变压器故障检测定位方法，所述变压器故障检测定位方法包括以下步骤：步骤(1)：分别采集所述变压器三相电压信号；步骤(2)：对采集的所述变压器三相电压信号进行异常数据处理；步骤(3)：对所述变压器三相电压信号进行聚类分析；步骤(4)：判断所述变压器是否存在异常和具体故障相。本发明提供一种基于电压分析的变压器故障检测定位方法，能够准确地判断变压器是否存在故障并确定故障相。

Description

一种基于电压分析的变压器故障检测定位方法
技术领域
本发明属于电力检测技术领域，特别涉及一种基于电压分析的变压器故障检测定位方法。
背景技术
电力变压器是输配电的基础设备，广泛应用于工业、农业、交通、城市社区等领域。变压器出现异常有时未必会有明显的现象，需要对其进行有效的监控以便及时发现，其工作的稳定、可靠是保证电网、用电设备安全可靠的重要保障。
本发明提出一种基于电压分析的变压器故障检测定位方法，能够通过采集的三相电压信号，经过聚类分析，最终将聚类分析最后得到的聚类中心与各相参考值进行比较，确定具体故障相。
发明内容
本发明提供一种基于电压分析的变压器故障检测定位方法，能够准确地判断变压器是否存在故障并确定故障相。
本发明具体为一种基于电压分析的变压器故障检测定位方法，所述变压器故障检测定位方法包括以下步骤：
步骤(1)：分别采集所述变压器三相电压信号；
步骤(2)：对采集的所述变压器三相电压信号进行异常数据处理；
步骤(3)：对所述变压器三相电压信号进行聚类分析；
步骤(4)：判断所述变压器是否存在异常和具体故障相。
对采集的所述变压器三相电压信号进行异常数据处理的方法为：
首先，计算出各相所述电压信号均值
Figure BDA0003899161970000011
其中UAt为A相电压瞬时值，UBt为B相电压瞬时值，UCt为C相电压瞬时值，T为采样周期；
其次，计算A相电压标准差
Figure BDA0003899161970000012
B相电压标准差
Figure BDA0003899161970000013
C相电压标准差
Figure BDA0003899161970000014
再次，判断是否满足
Figure BDA0003899161970000015
ε取1.2；若是，对所述坏数据进行修复：
Figure BDA0003899161970000021
其中α+β＝1；
判断是否满足
Figure BDA0003899161970000022
ε取1.2；若是，对所述坏数据进行修复：
Figure BDA0003899161970000023
其中α+β＝1；
判断是否满足
Figure BDA0003899161970000024
ε取1.2；若是，对所述坏数据进行修复：
Figure BDA0003899161970000025
其中α+β＝1。
对所述变压器三相电压信号进行聚类分析的方法包括：
(1)计算所述变压器相电压不平衡率PVUR；
(2)提取各相PVUR最大的30个时刻对应的所述三相电压信号，构成长度为30的电压序列UA(n)、UB(n)、UC(n)，n＝1,2,…,30；
(3)将所述变压器三相电压额定值作为样本；
(4)设定聚类数K＝3，将所述变压器三相电压信号平均值作为初始聚类中心；
(5)计算所述电压序列UA(n)、UB(n)、UC(n)与各个聚类中心的欧式距离；
(6)将所述电压序列归于所述欧氏距离最小的所述聚类中心；
(7)计算每个类的样本的均值，并作为新的所述聚类中心；
(8)若所述聚类中心及各类的所述样本均不再变化，或迭代次数达到预定值，结束；否则，返回(5)。
计算所述变压器相电压不平衡率的算法为：
首先，计算所述变压器三相电压信号平均值
Figure BDA0003899161970000026
其中UA为A相电压有效值，UB为B相电压有效值，UC为C相电压有效值；
其次，计算所述变压器相电压不平衡率
Figure BDA0003899161970000027
计算所述电压序列UA(n)、UB(n)、UC(n)与各个聚类中心的欧式距离的算法为：
Figure BDA0003899161970000028
其中Ai对应所述电压序列UA(n)、UB(n)、UC(n)，Bi对应所述聚类中心。
判断所述变压器是否存在异常和具体故障相的具体算法为：
步骤(3)中最后得到的所述聚类中心与各相参考值进行比较，若大于所述参考值，则所述变压器故障，且对应的相为故障相。
与现有技术相比，有益效果是：所述变压器故障检测定位方法主要对各相电压进行采集、异常数据处理，再经过聚类分析，最终将聚类分析最后得到的聚类中心与各相参考值进行比较，确定具体故障相。
附图说明
图1为本发明一种基于电压分析的变压器故障检测定位方法的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种基于电压分析的变压器故障检测定位方法，的具体实施方式做详细阐述。
如图1所示，本发明的变压器故障检测定位方法包括以下步骤：
步骤(1)：分别采集所述变压器三相电压信号；
步骤(2)：对采集的所述变压器三相电压信号进行异常数据处理；
步骤(3)：对所述变压器三相电压信号进行聚类分析；
步骤(4)：判断所述变压器是否存在异常和具体故障相。
对采集的所述变压器三相电压信号进行异常数据处理的方法为：
首先，计算出各相所述电压信号均值
Figure BDA0003899161970000031
其中UAt为A相电压瞬时值，UBt为B相电压瞬时值，UCt为C相电压瞬时值，T为采样周期；
其次，计算A相电压标准差
Figure BDA0003899161970000032
B相电压标准差
Figure BDA0003899161970000033
C相电压标准差
Figure BDA0003899161970000034
再次，判断是否满足
Figure BDA0003899161970000035
ε取1.2；若是，对所述坏数据进行修复：
Figure BDA0003899161970000036
其中α+β＝1；
判断是否满足
Figure BDA0003899161970000037
ε取1.2；若是，对所述坏数据进行修复：
Figure BDA0003899161970000041
其中α+β＝1；
判断是否满足
Figure BDA0003899161970000042
ε取1.2；若是，对所述坏数据进行修复：
Figure BDA0003899161970000043
其中α+β＝1。
对所述变压器三相电压信号进行聚类分析的方法包括：
(1)计算所述变压器相电压不平衡率
Figure BDA0003899161970000044
其中
Figure BDA0003899161970000045
UA为A相电压有效值，UB为B相电压有效值，UC为C相电压有效值；
(2)提取各相PVUR最大的30个时刻对应的所述三相电压信号，构成长度为30的电压序列UA(n)、UB(n)、UC(n)，n＝1,2,…,30；
(3)将所述变压器三相电压额定值作为样本；
(4)设定聚类数K＝3，将所述变压器三相电压信号平均值作为初始聚类中心；
(5)计算所述电压序列UA(n)、UB(n)、UC(n)与各个聚类中心的欧式距离；
(6)将所述电压序列归于所述欧氏距离最小的所述聚类中心；
(7)计算每个类的样本(即电压序列)的均值，并作为新的所述聚类中心；
(8)若所述聚类中心及各类的所述样本均不再变化，或迭代次数达到预定值，结束；否则，返回(5)。
计算所述电压序列UA(n)、UB(n)、UC(n)与各个聚类中心的欧式距离的算法为：
Figure BDA0003899161970000046
其中Ai对应所述电压序列UA(n)、UB(n)、UC(n)，Bi对应所述聚类中心。
最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。

Claims (6)

1.一种基于电压分析的变压器故障检测定位方法，其特征在于，所述变压器故障检测定位方法包括以下步骤：
步骤(1)：分别采集所述变压器三相电压信号；
步骤(2)：对采集的所述变压器三相电压信号进行异常数据处理；
步骤(3)：对所述变压器三相电压信号进行聚类分析；
步骤(4)：判断所述变压器是否存在异常和具体故障相。
2.根据权利要求1所述的一种基于电压分析的变压器故障检测定位方法，其特征在于，对采集的所述变压器三相电压信号进行异常数据处理的方法为：
首先，计算出各相所述电压信号均值
Figure FDA0003899161960000011
其中UAt为A相电压瞬时值，UBt为B相电压瞬时值，UCt为C相电压瞬时值，T为采样周期；
其次，计算A相电压标准差
Figure FDA0003899161960000012
B相电压标准差
Figure FDA0003899161960000013
C相电压标准差
Figure FDA0003899161960000014
再次，判断是否满足
Figure FDA0003899161960000015
ε取1.2；若是，对所述坏数据进行修复：
Figure FDA0003899161960000016
其中α+β＝1；
判断是否满足
Figure FDA0003899161960000017
ε取1.2；若是，对所述坏数据进行修复：
Figure FDA0003899161960000018
其中α+β＝1；
判断是否满足
Figure FDA0003899161960000019
ε取1.2；若是，对所述坏数据进行修复：
Figure FDA00038991619600000110
其中α+β＝1。
3.根据权利要求2所述的一种基于电压分析的变压器故障检测定位方法，其特征在于，对所述变压器三相电压信号进行聚类分析的方法包括：
(1)计算所述变压器相电压不平衡率PVUR；
(2)提取各相PVUR最大的30个时刻对应的所述三相电压信号，构成长度为30的电压序列UA(n)、UB(n)、UC(n)，n＝1,2,…,30；
(3)将所述变压器三相电压额定值作为样本；
(4)设定聚类数K＝3，将所述变压器三相电压信号平均值作为初始聚类中心；
(5)计算所述电压序列UA(n)、UB(n)、UC(n)与各个聚类中心的欧式距离；
(6)将所述电压序列归于所述欧氏距离最小的所述聚类中心；
(7)计算每个类的样本的均值，并作为新的所述聚类中心；
(8)若所述聚类中心及各类的所述样本均不再变化，或迭代次数达到预定值，结束；否则，返回(5)。
4.根据权利要求3所述的一种基于电压分析的变压器故障检测定位方法，其特征在于，计算所述变压器相电压不平衡率的算法为：
首先，计算所述变压器三相电压信号平均值
Figure FDA0003899161960000021
其中UA为A相电压有效值，UB为B相电压有效值，UC为C相电压有效值；
其次，计算所述变压器相电压不平衡率
Figure FDA0003899161960000022
5.根据权利要求4所述的一种基于电压分析的变压器故障检测定位方法，其特征在于，计算所述电压序列UA(n)、UB(n)、UC(n)与各个聚类中心的欧式距离的算法为：
Figure FDA0003899161960000023
其中Ai对应所述电压序列UA(n)、UB(n)、UC(n)，Bi对应所述聚类中心。
6.根据权利要求5所述的一种基于电压分析的变压器故障检测定位方法，其特征在于，判断所述变压器是否存在异常和具体故障相的具体算法为：
步骤(3)中最后得到的所述聚类中心与各相参考值进行比较，若大于所述参考值，则所述变压器故障，且对应的相为故障相。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115982602A (zh) * 2023-03-20 2023-04-18 济宁众达利电气设备有限公司 一种光伏变压器电故障检测方法
CN115982602B (zh) * 2023-03-20 2023-06-30 济宁众达利电气设备有限公司 一种光伏变压器电故障检测方法

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