CN115902476A - 一种多维度变压器故障诊断和状态评估***和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多维度变压器故障诊断和状态评估***和方法，属于变压器故障诊断技术领域，该一种多维度变压器故障诊断和状态评估***包括接收模块、分类模块、诊断模块、分析模块和评估模块，接收模块用于接收用户上传的所述变压器的历史运行参数并分析出故障特征参数频数；分类模块用于接收所述变压器的当前运行参数并提取疑似类别特征参数；诊断模块用于将所述疑似类别特征参数与所述故障特征参数频数比对确定故障类别特征参数；分析模块用于确定所述故障类别特征参数的故障等级；本发明对变压器的健康状态进行综合评判，从而能够对变压器的故障进行综合评估，以使维修人员制定相应的维修措施。

Description

一种多维度变压器故障诊断和状态评估***和方法

技术领域

本发明属于变压器故障诊断技术领域，具体而言，涉及一种多维度变压器故障诊断和状态评估***和方法。

背景技术

变压器作为电力***中的关键枢纽设备之一，不间断地运行于电力***之中，其自身的运行状态直接影响着整个电力***的安全稳定运行。当变压器出现严重的运行状况而未及时采取有效措施时，则可能引起火灾、***，甚至导致大面积停电事故。因此，当变压器发生故障时，通过故障诊断技术，准确判断变压器的故障类型，可便于工作人员及时采取相应的检修措施，减少故障损失，避免事故扩大，具有重要意义。

目前，在变压器的故障诊断过程中，常规方式是集中采集运行参数，将运行参数集中判断变压器是否发生故障；对于此种方式，诊断过程不仅较为繁琐，而且较为缓慢，容易占据大量的诊断时间，导致故障信息具有滞后性，不利于变压器的运行安全。

发明内容

本发明实施例提供了一种多维度变压器故障诊断和状态评估***和方法，其目的在于解决现有的集中采集运行参数，将运行参数集中判断变压器是否发生故障而导致故障信息滞后的问题。

鉴于上述问题，本发明提出的技术方案是：

第一方面，一种多维度变压器故障诊断和状态评估***，所述故障诊断和状态评估***包括：

接收模块，其用于接收用户上传的所述变压器的历史运行参数并分析出故障特征参数频数；

分类模块，其用于接收所述变压器的当前运行参数并提取疑似类别特征参数；

诊断模块，其用于将所述疑似类别特征参数与所述故障特征参数频数比对确定故障类别特征参数；

分析模块，其用于确定所述故障类别特征参数的故障等级；

评估模块，其用于确定所述故障类别特征参数的故障类型和可信健康状态值，并将所述故障类型、所述故障等级和所述可信健康状态值生成可视化图表。

作为本发明的一种优选技术方案，所述接收模块包括：

识别单元，其用于在接收用户上传的所述变压器的历史运行参数之后，识别所述历史运行参数中的故障特征参数；

统计单元，其用于统计所述故障特征参数的故障频率得出故障特征参数频数；

第一标签单元，其用于对所述故障特征参数频数创建第一语义关键字词，同时将所述故障特征参数频数标记等级标签，并将所述第一语义关键字词与等级标签关联。

作为本发明的一种优选技术方案，所述历史运行参数包含电压参数、电流参数、油温参数、色谱参数、声波参数、振动参数和温度参数。

作为本发明的一种优选技术方案，所述分类模块包括：

接收单元，其用于接收所述变压器的当前运行参数并分类得出初始类别特征参数；

第一判断单元，其用于判断所述初始类别特征参数是否在其对应的预设阈值区间之内。

作为本发明的一种优选技术方案，所述分类模块还包括创建单元，其用于若所述初始类别特征参数在其对应的预设阈值区间之外，则提取疑似类别特征参数并创建第二语义关键字词。

作为本发明的一种优选技术方案，所述诊断模块包括：

第一比对单元，其用于将所述第二语义关键字词与所述第一语义关键字词进行比对，得到第一比对相似度；

第二比对单元，其用于基于所述第一比对相似度将所述疑似类别特征参数与所述故障特征参数频数进行对比，得到第二比对相似度；

处理单元，其用于对所述第二比对相似度施加第一权重，得到第一置信度；

第二判断单元，其用于判断所述第一置信度是否在第一预设信区间，若存在，则将所述疑似类别特征参数确定为故障类别特征参数。

作为本发明的一种优选技术方案，所述分析模块包括：

第三比对单元，其用于将所述故障类别特征参数与其对应的特征参数阈值进行比对，得到比对结果；

第一确定单元，其用于根据所述比对结果确定所述故障类别特征参数的故障等级。

作为本发明的一种优选技术方案，所述评估模块包括：

计算单元，其用于基于所述故障等级计算所述故障类别特征参数的初始健康状态值；

加权单元，其用于基于所述等级标签对所述初始健康状态值给予权重，得到综合健康状态值；

第三判断单元，其用于判断所述综合健康状态值是否在第二预设信置信区间。

作为本发明的一种优选技术方案，所述评估模块还包括第二确定单元，其用于根据所述故障类别特征参数确定故障类型，若所述综合健康状态值在第二预设信置信区间，则将所述综合健康状态值确定为可信健康状态值，并将所述故障类型、所述故障等级和所述可信健康状态值生成可视化图表。

第二方面，本发明实施例提供一种多维度变压器故障诊断和状态评估方法，所述故障诊断和状态评估方法包括以下步骤：

6，接收用户上传的所述变压器的历史运行参数并分析出故障特征参数频数；

6，接收所述变压器的当前运行参数并提取疑似类别特征参数；

6，将所述疑似类别特征参数与所述故障特征参数频数比对确定故障类别特征参数；

6，确定所述故障类别特征参数的故障等级；

6，确定所述故障类别特征参数的故障类型和可信健康状态值，并将所述故障类型、所述故障等级和所述可信健康状态值生成可视化图表。

本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：

()本发明当前运行参数预先进行分拣得出疑似类别特征参数，随后对疑似类别特征参数进行诊断，并经过加权处理之后，进一步能够确定出故障类别特征参数，可作为判断是否存在故障的依据，不仅能够加快诊断速度，而且能够保障诊断的准确率。

()本发明对变压器的健康状态进行综合评判，从而能够对变压器的故障进行综合评估，以使维修人员制定相应的维修措施。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

图1是本发明所公开的一种多维度变压器故障诊断和状态评估***的结构示意图；

图2是本发明所公开的一种多维度变压器故障诊断和状态评估方法的流程图。

附图标记说明：100、接收模块；110、识别单元；120、统计单元；130、第一标签单元；200、分类模块；210、接收单元；220、第一判断单元；230、创建单元；300、诊断模块；310、第一比对单元；320、第二比对单元；330、处理单元；340、第二判断单元；400、分析模块；410、第三比对单元；420、第一确定单元；500、评估模块；510、计算单元；520、加权单元；530、第三判断单元；540、第二确定单元。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

实施例一

参照附图所示，本发明提供一种技术方案：一种多维度变压器故障诊断和状态评估***，所述故障诊断和状态评估***包括：

接收模块，其用于接收用户上传的所述变压器的历史运行参数并分析出故障特征参数频数；

分类模块，其用于接收所述变压器的当前运行参数并提取疑似类别特征参数；

诊断模块，其用于将所述疑似类别特征参数与所述故障特征参数频数比对确定故障类别特征参数；

分析模块，其用于确定所述故障类别特征参数的故障等级；

评估模块，其用于确定所述故障类别特征参数的故障类型和可信健康状态值，并将所述故障类型、所述故障等级和所述可信健康状态值生成可视化图表。

具体而言，本申请首先根据历史运行参数进行统计得到多个故障特征参数频数并存档；其中，一种故障类型对应一个故障特征参数频数。在每次接收到变压器传送的当前运行参数进行分类，筛选出疑似类别特征参数；也就是说，对当前运行参数预先进行分拣，既能够避免重复比对，又能够提高比对的速度。

紧接着，对疑似类别特征参数进行诊断，即疑似类别特征参数与其同类型故障的故障特征参数频数比对，并经过加权处理之后，进一步能够确定出故障类别特征参数，可作为判断是否存在故障的依据，从而能够保障诊断的准确率。

最后，基于历史因素，可对变压器的健康状态进行综合评判，即基于故障类别特征参数和同类型故障的故障特征参数频数最终得出可信健康状态值。

进一步地，所述接收模块包括：

识别单元，其用于在接收用户上传的所述变压器的历史运行参数之后，识别所述历史运行参数中的故障特征参数；其中，所述历史运行参数包含电压参数、电流参数、油温参数、色谱参数、声波参数、振动参数和温度参数。

统计单元，其用于统计所述故障特征参数的故障频率得出故障特征参数频数；

第一标签单元，其用于对所述故障特征参数频数创建第一语义关键字词，同时将所述故障特征参数频数标记等级标签，并将所述第一语义关键字词与等级标签关联。

具体而言，历史运行参数中包含七种不同类型的特征参数，则每种类型均具有一个对应的故障特征参数；例如，电压参数具有一个表示自身故障时的故障特征参数。故障特征参数频数是指每种类型的故障特征参数出现故障的总数。在标记等级标签的过程中，按照预设规则，根据故障特征参数频数处于哪个频数区间，分别给予带有绿、黄和红颜色的标签；例如，绿色标签对应一级、黄色标签对应二级和红色标签对应三级。

进一步地，所述分类模块包括：

接收单元，其用于接收所述变压器的当前运行参数并分类得出初始类别特征参数；

第一判断单元，其用于判断所述初始类别特征参数是否在其对应的预设阈值区间之内；

创建单元，其用于若所述初始类别特征参数在其对应的预设阈值区间之外，则提取疑似类别特征参数并创建第二语义关键字词。

具体而言，初始类别特征参数同样具有七种，且与历史运行参数中的七种类型一一对应，根据变压器传送的当前运行参数，对初始类别特征参数逐一分析，最终确定疑似类别特征参数，从而可实现实时监测，提高对变压器的保养效率。

进一步地，所述诊断模块包括：

第一比对单元，其用于将所述第二语义关键字词与所述第一语义关键字词进行比对，得到第一比对相似度；

第二比对单元，其用于基于所述第一比对相似度将所述疑似类别特征参数与所述故障特征参数频数进行对比，得到第二比对相似度；

处理单元，其用于对所述第二比对相似度施加第一权重，得到第一置信度；

第二判断单元，其用于判断所述第一置信度是否在第一预设信区间，若存在，则将所述疑似类别特征参数确定为故障类别特征参数。

具体而言，第一比对相似度符合要求之后才可进行第二比对相似度的比对，既避免故障比对发生错误，又节约了比对时间，提高对变压器的监测能力。同时，通过对第二比对相似度进行加权处理，确保第二比对相似度更加可信，使得对变压器的故障判断更加准确。

进一步地，所述分析模块包括：

第三比对单元，其用于将所述故障类别特征参数与其对应的特征参数阈值进行比对，得到比对结果；

第一确定单元，其用于根据所述比对结果确定所述故障类别特征参数的故障等级。

具体而言，每种类型的特征参数阈值均有不同的阈值区间，阈值区间按次序递增，且与故障等级一一对应；通过比对结果确定具体落入哪个阈值区间之中，最终可确定具体的故障等级，从而为健康状态评估提供了便利。

进一步地，所述评估模块包括：

计算单元，其用于基于所述故障等级计算所述故障类别特征参数的初始健康状态值；

加权单元，其用于基于所述等级标签对所述初始健康状态值给予权重，得到综合健康状态值；

第三判断单元，其用于判断所述综合健康状态值是否在第二预设信置信区间；

第二确定单元，其用于根据所述故障类别特征参数确定故障类型，若所述综合健康状态值在第二预设信置信区间，则将所述综合健康状态值确定为可信健康状态值，并将所述故障类型、所述故障等级和所述可信健康状态值生成可视化图表。

具体而言，根据故障等级首先确定一个初始健康状态值，再结合历史的等级标签确定一个综合健康状态值，从而能够对变压器的故障进行综合评估，以使维修人员制定相应的维修措施；同时对综合健康状态值进一步处理，使综合健康状态值更加可信。

以上，需要说明的是，第一语义关键字词和第二语义关键字词均是指语义关键字或语义关键词。

实施例二

本发明实施例还公开了一种多维度变压器故障诊断和状态评估方法，参照附图所示，所述故障诊断和状态评估方法包括以下步骤：

6，接收用户上传的所述变压器的历史运行参数并分析出故障特征参数频数；

6，接收所述变压器的当前运行参数并提取疑似类别特征参数；

6，将所述疑似类别特征参数与所述故障特征参数频数比对确定故障类别特征参数；

6，确定所述故障类别特征参数的故障等级；

6，确定所述故障类别特征参数的故障类型和可信健康状态值，并将所述故障类型、所述故障等级和所述可信健康状态值生成可视化图表。

应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。

本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个***所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。

结合本文的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或其组合。软件模块可以位于5$0存储器、闪存、520存储器、(3520存储器、((3520存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、&'520或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于$6,&中。该$6,&可以位于用户终端中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。

对于软件实现，本申请中描述的技术可用执行本申请所述功能的模块例如，过程、函数等来实现。这些软件代码可以存储在存储器单元并由处理器执行。存储器单元可以实现在处理器内，也可以实现在处理器外，在后一种情况下，它经由各种手段以通信方式耦合到处理器，这些都是本领域中所公知的。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

Claims (10)

1.一种多维度变压器故障诊断和状态评估***，其特征在于，所述故障诊断和状态评估***包括：

接收模块，其用于接收用户上传的所述变压器的历史运行参数并分析出故障特征参数频数；

分类模块，其用于接收所述变压器的当前运行参数并提取疑似类别特征参数；

诊断模块，其用于将所述疑似类别特征参数与所述故障特征参数频数比对确定故障类别特征参数；

分析模块，其用于确定所述故障类别特征参数的故障等级；

评估模块，其用于确定所述故障类别特征参数的故障类型和可信健康状态值，并将所述故障类型、所述故障等级和所述可信健康状态值生成可视化图表。

2.根据权利要求1所述的一种多维度变压器故障诊断和状态评估***，其特征在于，所述接收模块包括：

识别单元，其用于在接收用户上传的所述变压器的历史运行参数之后，识别所述历史运行参数中的故障特征参数；

统计单元，其用于统计所述故障特征参数的故障频率得出故障特征参数频数；

第一标签单元，其用于对所述故障特征参数频数创建第一语义关键字/词，同时将所述故障特征参数频数标记等级标签，并将所述第一语义关键字/词与等级标签关联。

3.根据权利要求1或2所述的一种多维度变压器故障诊断和状态评估***，其特征在于，所述历史运行参数包含电压参数、电流参数、油温参数、色谱参数、声波参数、振动参数和温度参数。

4.根据权利要求2所述的一种多维度变压器故障诊断和状态评估***，其特征在于，所述分类模块包括：

接收单元，其用于接收所述变压器的当前运行参数并分类得出初始类别特征参数；

第一判断单元，其用于判断所述初始类别特征参数是否在其对应的预设阈值区间之内。

5.根据权利要求4所述的一种多维度变压器故障诊断和状态评估***，其特征在于，所述分类模块还包括创建单元，其用于若所述初始类别特征参数在其对应的预设阈值区间之外，则提取疑似类别特征参数并创建第二语义关键字/词。

6.根据权利要求5所述的一种多维度变压器故障诊断和状态评估***，其特征在于，所述诊断模块包括：

第一比对单元，其用于将所述第二语义关键字/词与所述第一语义关键字/词进行比对，得到第一比对相似度；

第二比对单元，其用于基于所述第一比对相似度将所述疑似类别特征参数与所述故障特征参数频数进行对比，得到第二比对相似度；

处理单元，其用于对所述第二比对相似度施加第一权重，得到第一置信度；

第二判断单元，其用于判断所述第一置信度是否在第一预设信区间，若存在，则将所述疑似类别特征参数确定为故障类别特征参数。

7.根据权利要求6所述的一种多维度变压器故障诊断和状态评估***，其特征在于，所述分析模块包括：

第三比对单元，其用于将所述故障类别特征参数与其对应的特征参数阈值进行比对，得到比对结果；

第一确定单元，其用于根据所述比对结果确定所述故障类别特征参数的故障等级。

8.根据权利要求7所述的一种多维度变压器故障诊断和状态评估***，其特征在于，所述评估模块包括：

计算单元，其用于基于所述故障等级计算所述故障类别特征参数的初始健康状态值；

加权单元，其用于基于所述等级标签对所述初始健康状态值给予权重，得到综合健康状态值；

第三判断单元，其用于判断所述综合健康状态值是否在第二预设信置信区间。

9.根据权利要求8所述的一种多维度变压器故障诊断和状态评估***，其特征在于，所述评估模块还包括第二确定单元，其用于根据所述故障类别特征参数确定故障类型，若所述综合健康状态值在第二预设信置信区间，则将所述综合健康状态值确定为可信健康状态值，并将所述故障类型、所述故障等级和所述可信健康状态值生成可视化图表。

10.一种多维度变压器故障诊断和状态评估方法，应用于权利要求1～9任一项所述的一种多维度变压器故障诊断和状态评估***，其特征在于，所述故障诊断和状态评估方法包括以下步骤：

S1，接收用户上传的所述变压器的历史运行参数并分析出故障特征参数频数；

S2，接收所述变压器的当前运行参数并提取疑似类别特征参数；

S3，将所述疑似类别特征参数与所述故障特征参数频数比对确定故障类别特征参数；

S4，确定所述故障类别特征参数的故障等级；

S5，确定所述故障类别特征参数的故障类型和可信健康状态值，并将所述故障类型、所述故障等级和所述可信健康状态值生成可视化图表。

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