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申请/专利权人:国网安徽省电力有限公司电力科学研究院;国网安徽省电力有限公司
摘要:基于荧光光谱校正的变压器故障程度预测方法,属于变压器故障诊断技术领域,解决如何通过变压器油芳香烃浓度对变压器故障程度进行预测的问题;本发明通过多元回归校正法建立变压器油荧光光谱与芳香烃化合物浓度之间的映射关系,根据透过率设计多元校正滤光片用于计算变压器油芳香烃浓度,代替了荧光光谱仪,不仅降低了设备成本、缩小了设备体积,提升了变压器油故障检测的性价比,再根据变压器油芳香烃浓度的大小预测变压器故障程度,大大简化计算流程,减少计算量,对于延长变压器的工作寿命有着重要的意义。
主权项:1.基于荧光光谱校正的变压器故障程度预测方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、采用多元回归校正法建立变压器油荧光光谱与芳香烃化合物浓度之间的映射关系,从而获得多元回归校正系数;所述的映射关系具体如下:变压器油荧光光谱和芳香烃化合物浓度直接相关,采用多元线性回归计算芳香烃化合物浓度的计算公式: 其中,c为芳香烃浓度,为第1~n个波段得到荧光光谱的多元回归校正系数,为第1~n个波段的荧光光谱,b为偏置系数;芳香烃化合物浓度的多元线性回归校正计算公式的向量形式为: 其中,为回归校正系数向量;=,T,为荧光光谱向量;S2、将多元回归校正系数标准化后的正、负系数作为滤光片的透过率,根据透过率设计正多元校正滤光片和负多元校正滤光片用于计算变压器油芳香烃浓度;所述的透过率的计算过程如下:定义半系数和,和分别为的正数部分和负数部分,即: ;找到半系数的最大值: 由此,获得正、负滤光片的透过率分别为: ;其中,i=1,2…n,n为自然数,为回归校正系数向量的第i个元素;所述的计算变压器油芳香烃浓度的过程如下:假设当前检测目标荧光光谱为,则经过正多元校正滤光片和负多元校正滤光片后探测器接收的能量表示为: ;根据探测器测量的和,计算当前条件下变压器油芳香烃浓度如下: 其中,;;i=1,2…n,n为自然数,为回归校正系数向量的第i个元素;S3、根据变压器油芳香烃浓度的大小预测变压器故障程度;所述的根据变压器油芳香烃浓度的大小预测变压器故障程度的方法如下:变压器油芳香烃浓度与变压器故障程度一一映射,将变压器油芳香烃浓度作为自变量,变压器故障时间作因变量,建立多项式拟合预测变压器故障程度,如下: 其中,为变压器故障时间,为多项式的拟合系数;多项式的拟合系数用向量形式表达为:=,T;确定幂次n后,需要确定该多项式的拟合系数,采用最小二乘的方法得到多项式的拟合系数,具体如下:首先,定义误差函数: 其次,将多项式带入到误差函数中,并对其求极值即可得到拟合系数: 整理上式,i分别取0,1,2,...,n,得到: 这是一个关于的线性方程组,用矩阵表示为: 方程组是一个对称正定矩阵,存在唯一解,从而可以解出;最后,找到误差函数最小的一组多项式即为最优解,输入变压器油芳香烃浓度即可得到预测的故障程度。
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