一种变压器智能检测预警方法及系统与流程

本发明一般地涉及数据处理领域。更具体地，本发明涉及一种变压器智能检测预警方法及系统。

背景技术：

1、变压器是整个设备电路系统中的重要设备，用于改变交流电压水平。其中对于在超音设备中所采用的变压器具有更高效、更精确的能量转换和控制要求。然而，由于长期运行、环境变化和其他因素的影响，变压器可能会发生故障或损坏，比如：变压器绕组变形，可能导致电路系统稳定性下降甚至完全失效；变压器绕组变形后，绕组周围的漏磁场分布发生改变，该改变受到绕组变形类型和变形部位等因素的影响呈现出一定的规律性，在绕组变形比例较小时漏磁场变化仍然明显，因而现有技术中通过建立变压器的有限元仿真模型，分析变压器绕组变形状态下的漏磁场分布规律，从而进行变压器智能检测预警。

2、但是，使用有限元仿真模型分析变压器绕组变形状态下的漏磁场分布规律时，为了获得准确和可靠的仿真结果，通常需要进行精细网格划分，但是如果网格尺寸过大，则会导致有限元模型精度过低，进而出现识别结果不准确的情况，如果网格尺寸过小，虽然会使得网格模型的精度提高，但是其计算量会增大，从而影响变压故障识别效率。

3、目前现有划分网格大小的方式，采用自适应网格剖分方法，是指根据预先设置的误差范围，对有限元模型进行自适应网格剖分后，需要通过分析网格剖分带来的误差再次对有限元网格剖分，直至使得网格剖分的误差低于指定的范围，以完成自适应网格剖分；但是，预先设置的误差范围由人工经验设定，并在没有达到误差范围时，则仍然会精细划分，从而影响识别效率，因此需要一种变压器智能检测预警方法及系统。

技术实现思路

1、为解决上述一个或多个技术问题，本发明通过有限元模型进行磁感应强度分析，从而使变压器故障时的效率和准确度能够更好的达到平衡，为此，本发明在如下的多个方面中提供方案。

2、在第一方面中，一种变压器智能检测预警方法，包括：获取变压器参数，建立有限元模型；根据所述变压器的实际尺寸，设定网格大小对有限元模型进行剖分，得到初始有限元模型；计算初始有限元模型中，各个网格对应的磁感应强度，得到初始磁感应有限元模型；根据所述初始有限元模型，得到各个网格的剖分概率值并进行归一化处理；根据各个所述网格的剖分概率值，对所述初始有限元模型进行动态调整网格尺寸，得到最终有限元模型；根据最终有限元模型中，调整后的所述网格尺寸，使用初始磁感应有限元模型，计算各个网格中的磁感应强度值；根据所述磁感应强度值判断变压器的工作状态。

3、在一个实施例中，根据所述初始有限元模型，还包括：

4、所述初始有限元模型，设置网格的剖分概率初始值为1，对所述初始有限元模型进行区域划分，得到多个区域；

5、在每一个区域内随机选取一个网格进行下一次剖分；

6、根据各个所述网格在初始附近区域内，将所述网格的数量作为剖分概率值的调整值。

7、通过采用上述技术方案，根据网格初始概率值为1，为了保证下一次剖分时，对网格剖分的局部区域调整为更细的网格，通过划分区域便于对局部进行网格大小的调整。

8、在一个实施例中，计算每个所述区域内各个网格的剖分概率值，所述剖分概率值满足下述关系式：

9、

10、其中，表示初始有限元模型的第个网格的剖分概率值，为第个网格在附近区域内的网格数量值与其余所有网格在附近区域内的网格数量值最大值的比值，为第个网格在附近区域内的所有网格之间磁感应强度变化的波动值。

11、通过采用上述技术方案，根据所有网格对应的剖分概率值，将所有网格对应的剖分概率值利用最大值最小值方法进行数据归一化，根据归一化概率值进行随机的网格选取，进行进一步剖分细化。

12、在一个实施例中，根据各个网格的剖分概率值，还包括：

13、统计所述初始有限元模型中各个网格剖分概率值的直方图；

14、计算所述直方图中高低剖分概率之间极端的差异分布值，所述差异分布值满足下述关系式：

15、

16、其中，表示直方图中高低剖分概率之间极端的差异分布值，表示网格调整后第个网格的剖分概率值，表示网格调整后第个网格的剖分概率值的个数占所有网格个数的比值；

17、使用均值算法对所述初始有限元模型中所有网格剖分概率值进行二分类，其中，分为低剖分概率值和高剖分概率值；

18、获取所述低剖分概率值中所有网格到其他网格之间的最小欧式距离值，对低剖分概率值的最小欧式距离值进行再次二分类，获取最小欧式距离值的均值，得到低剖分概率值分布的分散程度值。

19、通过采用上述技术方案，根据直方图两端个数分布差异越大，则表示细分次数越多，其中，需要再次细分网格的概率就越低，并且低剖分值的位置分布越分散，则表示分布越均匀，局部异常的可能性越低，不需要再次细分，如果低剖分值的位置分布出现局部集中，则表示可能存在较高的磁感应强度异常，进而需要再次进行细分。

20、在一个实施例中，根据所述差异分布值和分散程度值，包括：

21、计算所述初始有限元模型中合适程度值，所述合适程度值满足下述关系式：

22、

23、其中，表示有限元模型的合适程度值，表示有限元模型中所有网格的高低剖分概率之间极端的差异分布值，表示有限元模型中所有网格低剖分概率值分布的分散程度值。

24、通过采用上述技术方案，通过有限元模型验证，实现有限元剖分自动停止，并且实现有限元模型动态自适应网格剖分，降低了过度剖分或者剖分欠佳的可能性，从而提高了变压器磁感应强度监测用于变压器故障监测的实时性和准确性。

25、在一实施例中，对所述初始有限元模型进行动态调整网格尺寸，得到最终有限元模型，包括：

26、设定合适程度值的预设阈值，判断网格剖分情况；

27、响应于合适程度值大于预设阈值时，则不再进行网格剖分；

28、响应于合适程度值小于等于预设阈值时，则进行网格剖分，得到最终有限元模型。

29、在一实施例中，根据所述磁感应强度值判断变压器的工作状态，包括：

30、获取正常工作状态的磁感应强度值的曲线；

31、根据所述磁感应强度值的曲线与正常工作状态的磁感应强度值的曲线的差值之和，得到误差值；

32、响应于误差值大于预设故障阈值，则变压器的工作状态为故障，发出预警。

33、第二方面，一种变压器智能检测预警系统，包括：处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被所述处理器执行时实现任一项所述的变压器智能检测预警方法。

34、本技术具有以下效果：

35、1、本技术通过计算各个网格的剖分概率值，进行有效地筛选剖分网格，在降低有限元模型计算量的同时保证精度。并通过有限元模型验证，实现有限元剖分自动停止，并且实现有限元模型动态自适应网格剖分，降低了过度剖分或者剖分欠佳的可能性，从而提高了变压器磁感应强度监测用于变压器故障监测的实时性和准确性。

36、2、本技术通过直方图两端个数分布差异越大，细分次数越多，从而需要再次细分网格的概率就越低，通过低剖分值的位置分布越分散，分布越均匀，局部异常的可能性越低，不需要再次细分，有利于自适应网格剖分，根据合适程度值判断停止剖分，提高了检验效率。