基于多源信息融合的配电变压器绕组材质无损辨识方法及相关装置与流程

本发明涉及配电变压器领域，具体是一种基于多源信息融合的配电变压器绕组材质无损辨识方法及相关装置。

背景技术：

1、为了追求经济效益，即使合同中明确规定采购的是铜变压器，部分生产厂商仍然违反合同规定，在高、低压绕组的任意一侧或全部绕组的实际生产过程中用铝线代替铜线作为绕组材料。与铜变压器相比，铝变压器允许的运行工况通常较低，且铝变压器应对过载、短路等突发情况劣势更加明显。据统计数据，一年内每台双绕组变压器要承受十几次甚至几十次的短路故障，对于已投运的＂铝代铜“变压器，由于绕组材质检测较为困难，无法有针对性地将其更换。在电网公司毫不知情的情况下使用铝变压器，将会威胁电网的安全运行，埋下巨大的安全隐患。

2、目前，配电变压器采购过程中需要抽检，变压器抽检包括抽样和检测环节，待测变压器可以在厂内、仓库或现场随机抽取，也可以根据变压器的运行状况，抽检与铝变压器特性相近的变压器。待测变压器的试验项目包括温升试验、短路承受能力试验等，这些试验项目均不能直接判定变压器绕组的材质，抽检存在环节复杂、检测时间长、所需费用高、易受影响等问题。通过对变压器进行试验不能判定绕组材质的情况下，吊罩解体仍是电力系统设备管理部门检验绕组材质的主要方法，属于破坏性检验，且检验后的变压器修复工作量大、耗费人力及时间、开展难度大。

3、近20年来，相关科研人员对变压器绕组材质的无损检测方法进行了一系列的研究，提出了各种方法，总结如表1：

4、表1各种配变铜铝材质检测方法优缺点

5、

6、从表1可以看出，目前只有x射线法和电阻温度系数法有相关产品可以投入应用，但各有相关局限，在实际工程中难以大规模推广应用。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于多源信息融合的配电变压器绕组材质无损辨识方法及相关装置，可提高识别精度高和识别效率，且操作简便，可直接判定变压器绕组的材质。

2、一种基于多源信息融合的配电变压器绕组材质无损辨识方法，包括如下步骤：

3、收集不同容量不同能效等级的铜、铝配电变压器，获取每个配电变压器的变压器高度、变压器体积、若干频率下的谐波电阻系数以及对应频率下的谐波电阻系数斜率，进而得到多个数据特征集；

4、将所述数据特征集进行标准的归一化处理后分为训练集和测试集，使用测试集对svm模型进行训练，并用测试集对测试集进行测试，得到训练后的svm模型；

5、获得待识别配电变压器的一组特征值，将该组特征值输入到训练后的svm模型中输出铜、铝类别。

6、进一步的，所述若干频率包括2khz、4khz、6khz、8khz以及10khz。所述谐波电阻系数的计算公式为：

7、

8、其中hrc为谐波电阻系数，acr为交流电阻，dcr为高压直流电阻。

9、进一步的，频率为f的谐波电阻系数斜率计算公式如下：

10、

11、一种基于多源信息融合的配电变压器绕组材质无损辨识装置，包括：

12、数据特征集获取模块，用于收集不同容量不同能效等级的铜、铝配电变压器，获取每个配电变压器的变压器高度、变压器体积、若干频率下的谐波电阻系数以及对应频率下的谐波电阻系数斜率，进而得到多个数据特征集；

13、svm模型训练模块，用于将所述数据特征集进行标准的归一化处理后分为训练集和测试集，使用测试集对svm模型进行训练，并用测试集对测试集进行测试，得到训练后的svm模型；

14、材质识别模块，用于获得待识别配电变压器的一组特征值，将该组特征值输入到训练后的svm模型中输出铜、铝类别。

15、进一步的，所述若干频率包括2khz、4khz、6khz、8khz以及10khz。

16、进一步的，所述谐波电阻系数的计算公式为：

17、

18、其中hrc为谐波电阻系数，acr为交流电阻，dcr为高压直流电阻。

19、进一步的，频率为f的谐波电阻系数斜率计算公式如下：

20、一种基于多源信息融合的配电变压器绕组材质无损辨识系统，包括：计算机可读存储介质和处理器；

21、所述计算机可读存储介质用于存储可执行指令；

22、所述处理器用于读取所述计算机可读存储介质中存储的可执行指令，执行所述的基于多源信息融合的配电变压器绕组材质无损辨识方法。

23、一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的基于多源信息融合的配电变压器绕组材质无损辨识方法。

24、本发明整个过程含测量直阻、谐波电阻、尺寸、辨识，可在10分钟之类完成，且识别精度高，相较于目前的主流方法x射线法和温度系数法快捷、简便易行。

技术特征：

1.一种基于多源信息融合的配电变压器绕组材质无损辨识方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的基于多源信息融合的配电变压器绕组材质无损辨识方法，其特征在于：所述若干频率包括2khz、4khz、6khz、8khz以及10khz。

3.如权利要求1所述的基于多源信息融合的配电变压器绕组材质无损辨识方法，其特征在于：所述谐波电阻系数的计算公式为：

4.如权利要求3所述的基于多源信息融合的配电变压器绕组材质无损辨识方法，其特征在于：频率为f的谐波电阻系数斜率计算公式如下：

5.一种基于多源信息融合的配电变压器绕组材质无损辨识装置，其特征在于，包括：

6.如权利要求5所述的基于多源信息融合的配电变压器绕组材质无损辨识装置，其特征在于：所述若干频率包括2khz、4khz、6khz、8khz以及10khz。

7.如权利要求5所述的基于多源信息融合的配电变压器绕组材质无损辨识装置，其特征在于：所述谐波电阻系数的计算公式为：

8.如权利要求5所述的基于多源信息融合的配电变压器绕组材质无损辨识装置，其特征在于：频率为f的谐波电阻系数斜率计算公式如下：

9.一种基于多源信息融合的配电变压器绕组材质无损辨识系统，其特征在于，包括：计算机可读存储介质和处理器；

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-4中任一项所述的基于多源信息融合的配电变压器绕组材质无损辨识方法。

技术总结
本发明提供一种基于多源信息融合的配电变压器绕组材质无损辨识方法及相关装置，该方法包括如下步骤：收集不同容量不同能效等级的铜、铝配电变压器，获取每个配电变压器的变压器高度、变压器体积、若干频率下的谐波电阻系数以及对应频率下的谐波电阻系数斜率，进而得到多个数据特征集；将所述数据特征集进行标准的归一化处理后分为训练集和测试集，使用测试集对SVM模型进行训练，并用测试集对测试集进行测试，得到训练后的SVM模型；获得待识别配电变压器的一组特征值，将该组特征值输入到训练后的SVM模型中输出铜、铝类别。本发明可提高识别精度高和识别效率，且操作简便，可直接判定变压器绕组的材质。

技术研发人员：李家源,熊虎,江晓光,向彬,朱昌成,杨帆
受保护的技术使用者：国网湖北省电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24