基于声纹特征和集成学习的变压器缺陷诊断方法

变压器运行过程中产生的振动噪声与其运行状态及内部缺陷情况直接相关,对其声纹信号开展特征分析,有助于进一步了解设备运行工况,保障电力系统安全稳定运行。文中以声纹特征分析为基础,兼顾诊断效率与准确性,提出一种基于卷积神经网络及集成学习模型的变压器缺陷诊断方法。该方法以变压器声纹数据的时域及频域信号为多通道输入混合特征,构建了基于卷积神经网络模型和声纹特征分析法的集成学习模型,可实现变压器声纹特征的有效识别,并通过由多个基学习器组成的集成学习模型提高了变压器缺陷诊断的准确性。基于文中所构建的变压器声纹样本库,可得到该方法对变压器单一缺陷的识别准确率为99.2%,对变压器混合缺陷的识别准确率为99.7%。研究结果表明该方法可有效识别变压器的运行状态,为变压器运维检修提供技术参考。     

宽时域范围变压器油冲击绝缘强度经验公式

变压器油的冲击绝缘强度依赖于脉冲作用时间。为获得适用范围更广的变压器油冲击绝缘强度经验公式,实验研究了不同宽度冲击电压作用下变压器油的50%击穿场强,并给出了电场有效作用时间的统计学定义。分析实验结果,给出一新经验公式:lg Ebr=aexp(–blgteff)+c,其中a=0.223 9,b=0.544 3,c=–0.055 84,Ebr和teff的单位分别为MV/cm和μs。与Martin经验公式相比,所提经验公式的时域适用范围更广(几十ns~几ms)。放电过程的变化导致Martin经验公式的适用范围较小。此外,利用前人的实验数据发现该经验公式可适用于多种液体不同条件下冲击绝缘强度的估算。     

非标准雷电冲击电压下油纸绝缘击穿特性

变压器实际遭受的雷电冲击电压的波前时间及持续时间变化范围很大,传播过程中的折反射还会造成雷电波的波形振荡。雷电侵入变压器绕组后会引起内部谐振,在匝间和饼间形成较高电位梯度,从而导致匝间和饼间的击穿事故。因此设计了油-隔板和匝间绝缘模型,研究了冲击电压波前时间、振荡频率对绝缘模型击穿特性的影响。结果表明:2种绝缘模型击穿电压均随波前时间的降低而增加,波前时间0.25μs陡前沿冲击电压下的U50%比标准雷电冲击下提高了10%~17%;对于匝间绝缘模型,其放电时延受绝缘层厚度和波前时间的影响显著,并且放电时延对波前时间的敏感度随着纸层层数的增加而升高;匝间绝缘模型能够耐受幅值比标准雷电冲击电压幅值更高的振荡雷电冲击电压,模型的U50%击穿电压随振荡频率增大而增大,振荡频率335 kHz时的U50%是标准雷电下的1.25倍;此外,当匝间绝缘模型中绝缘纸总厚度保持恒定时,绝缘纸层数的增加提高了绝缘模型的击穿强度。     

基于驱动电机电流与振动信号的有载分接开关故障诊断方法

有载分接开关(on-load tap changer,OLTC)是电力变压器中唯一可以运动的机构,具有复杂的机械结构.为了解决有载分接开关机械故障诊断中样本库无法涵盖所有故障类型的问题,文中提出了一种基于驱动电机电流与振动信号的有载分接开关故障诊断方法.首先,文中研究了有载分接开关多源监测信号的特征提取方法,提出了驱动...     

基于改进半监督阶梯网络的有载分接开关故障诊断方法

有载分接开关（On-Load Tap Changer,OLTC）是变压器实现有载调压的关键机构,具有复杂的机电结构。基于振动信号的有载分接开关机械故障诊断目前存在样本标注难度高而难以有效训练的难题。本文提出了一种基于贝叶斯优化和卷积算子改进的阶梯网络（Bayesian Optimization – Convolutional Ladder Networks,BO-ConvLN）,可在少标签情况下提高有载分接开关机械故障诊断的精度。首先,引入阶梯网络对振动信号进行半监督学习,充分利用大量无标签样本的潜在信息对特征提取过程进行指导,提升少标签情况下阶梯网络的诊断性能。然后,对原始阶梯网络进行卷积化改造,增强阶梯网络对非平稳振动信号的特征提取能力。在此基础上,借助贝叶斯优化对阶梯网络高维超参数进行寻优,在有限时间成本下显著提升了模型的诊断精度。实验结果显示,在仅有40个标签的情况下,对传动卡涩、芯子润滑不足、顶盖松动3类故障的诊断精度达91.67%,证明了BO-ConvLN在故障诊断中的有效性。     

换流变压器真空有载分接开关动力学模拟及工作一致性研究北大核心CSCD

真空有载分接开关是确保换流变压器安全稳定运行的关键部件,对其动力学和工作一致性进行评估具有重要意义。为了弄清楚分接开关切换过程中不同频率振动信号的产生机理,弄清楚振动信号与开关动作的联系,文中首先建立了分接开关筒壁和分接选择器支架的有限元模型,获得了分接开关固有频率及振型;然后构建了表征触头分合的多自由度动力学模型,模拟了分接开关在切换过程中的响应特性;再利用变分模态分析提取多频信号中的高频分量对振动信号进行分段,利用结构相似度计算振动时频信号的一致性系数;最后根据文中所提出的一致性分析方法对实验室数据和现场数据进行了分析,获得了不同档位一致性系数的变化规律。研究结论对基于振动信号的真空有载分接开关机械状态评价方法具有重要意义。     

基于粒子滤波的RFID数据清洗方法研究

RFID技术现已广泛应用在供应链、智能识别、数量检测等方面,但是由于数据的不准确限制了RFID技术更广泛的应用。为获取高质量的RFID数据,对RFID原始数据进行清洗十分重要。本文提出一种基于粒子滤波的数据清洗方法 RPFC,有效地解决了单个阅读器的消极读和积极读问题。实验结果得到了更准确的清洗结果,表明RPFC数据清洗框架提高了清洗效率。     

不同波形参数冲击电压下油-隔板绝缘放电特性

变电站布置、绕组内部谐振等因素会使得侵入变压器内部的雷电过电压的波形参数异于标准波形;此外,GIS中隔离开关操作造成的特快速暂态过电压(VFTO)带来的危害也与日俱增。为此设计了一种油-隔板绝缘模型,研究了波前时间、振荡频率对击穿特性的影响,以及VFTO下油-隔板绝缘模型击穿特性和隔板几何位置对放电特性的影响。结果表明,油-隔板绝缘模型击穿电压随波前时间的减小而增高;振荡频率增大会提高模型击穿电压,最高提高达30%;油-隔板绝缘模型在VFTO下的击穿电压较标准雷电冲击电压下提高10%;单层隔板时模型击穿电压随纸板与球电极之间距离的增大逐渐降低。