技术领域
[0001] 本发明涉及配电变压器异常诊断技术领域，尤其是指一种配电变压器异常诊断系统和方法。
相关背景技术
[0002] 10kV配电变压器起到向负荷直接供电的重要作用。其工作条件不稳定，工作条件起伏较大，在特殊时段伴随着重载、过载、不对称运行、谐波影响等运行条件，其异常、损坏的概率较主干电网变压器大。近年来电网公司配电变压器偶发性短路、爆燃等故障仍不减，严重影响电力安全稳定传输和使用。
[0003] 对于配电变压器偶发性异常故障，目前并无有效检测手段。由于偶发性故障具有故障通道发展快、故障能量集中、时间段分散等特性，通常对配电变压器进行电参数监测、红外测温、紫外检测等例行巡检，发现问题的概率很低。对于在线振动监测方法，亦难以及时发现在内部绝缘异常。
[0004] 因此亟需开展配电变压器电磁绝缘异常的灵敏诊断方法，以实现对内部异常的及早判断，为防御偶发性故障提供决策依据。
具体实施方式
[0034] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
[0035] 实施例一
[0036] 参照图1所示，本发明涉及一种配电变压器异常诊断系统，测量对象为10kV配电变压器，异常诊断系统包括高频电磁信号探头1、变频信号源3、发射头2和信号接收器4；
[0037] 所述发射头2安装于配电变压器底部5，所述变频信号源3通过所述发射头2与所述配电变压器底部5连接；所述高频电磁信号探头1设置于配电变压器的油箱上部6和配电变压器油箱的套管表面7，所述高频电磁信号探头1与信号接收器4连接；所述变频信号源3与所述信号接收器4连接。
[0038] 进一步地，所述变频信号源3与所述信号接收器4通过通讯线连接，所述通讯线可以为3分组6芯独立屏蔽双绞屏蔽线，用于提供电源和RS485通信。
[0039] 进一步地，所述发射头2的数量为至少一个，所述高频电磁信号探头1的数量为至少一个。
[0040] 实施例二
[0041] 请参阅图2，本实施例提供一种配电变压器异常诊断方法，包括：
[0042] 利用变频信号源3发出变频信号并通过发射头2注入配电变压器底部5，同时变频信号源3通过通讯线将变频信号参数发送至信号接收器4；
[0043] 变频信号由于趋肤效应从配电变压器底部5沿配电变压器的金属外壳中传播，并传播至配电变压器的油箱上部6和配电变压器油箱的套管表面7；
[0044] 利用信号接收器4接收安装在配电变压器的油箱上部6和配电变压器油箱的套管表面7的高频电磁信号探头1接收到的变频信号；
[0045] 通过信号接收器4对来自高频电磁信号探头1和变频信号源3的变频信号进行分析，实现对配电变压器的异常诊断。
[0046] 进一步地，所述通过信号接收器4对来自高频电磁信号探头1和变频信号源3的变频信号进行分析，实现对配电变压器的异常诊断的方法为：
[0047] 对高频电磁信号探头1接收到的变频信号进行小波变换得到尺度和平移量特征，同时计算该变频信号源的各谐波阻抗，根据尺度和平移量特征、各谐波阻抗得到每个高频电磁信号探头1的响应曲线(响应曲线表明信号源在传播路径上受到的影响程度)，将每个高频电磁信号探头1的响应曲线与变频信号源3的变频信号进行特征混合，并输入预设的神经网络(例如长短时记忆网络LSTM)进行识别，实现对配电变压器的异常诊断(包括高风险、中风险、低风险、正常)。
[0048] 值得一提的是，本实施例构建的配电变压器异常诊断方法通过不仅可以通过长短时记忆网络LSTM实现对配电变压器是否可能存在异常进行诊断(定性分析)，并且当长短时记忆网络LSTM判断配电变压器可能存在异常时，还通过电磁感应耦合频率对配电变压器进行异常的定量分析。
[0049] 本实施例还包括：当对配电变压器的异常诊断得到的结果为存在异常时，则对配电变压器进行定量分析，公式为：
[0050]
[0051] 其中，f表示信号接收器接收到的电磁感应耦合频率，L1和L2分别表示两个高频电磁信号在传播回路和耦合回路中的对应的电感，由于电感L1和L2与回路结构参数有关，通常在未发生击穿前，回路并不会改变，即L1和L2为相对固定值；C1和C2分别表示高频电磁信号在传播回路和耦合回路中的对应的电容，通常会随着变压器内部绝缘情况变化而变化。
[0052] 若LSTM检测出配电变压器存在异常或故障，本实施例假设L1L2的值为定值，并且配电变压器局部分布电容会随着内部绝缘状态变化(间歇性突发放电异常、局部绝缘劣化、受潮、局部放电等)而发生改变(即异常时配电变压器内部电容发生改变)，因此异常情况下电磁感应耦合频率f不同于正常情况下电磁感应耦合频率f；通过提取异常情况下电磁感应耦合频率f，并除以正常情况下电磁感应耦合频率f(正常情况下电磁感应耦合频率f可以提前测得)，可计算C1C2的变化率，通过C1C2的变化率实现对配电变压器的变化异常的定量分析，可发现间歇性突发放电异常、局部绝缘劣化、受潮、局部放电等问题甚至偷盗配电变压器等异常和问题。
[0053] 进一步地，所述变频信号源3发出变频信号频率范围为100kHz‑100MHz。
[0054] 实施例三
[0055] 本实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现实施例二所述配电变压器异常诊断方法的步骤。
[0056] 实施例四
[0057] 本实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现实施例二所述配电变压器异常诊断方法的步骤。
[0058] 本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD‑ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言C++和过程性语言C、RUST等。
[0059] 本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0060] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0061] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0062] 尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
[0063] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
