专利名称：一种变压器故障图形预警的方法
技术领域：
本发明涉及一种采用三维线框模型进行变压器故障图形预警的方法。
背景技术：
变压器长期处于工作电压的作用下，在绝缘薄弱处容易发生局部放电。发电机局部放电在线监测是防止发电机绝缘损坏事故的有效手段。目前的技术主要有:从局部放电的三维特征中提取的两个分形特征(分形纬度和缺项)，并采用神经网络进行放电模式识别；基于扩展的神经网络技术识别三维放电模式；基于组件对象模型分析局部放电的统计特征并采用三维图表进行展示；分析局放统计特征并基于经验模型对局部放电进行了仿真。相关研究中均采用了一系列三维图形技术，如DirectX、OpenGL、Glide、Heidi等来直观展示局部放电数据分析的图形结果。但是，由于放电数据采集周期间隔短，数据量大，实时性要求高。以上三维图形绘制方法存在渲染时间长，实时响应慢，纹理描绘容易覆盖数据结构细节等问题。

发明内容
本发明的目的是提供一种采用三维线框模型进行变压器故障图形预警的方法，用以解决变压器故障图形预警系统实时响应慢的问题。为实现上述目的，本发明的方案是:一种变压器故障图形预警的方法，步骤如下:(I)对变压器进行局部放电数据采集，并通过滤波和信号整理，得到相角-放电
量-放电次数(φ -q-n)的三维图谱；(2)根据步骤(I)得到的三维图谱，对变压器局部放电数据记录进行特征提取，建立关于相角-放电量-放电次数(φ -q-n)的三维线框模型；(3)将步骤(2)中建立的三维线框模型投影到二维平面内；(4)根据步骤(3)得到的二维投影观测放电数据的变化幅度和变化趋势，做出相应的故障预警。所述三维线框模型为:Σ = {聯,甲40上1^}，其中，f(t)为采集的变压器局部放
电的模拟信号，屯为滤波函数，P为对变压器局部放电数据记录进行特征提取后得到的向量，T3d为将三维坐标点投影到二维平面内采用的变换矩阵。 将三维线框投影到二维平面内的方法是:将T3d矩阵拆分为四个小矩阵T1、T2、T3和T4，其中，T1用于比例、旋转、错切等几何变换，T2用于平移变换，T3用于投影变换，T4用于整体比例变换。向量P的获取方法为:将相位φ (0~360°) 20份等分，将放电量q取log后20
份等分，按照变压器局部放电数据记录中的最大重复率对该样本进行归一化，得到放电频率η,最终将向量P表不为!PMPp P2…Pi)，其中Pi代表一个关于相角-放电量-放电次数(φ -q-n)的三维坐标点，且I彡i彡8。对变压器放电数据的滤波采用的是小波变换法。矩阵T3D、V T2、T3和T4分别表示为:
权利要求
1.种变压器故障图形预警的方法，其特征在于，步骤如下: (1)对变压器进行局部放电数据采集，并通过滤波和信号整理，得到相角-放电量-放电次数(φ -q-η)的三维图谱； (2)根据步骤(I)得到的三维图谱，对变压器局部放电数据记录进行特征提取，建立关于相角-放电量-放电次数(φ -q-n)的三维线框模型； (3)将步骤(2)中建立的三维线框模型投影到二维平面内； (4)根据步骤(3)得到的二维投影观测放电数据的变化幅度和变化趋势，做出相应的故障预警。
2.据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三维线框模型为:Σ = {f(t),Ψ*(1),Ρ,Τ3 }，其中，f(t)为采集的变压器局部放电的模拟信号，￥*^>为滤波函数，P为对变压器局部放电数据记录进行特征提取后得到的向量，T3d为将三维坐标点投影到二维平面内采用的变换矩阵。
3.据权利要求1所述的变压器故障图形预警的方法，其特征在于，将三维线框投影到二维平面内的方法是:将T3d矩阵拆分为四个小矩阵WT3和T4，其中，T1用于比例、旋转、错切等几何变换，T2用于平移变换，T3用于投影变换，T4用于整体比例变换。
4.据权利要求2所述的变压器故障图形预警的方法，其特征在于，向量P的获取方法为:将相位φ (0~360。) 20份等分，将放电量q取log后20份等分，按照变压器局部放电数据记录中的最大重复率对该样本进行归一化，得到放电频率n，最终将向量P表示为:P= (P1, PfPi),其中Pi代表一个关于相角-放电量-放电次数(φ -q-n)的三维坐标点,且K i < 8。
5.据权利要求1所述的变压器故障图形预警的方法，其特征在于，对变压器放电数据的滤波采用的是小波变换法。
6.据权利要求4所述的变压器故障图形预警的方法，其特征在于，矩阵T3dU2J3和T4分别表示为:
全文摘要
本发明涉及一种变压器故障图形预警的方法，采用的是一种线框模型的方法，采用线框模型提取数据时，仅需要记录实体的顶点和棱边，相对表面建模和实体建模来说，建模更加简单，且由于本发明不像现有三维模型方法一样需要记录三维模型实体中所有的点、线、面，而只需要记录其中的顶点和棱边，要计算的数据量就小很多，因此计算速度快。解决了变压器故障图形预警系统实时响应慢的问题。
文档编号G01R31/12GK103091610SQ201310011450
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月11日 优先权日2013年1月11日
发明者穆永强, 叶阳东, 姬波, 刘 文, 卢红星, 佘维, 王伟杰, 赵宝, 和红伟, 张静, 王龙阁, 路光辉 申请人:辽宁省电力有限公司朝阳供电公司, 许继电气股份有限公司, 许昌许继软件技术有限公司, 国家电网公司