PDF《电力变压器故障的客观熵权识别及诊断方法》

电力变压器故障的客观熵权识别及诊断方法 黄大荣1,

2 ,陈长沙1 ,孙国玺2 ,赵玲1 ( 1.

重庆交通大学信息科学与工程学院,重庆市

4 0

0 0

7 4;

2. 广东省石化装备故障诊断重点实验室( 广东石油化工学院) ,广东省茂名市

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0 0 ) 摘要:为了有效管理和监测电力变压器的健康状态, 在对变压器油中溶解气体数据进行分析的基 础上, 建立了一种基于客观熵权的电力变压器故障信息模式识别及诊断模型.首先, 在定义包含电 力变压器故障模式全局信息的矩阵范式基础上, 引入信息熵权理论构建故障特征信息的客观熵权 精确量化模型;

然后, 基于距离和投影原则构建了故障模式判别准则函数, 并通过准则函数对模式 进行排序, 运用综合排序结果进行故障测试模式分类, 得到用于判断故障类型的基准类心向量;

最后, 运用基于类心欧氏距离的方式判别故障测试样本所属的类别, 实现变压器故障的客观熵权识别 及诊断.利用从某电力公司采集到的1

2 0组电力变压器油中溶解气体样本进行实例验证, 结果表 明, 所提出的方法能克服传统的三比值故障诊断方法存在无编码以及边界编码模糊致误判的问题. 关键词:系统工程;

信息模式识别;

客观熵权;

模式判别准则;

电力变压器;

故障诊断 收稿日期:

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修回日期:

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1 3. 上网日期:

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1 8. 国家自然科学基金资助项目(

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1 8 ) ;

教育部留学归国人 员科研启动基金资助项目(

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4 9 ) .

0 引言 在电力设备系统运行状态管理过程中, 及时有 效地判断电力变压器有无故障, 或出现故障后诊断 故障部位以及故障发生原因, 是电力部门制定电力 系统检修计划非常重要的环节.因此, 电力变压器 的故障诊断及安全维护方法研究受到学者们的极大 关注. 目前所取得成果主要分为两类: 一类是基于解 析模型的故障诊断方法, 主要以建立精确数学物理 模型进行变压器的故障诊断及安全维护[

1 G

4 ] ;

另一类 是利用不完备的先验知识, 建立定性模型进行故障 模式 推理方法, 包括专家系统、 故障决策树等方法[

5 G 7] .然而, 由于电力变压器的结构日趋复杂, 发 生故障的形式多样, 同时受到历史经验不足、 专家知 识片面性较强等因素的影响, 上述两类方法的应用 都受到限制.近年来, 数据驱动下电力变压器故障 智能诊断方法由于不需要建立精确机理模型而得到 了广泛运用, 该方法通过数据挖掘、 统计分析等方法 对电力变压器故障数据进行故障特征提取, 采用模 式识别理论实现故障诊断[

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1 0 ] .可遗憾的是, 这类 把样本或故障模式类抽象成由几个特征值构成的特 征向量或由数学函数计算值的故障诊断方法, 虽然 可以获得故障模式的主要特征, 但在数据量特别庞 大的时候, 也可能会丢失一些重要信息, 即包含故障 的特征信息被忽略掉[

1 1 G

1 4 ] . 基于此, 本文运用信息理论相关知识, 采用矩阵 数据表达故障模式的方式, 通过引入信息熵对所含 信息进行精确量化, 建立基于距离及投影的故障模 式判别函数, 通过判别故障样本所属的类别得到故 障模式类心向量, 最后利用基于类心距离方式实现 故障诊断.