基于灰关联熵法的电力变压器故障诊断研究.pdf

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1、第47卷第2期Vol.47No.22010年2月TRANSFORMERFebruary2010基于灰关联熵法的电力变压器故障诊断研究1122宋强，李菲，张运素，徐蕾（1.安阳工学院，河南安阳455000；2.河南安钢集团公司，河南安阳455004）摘要：提出了基于灰关联熵的变压器故障诊断方法，并介绍了该方法的应用情况。关键词：变压器；故障诊断；灰关联熵中图分类号：TM406文献标识码：B文章编号：1001－8425（2010）02－0056－03ResearchonFaultDiagnosisofPowerTransformerBasedonGreyEntropyRela

2、tionAlgorithem1122SONGQiang,LIFei,ZHANGYun-su,XULei（1.AnyangInstituteofTechnology,Anyang455000,China;2.HenanAngangGroup,Anyang455004,China）Abstract：Thetransformerfaultdiagnosismethodbasedongreyentrogyrelationalgo-rithemispresented.Theapplicationofthemethodisintroduced.Keywords：Transformer

3、；Faultdiagnosis；Greyentrogyrelationalgorithem法，以提高诊断的正确率。1引言2灰关联熵理论基础变压器是电力系统的重要设备之一，若发生故障会给供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影2.1熵的基本概念与性质响。随着电网向高度自动化方向发展及对供电可靠可逆过程中要作物质吸收的热与温度之比值称性的要求越来越高，迫切需要对现行的设备维修体为熵（Entropy），其改变量的大小仅与研究对象的起系进行变革，因此以在线监测及故障诊断技术为基始状态和终止状态有关，而与其经历的热力学路径础的状态维修体系逐渐取代预防性维修体系已成为无关，也就是说熵是

4、一个状态函数，系统的状态一旦变压器故障诊断的发展趋势。确定，其熵值就保持不变。变压器故障诊断的方法很多，其中油中溶解气1948年，熵的概念被引入信息论，用以表示系体分析法利用不同类型的变压器故障对应不同油中统的不确定性、稳定程度和信息量。信息是系统有序溶解气体浓度这一性质，通过分析故障特征气体程度的一个度量，熵是系统无序程度的一个度量，二（H2、CH4、C2H2、C2H6、C2H4等）的浓度来发现变压器者绝对值相等，符号相反。当系统可能处于几种不同的潜伏故障，由于DGA法能够在不停电的情况下对状态，每种状态出现的概念为Pi（i=1、2…m）时，该系变压器进行故障检测，它可

5、以不受外界电磁场的影统的熵定义为：m响，可以定期在变压器运行过程中对其内部进行诊H（x）=-CΣp（xi）logp（xi）（1）断，该方法目前已成为电气设备进行故障诊断的常i用检修手段，且得到了广泛的应用。由式（1）可知，熵有如下主要性质。（1）可加性：色谱分析法，成本较高，操作较为复杂。而日本系统的熵等于各个状态的熵之和。（2）非负性：根据IEC三比值法和日本改良电协研法均采用比值编码概率的性质，Pi∈[0，1]（i=1、2…m），因而系统的熵是法，存在编码缺损、编码边界过于绝对和无编码等问非负的。（3）极值性：当系统状态概率为等概率，Pi=题。因此很有必要探索一种更可

6、靠、更方便的诊断方1/m（i=1，2，…m），其熵达到最大。（4）与状态编号无第2期宋强、李菲、张运素等：基于灰关联熵法的电力变压器故障诊断研究57关性：系统的熵与其状态出现概率Pi的排列次序无为灰关联系数分布映射，映射值称为分布的密度值。关。熵与有序程度之间存在一定的关系，即系统的信根据灰关联熵定义以及灰关联系数分布映射，息熵大，其有序程度低；反之，系统的有序程度高，则灰关联熵表示为：n其熵小。这样，就能利用熵与有序程度的关系，用物H（Rj）=-ΣPilnPi（5）理量熵来描述系统演化方向。i=12.2灰关联系数定义3：若Hmax为灰关联熵的最大值，则序列Xj设x′=（

7、x′1，x′2，…，x′m）为参考序列，则统计方法的灰熵关联度：从公开刊物发表的典型的色谱分析数据构建而成，H（Rj）RE（Xj）=（6）x′i（1≤i≤m）为给第i个色谱数据，y′=（y′1，y′2，…，y′m）Hmax为比较系列，它由任何未知故障实际色谱数据构成，定义3体现灰关联熵的一般特性，该灰关联熵y′i（1≤i≤m）为给第i个色谱数据。依据灰色理论，首具有Shannon熵的全部性质（非负、可加、上凸、极先按式（2）对系列x′i和y′i进行无量纲化，然后按式值），但灰熵与Shannon熵的区别在于Shannon熵是（3