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专利号: 2021111534036
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于油中溶解气体小样本数据的变压器故障诊断方法,其特征在于:所述基于油中溶解气体小样本数据的变压器故障诊断方法包括如下步骤:S1、生成变压器油中溶解气体数据,溶解气体包括H2、C2H6、CH4、C2H4、C2H2,随机生成变量x∈(0,1),则对应的溶解气体数据生成公式如下:

1/5

C(H2)=100×(‑ln(x)) (1)

1/5

C(C2H6)=20×(‑ln(x)) (2)

C(CH4)=C(H2)×xi,i=1,2,3 (3)

C(C2H4)=C(C2H6)×yi,i=1,2,3 (4)C(C2H2)=C(C2H4)×zi,i=1,2,3 (5)其中,C(H2)、C(C2H6)、C(CH4)、C(C2H4)、C(C2H2)依次对应为溶解气体中H2、C2H6、CH4、C2H4、C2H2的含量,且x1∈(0,0.1),x2∈(0.1,1),x3∈(1,5),y1∈(0,1),y2∈(1,3),y3∈(3,5),z1∈(0,0.1),z2∈(0.1,3),z3∈(3,5);

S2、将生成的溶解气体数据进行归一化处理;

S3、采用三比值法对归一化后的溶解气体数据进行编码,根据编码组合判断故障类型并将各编码组合对应的溶解气体数据打上相应的标签,所述编码采用如下规则:当i=1时,C(CH4)/C(H2)<0.1的对应比值编码为1,C(C2H4)/C(C2H6)<1的对应比值编码为0,C(C2H2)/C(C2H4)<0.1的对应比值编码为0;

当i=2时,0.1

当i=3时,C(CH4)/C(H2)>1的对应比值编码为2,C(C2H4)/C(C2H6)>3的对应比值编码为

2,C(C2H2)/C(C2H4)>3的对应比值编码为2;

S4、分别将各编码组合对应的溶解气体数据生成灰度图,获得灰度图数据集;

S5、将所述灰度图数据集中的图像输入CNN模型进行训练,获得最终训练模型,所述CNN模型包括依次连接的输入层、第一卷积层、第一池化层、第二卷积层、第二池化层、第三卷积层、第三池化层、第四卷积层、第四池化层、全连接层和softmax层。

2.如权利要求1所述的基于油中溶解气体小样本数据的变压器故障诊断方法,其特征在于:步骤S2中,所述归一化处理,公式如下:其中,ω为溶解气体的总含量,C(C)为溶解气体中的CH4、C2H6、C2H4、C2H2的总含量,依次对应为H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2归一化后的溶解气体含量。

3.如权利要求1所述的基于油中溶解气体小样本数据的变压器故障诊断方法,其特征在于:步骤S3中,所述故障类型包括正常、低温过热、中温过热、高温过热、局部放电、低能放电和高能放电七种类型。

4.如权利要求1所述的基于油中溶解气体小样本数据的变压器故障诊断方法,其特征在于:步骤S5中,各所述卷积层的输出端还连接有ReLU激活函数。

5.如权利要求4所述的基于油中溶解气体小样本数据的变压器故障诊断方法,其特征在于:所述ReLU激活函数满足如下公式:其中, 表示第j层的第g个输出矩阵; 表示第j‑1层的第k个输出矩阵; 表示处于第j层的第g个输出矩阵和第j‑1层的第k个输出矩阵之间的卷积核;n为输出矩阵的个数;

表示第j层第g个输出矩阵的偏置。

6.如权利要求1所述的基于油中溶解气体小样本数据的变压器故障诊断方法,其特征在于:各所述池化层满足如下公式:其中, 表示第g个特征矩阵进行最大池化前的矩阵, 表示第g个特征矩阵进行最大池化后的矩阵,a表示池化窗口的长,b表示池化窗口的宽,s表示池化窗口的步幅大小。