[发明专利]一种判断变压器谐波负载运行状态的方法及系统

权利要求书

1.一种判断变压器谐波负载运行状态的方法，其特征在于实施步骤包括：

1）获取待检测变压器的声信号；

2）根据待检测变压器的声信号提取独立特征参数；

3）将独立特征参数输入训练好的机器学习模型，得到待检测变压器当前的谐波负载运行状态，所述机器学习模型被训练包括独立特征参数和谐波负载运行状态之间的映射关系；

步骤2）的详细步骤包括：

2.1）对待检测变压器的声信号进行预处理；

2.2）对预处理后的声信号进行频谱分析与小波包分析，提取谐波负载运行特征参数；

2.3）针对谐波负载运行特征参数进行主成分分析，得到独立特征参数；

步骤2.2）的详细步骤包括：

2.2.1）对预处理后的变压器的声信号进行傅里叶变换，截取2kHz范围内的声信号频谱；计算声信号2kHz范围内，50Hz及其奇次谐波频率声信号能量与50Hz及其偶次谐波频率声信号能量的比值R_oe；

2.2.2）计算声信号2kHz频谱范围内，50Hz及其谐波频率的频谱复杂度H；其中，频谱复杂度H的计算函数表达式如式（2）所示；

（2）

式（2）中，R_i为50Hz第i次谐频振动幅值比重；

2.2.3）对预处理后的变压器的声信号进行3层小波包分析，计算小波包能量特征E；其中，小波包能量特征E的计算函数表达式如式（3）所示；

（3）

式（3）中，E_i为第i个小波包子带能量，n=3为小波包分解层数；

2.2.4）将比值R_oe、频谱复杂度H与小波包能量特征E三者共同构成谐波负载运行特征参数。

2.根据权利要求1所述的判断变压器谐波负载运行状态的方法，其特征在于，步骤2.2.1）中比值R_oe的计算函数表达式如式（1）所示；

（1）

式（1）中，A_2i为信号50Hz偶次谐波幅值，A_2i-1为信号50Hz奇次谐波幅值，N为2kHz范围内信号50Hz谐频数量。

3.根据权利要求1所述的判断变压器谐波负载运行状态的方法，其特征在于，步骤2.3）针对谐波负载运行特征参数进行主成分分析时，主成分分析输出的独立特征参数维度为2维，且主成分条件为独立特征贡献率超过85%，最终得到谐波负载运行特征参数对应的独立特征参数。

4.根据权利要求1所述的判断变压器谐波负载运行状态的方法，其特征在于，步骤3）中的机器学习模型为最小二乘支持向量机分类模型。