[发明专利]基于卡方检验的变压器油色谱装置性能评估方法及系统

说明书

基于卡方检验的变压器油色谱装置性能评估方法及系统，属于变压器油色谱分析技术领域，解决如何利用色谱流出曲线的峰形畸变评估变压器油色谱装置的性能的问题，本发明的方法基于卡方检验，评估变压器油中溶解气体的多种组分的实际色谱流出曲线与理想色谱流出曲线的差异，量化峰形畸变程度，得到多种组分的卡方统计量，通过峰面积对多种组分的卡方统计量加权平均，得到变压器油色谱装置的整体性能评估指标，方法简单有效，能准确评估变压器油色谱分析装置的性能，有助于提高变压器状态检测与故障诊断结果准确性。

技术领域

本发明属于变压器油色谱分析技术领域，涉及基于卡方检验的变压器油色谱装置性能评估方法及系统。

背景技术

变压器油色谱分析装置可用于分析油中溶解气体，是实现变压器状态检测与故障诊断的重要手段。行业标准《电气设备预防性试验规程》将油中溶解气体分析列为油浸式变压器试验项目的首位。准确评估变压器油色谱分析装置的性能，有助于提高变压器状态检测与故障诊断结果准确性。

根据色谱的塔板理论，每个组分的色谱流出曲线都是近似的高斯波形。这一特性已被应用于变压器油色谱装置的峰识别领域中。现有技术利用模式匹配方法，通过构造高斯波，沿着色谱流出曲线滑动，求高斯波与色谱流出曲线的相似性来查找峰位，并进一步给出了高斯波模板的优化方法。例如，现有技术中公开号为CN107132310A、公开日期为2017年9月5日的中国发明专利申请《基于高斯混合模型的变压器设备健康状态判别方法》公开了利用不同规格型号、故障类型的变压器及其油中溶解气体数据构建训练样本，通过高斯混合模型描述样本中多种特征气体在高维空间内的分布情况，并运用所得模型的参数对变压器设备的健康状态进行判别。该方法弥补了现有比值方法在描述复杂特征方面的不足，较人工经验相比具有较高的严谨性和创新性，能够对变压器设备的运行状态进行更为准确的判断。

但此类方法对不同组分的流出曲线都是用相同的高斯波模板，相似性指标只用来确定峰位置，无法衡量色谱峰的峰形畸变。另外，电力行业评估变压器油色谱分析装置性能评估，通常采用标准油样品比对的方法。以色谱装置检验浓度已知的标准油样品，将色谱装置输出结果与标准值对比，以此评估色谱装置的性能，同样不涉及色谱峰的峰形畸变。

当变压器油色谱装置发生检测器老化，色谱柱污染等情况是，容易发生峰形畸变。因此峰形畸变可用于评估变压器油色谱装置的性能，而现有方法未涉及量化评估变压器油色谱装置的峰形畸变程度。

发明内容

本发明的目的在于如何利用色谱流出曲线的峰形畸变评估变压器油色谱装置的性能。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

一种基于卡方检验的变压器油色谱分析装置性能评估方法，包括以下步骤：

S101、从色谱分析仪中读取特征溶解组分气体的基础数据，所述的基础数据包括：变压器油中特征溶解组分气体的色谱流出曲线f(t)、色谱峰位μ、色谱峰高h、色谱峰宽w、色谱峰面积S；

S102、根据各种特征溶解组分气体的色谱峰宽w，分别计算各种组分色谱峰的标准偏差σ，根据标准偏差σ与色谱峰位μ，提取出各种特征溶解组分气体的实际色谱流出曲线f^Act(t)；

S103、根据各种特征溶解组分气体的色谱峰位、色谱峰高、色谱峰宽，构造理想色谱流出曲线f^Des(t)；

S104、对比实际色谱流出曲线f^Act(t)与理想色谱流出曲线f^Des(t)，采用卡方检验计算两种曲线的差异，分别得到各种特征溶解组分气体的卡方统计量χ²；

S105、根据各种特征溶解组分气体的色谱峰面积，对卡方统计量求加权平均数，得到变压器油色谱性能评估指标χ_z²。