本發(fā)明涉及變壓器檢測，具體為一種變壓器內(nèi)部異常檢測方法、系統(tǒng)、設(shè)備和存儲介質(zhì)。
背景技術(shù)：
1、變壓器內(nèi)部繞組變形會發(fā)生電場畸變，導(dǎo)致放電現(xiàn)象發(fā)生，影響電網(wǎng)安全，因此變壓器安全準確評估是電網(wǎng)可靠運行的基礎(chǔ)。目前現(xiàn)有技術(shù)常基于油色譜、局放、紅外、紫外等技術(shù)方法，對變壓器進行異常檢測，但上述方法均屬于放電或爬電發(fā)生后的過程探測，探測時機相對滯后，缺乏有效的預(yù)警信號和時間；同時，上述方法易受運行環(huán)境、檢測范圍和靈敏度的影響，導(dǎo)致變壓器異常檢測結(jié)果的準確度和穩(wěn)定性較差。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種變壓器內(nèi)部異常檢測方法、系統(tǒng)、設(shè)備和存儲介質(zhì)。
2、本發(fā)明技術(shù)方案如下：
3、一種變壓器內(nèi)部異常檢測方法，包括如下操作：
4、s1、在變壓器一周布置若干個超聲波傳感器，實時獲取超聲波數(shù)據(jù)，得到若干個變壓器超聲波數(shù)據(jù)；若干個變壓器超聲波數(shù)據(jù)分別經(jīng)濾波處理后，進行對齊處理，得到若干個變壓器超聲波對齊數(shù)據(jù)；
5、s2、將若干個變壓器超聲波對齊數(shù)據(jù)分別轉(zhuǎn)化為點云數(shù)據(jù)，得到若干個變壓器點云數(shù)據(jù)；將若干個變壓器點云數(shù)據(jù)進行配準和拼接處理，得到變壓器三維點云模型；
6、s3、從變壓器三維點云模型中，獲取繞組的直徑、高度、弧度和匝間距離，分別計算與標準直徑、標準高度、標準弧度和標準匝間距離的差值，得到繞組的直徑變化量、高度變化量、弧度變化量和匝間距離變化量；若繞組的直徑變化量、或高度變化量、或弧度變化量、或匝間距離變化量，分別大于各自的變化量閾值，則變壓器內(nèi)部存在異常；若繞組的直徑變化量、高度變化量、弧度變化量、匝間距離變化量，均不大于各自的變化量閾值，基于繞組的直徑和高度，得到變壓器內(nèi)部安全值；若變壓器內(nèi)部安全值小于安全值閾值，則變壓器內(nèi)部存在異常。
7、s2中將當前變壓器超聲波對齊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為點云數(shù)據(jù)的操作具體為：基于每個點在當前變壓器超聲波對齊數(shù)據(jù)中的位置，獲取每個點在當前變壓器超聲波對齊數(shù)據(jù)中的坐標，得到每個點的局部坐標；基于當前變壓器超聲波對齊數(shù)據(jù)對應(yīng)超聲波傳感器與變壓器中心的距離，將每個點的局部坐標轉(zhuǎn)化到以變壓器中心為原點的坐標系上，得到每個點的全局坐標，形成了當前變壓器點云數(shù)據(jù)。
8、s2中將當前變壓器點云數(shù)據(jù)和下一組變壓器點云數(shù)據(jù)進行配準處理的操作具體為：在下一組變壓器點云數(shù)據(jù)中，獲取當前變壓器點云數(shù)據(jù)的特征點云的對應(yīng)點云，得到若干個特征點云對；基于若干個特征點云對，構(gòu)建若干個線性方程，形成了線性方程組；線性方程組經(jīng)最小二乘法處理，得到旋轉(zhuǎn)矩陣和平移向量；基于旋轉(zhuǎn)矩陣和平移向量，對下一組變壓器點云數(shù)據(jù)進行空間變換，得到下一組變壓器點云初始配準數(shù)據(jù)；下一組變壓器點云配準數(shù)據(jù)與當前變壓器點云數(shù)據(jù)經(jīng)最近點迭代方法處理，得到當前變壓器點云配準數(shù)據(jù)和下一組變壓器點云配準數(shù)據(jù)。
9、當前變壓器點云數(shù)據(jù)的特征點云的獲取方法具體為：獲取當前變壓器點云數(shù)據(jù)中，每個點云的鄰域協(xié)方差矩陣；將鄰域協(xié)方差矩陣的特征值比值大于特征值比值閾值的對應(yīng)點云作為特征點云。
10、s3中變壓器內(nèi)部安全值是通過如下計算公式得到：
11、，
12、，
13、，
14、為變壓器內(nèi)部安全值，為系數(shù)，為第 i個繞組的最大允許應(yīng)力，為第 i個繞組的機械應(yīng)力，為第 i個繞組的電磁應(yīng)力，為繞組總數(shù)，為第 i個繞組的彈性模量，為第 i個繞組的曲率，為第 i個繞組的直徑，為第 i個繞組的弧度，為第 i個繞組的電流密度，為第 i個繞組的磁場強度。
15、s1中對齊處理的操作可通過對每個變壓器超聲波濾波數(shù)據(jù)進行空間變換，將每個變壓器超聲波濾波數(shù)據(jù)從各自局部坐標系轉(zhuǎn)換到全局坐標系實現(xiàn)。
16、s2中還包括，將若干個變壓器點云數(shù)據(jù)分別進行下采樣處理，得到若干個變壓器點云下采樣數(shù)據(jù)，用于執(zhí)行后續(xù)配準的操作；下采樣處理的操作具體為：將當前變壓器點云數(shù)據(jù)劃分為若干個點云單元，保留每個點云單元中的質(zhì)心點云，得到當前變壓器點云下采樣數(shù)據(jù)；質(zhì)心點云為對應(yīng)點云單元中所有點云的平均值。
17、一種變壓器內(nèi)部異常檢測系統(tǒng)，用于實現(xiàn)上述的變壓器內(nèi)部異常檢測方法，包括：
18、變壓器超聲波對齊數(shù)據(jù)生成模塊，用于在變壓器一周布置若干個超聲波傳感器，實時獲取超聲波數(shù)據(jù)，得到若干個變壓器超聲波數(shù)據(jù)；若干個變壓器超聲波數(shù)據(jù)分別經(jīng)濾波處理后，進行對齊處理，得到若干個變壓器超聲波對齊數(shù)據(jù)；
19、變壓器三維點云模型生成模塊，用于將若干個變壓器超聲波對齊數(shù)據(jù)分別轉(zhuǎn)化為點云數(shù)據(jù)，得到若干個變壓器點云數(shù)據(jù)；將若干個變壓器點云數(shù)據(jù)進行配準和拼接處理，得到變壓器三維點云模型；
20、變壓器內(nèi)部存在異常判斷模塊，用于從變壓器三維點云模型中，獲取繞組的直徑、高度、弧度和匝間距離，分別計算與標準直徑、標準高度、標準弧度和標準匝間距離的差值，得到繞組的直徑變化量、高度變化量、弧度變化量和匝間距離變化量；若繞組的直徑變化量、或高度變化量、或弧度變化量、或匝間距離變化量，分別大于各自的變化量閾值，則變壓器內(nèi)部存在異常；若繞組的直徑變化量、高度變化量、弧度變化量、匝間距離變化量，均不大于各自的變化量閾值，基于繞組的直徑和高度，得到變壓器內(nèi)部安全值；若變壓器內(nèi)部安全值小于安全值閾值，則變壓器內(nèi)部存在異常。
21、一種變壓器內(nèi)部異常檢測設(shè)備，包括處理器和存儲器，其中，處理器執(zhí)行所述存儲器中保存的計算機程序時實現(xiàn)上述的變壓器內(nèi)部異常檢測方法。
22、一種計算機可讀存儲介質(zhì)，用于存儲計算機程序，其中，計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述的變壓器內(nèi)部異常檢測方法。
23、本發(fā)明的有益效果在于：
24、本發(fā)明提供的一種變壓器內(nèi)部異常檢測方法，首先通過在變壓器一周布置若干個超聲波傳感器，實時獲取超聲波數(shù)據(jù)后進行濾波和對齊處理，提高超聲波數(shù)據(jù)質(zhì)量，提高計算效率，得到若干個變壓器超聲波對齊數(shù)據(jù)；然后，將若干個變壓器超聲波對齊數(shù)據(jù)分別轉(zhuǎn)化為三維點云數(shù)據(jù)后進行配準和拼接處理，得到能直觀反映變壓器內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)特征的變壓器三維點云模型；最后，基于變壓器三維點云模型，準確快速獲得反映變壓器內(nèi)部繞組形狀特征（直徑、高度、弧度）和位置特征（匝間距離）的參數(shù)，與標準變壓器三維點云模型對應(yīng)參數(shù)進行對比后，可快速評估每個繞組變形程度；且當繞組變形程度不大時，會根據(jù)基于繞組的直徑和弧度，計算變壓器內(nèi)部所有繞組累計受力情況，綜合分析變壓器內(nèi)部安全性，提高變壓器內(nèi)部異常檢測的準確度和穩(wěn)定性。
1.一種變壓器內(nèi)部異常檢測方法，其特征在于，包括如下操作：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器內(nèi)部異常檢測方法，其特征在于，所述s2中，將當前變壓器超聲波對齊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為點云數(shù)據(jù)的操作具體為：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器內(nèi)部異常檢測方法，其特征在于，在所述s2中，將當前變壓器點云數(shù)據(jù)和下一組變壓器點云數(shù)據(jù)進行配準處理的操作具體為：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變壓器內(nèi)部異常檢測方法，其特征在于，當前變壓器點云數(shù)據(jù)的特征點云的獲取方法具體為：獲取當前變壓器點云數(shù)據(jù)中，每個點云的鄰域協(xié)方差矩陣；將鄰域協(xié)方差矩陣的特征值比值大于特征值比值閾值的對應(yīng)點云作為特征點云。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器內(nèi)部異常檢測方法，其特征在于，所述s3中，變壓器內(nèi)部安全值是通過如下計算公式得到：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器內(nèi)部異常檢測方法，其特征在于，在所述s1中，對齊處理的操作可通過對每個變壓器超聲波濾波數(shù)據(jù)進行空間變換，將每個變壓器超聲波濾波數(shù)據(jù)從各自局部坐標系轉(zhuǎn)換到全局坐標系實現(xiàn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器內(nèi)部異常檢測方法，其特征在于，所述s2中還包括，將若干個變壓器點云數(shù)據(jù)分別進行下采樣處理，得到若干個變壓器點云下采樣數(shù)據(jù)，用于執(zhí)行后續(xù)配準的操作；
8.一種變壓器內(nèi)部異常檢測系統(tǒng)，用于實現(xiàn)權(quán)利要求1所述的變壓器內(nèi)部異常檢測方法，其特征在于，包括：
9.一種變壓器內(nèi)部異常檢測設(shè)備，其特征在于，包括處理器和存儲器，其中，所述處理器執(zhí)行所述存儲器中保存的計算機程序時實現(xiàn)如權(quán)利要求1-7任一項所述的變壓器內(nèi)部異常檢測方法。
10.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，用于存儲計算機程序，其中，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1-7中任一項所述的變壓器內(nèi)部異常檢測方法。