基于多频超声波技术的变压器油参数检测方法.pdf

第４４卷第２２期２０１６年１１月１６日电力系统保护与控制ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＶＯ１．４４ＮＯ．２２Ｎｏｖ．１６，２０１６Ｄ０Ｉ：１０．７６６７／ＰＳＰＣ１５２０３１基于多频超声波技术的变压器油参数检测方法饶锐，程乐峰，宋浩永，陈于晴，李正佳，余涛（１．广州供电局有限公司电力试验研究院，广东广州５１０４２０；２．苏州华天国科电力科技有限公司，江苏苏州２１５０００）摘要：为准确检测变压器油状态，针对变压器油参数，给出基于多频超声波检测技术的变压器油检测方法。开发相应的硬件检测装置和上位机分析软件。硬件部分可利用多频超声波技术，在１ｓ内，将大量不同频率的超声波新信号聚集在一个扫描测量频率，进行数以百计的扫描，从而在很短的时间内完成变压器状态诊断。给出了系统的设计原理和主功能单元设计，主功能单元包括发射部分和接收部分。其次，阐述了多元统法的计算原理。基于此，上位机软件可对携带有变压器油参数信息的超声波参数进行统计和分析，以提取其特征量，进一步建立起变压器油运行状态与超声波特征量的关联，进而判断变压器的运行状态。实验检测表明该系统可在线实时检测微水含量、击穿电压（ＢＤＶ）、活性水等变压器油参数，解决了传统检测装置检测步骤繁琐、不能在线检测等问题，提高检测灵敏性，降低检测成本。关键词：多频超声波技术；多元统计分析；上位机软件；变压器；油样本；数据库Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｏｉｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｂａｓｅｄｏｎ—ｍｕｌｔｉｆｒｅｑｕｅｎｃｙｕｌｔｒａｓｏｕｎｄｔｅｃｈｎｉｑｕｅＲＡＯＲｕｉ，ＣＨＥＮＧＬｅｆｅｎｇ，ＳＯＮＧＨａｏｙｏｎｇ，ＣＨＥＮＹｕｑｉｎｇ，ＬＩＺｈｅｎｇｊｉａ，ＹＵＴａｏ（１．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｕａｎｇｚｈｏｕＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＢｕｒｅａｕＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０４２０，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｕｚｈｏｕＨｕａｔｉａｎＰｏｗｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｕｚｈｏｕ２１５０００，Ｃｈｉｎａ）—Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍｕｌｔｉｆｒｅｑｕｅｎｃｙｕｌｔｒａｓｏｕｎｄｔｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｏｉｌｐａｒａｍｅｔｅｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｉｓｇｉｖｅｎ．Ｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｈａ—ｒｄｗａｒｅｄｅｔｅｃｔｏｒａｎｄｕｐｐｅｒｓｙｓｔｅｍｓｏｆｔｗａｒｅａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｏｒｍｕｌａｔｅｄｍｕｌｔｉｆｒｅｑｕｅｎｃｙｕｌｔｒａｓｏｕｎｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ａｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｕｌｔｒａｓｏｕｎｄｓｉｇｎａｌｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓｃｏｕｌｄｂｅｇａｔｈｅｒｅｄｉｎａｓｃａｎｎｅｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｎａｓｅｃｏｎｄｂｙｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｐａｒｔ，ｔｈｅｎｔｈｅｓｔａｔｅｄｉａｇｎｏｓｉｓｏｆｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｉｓｆｉｎｉｓｈｅｄｖｉａｈｕｎｄｒｅｄｓｏｆｓｃａｎｎｉｎｇｓｉｎａｓｈｏｒｔｔｉｍｅ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｓｙｓｔｅｍａｎｄｍａｉｎｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｕｎｉｔｓａｒｅｇｉｖｅｎ，ａｎｄｔｈｅｌａｔｔｅｒｍａｉｎｌｙｉｎｃｌｕｄｅｓｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇｐａｒｔａｎｄｒｅｃｅｉｖｉｎｇｐａｒｔ．Ｎｅｘｔ，ｔｈｅｍｕｌｔｉｖａｒｉａｔｅｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｅｌａｂｏｒａｔｅｄ，ａｎｄｂａｓｅｄｏｎｗｈｉｃｈ，ｔｈｅｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｔｈａｔｃｏｎｔａｉｎｔｈｅｏｐｅｒｍｉｎｇｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓａｒｅｍａｄｅｓｔａｔｉｓｔｉｃｓａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｂｙｔｈｅｕｐｐｅｒｓｏｆｔｗａｒｅ，ｔｏｇｅｔｔｈｅｕｌｔｒａｓｏｕｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｖａｌｕｅｓ，ｂｅｔｗｅｅｎｗｈｉｃｈａｎｄｔｅｎｓｉｔｕａｔｉｏｎｓｏｆｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ，ｆｕｒｔｈｅ￣ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｉｓｂｕｉｌｔ，ＳＯａｓｔｏｊｕｄｇｅｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｓｙｓｔｅｍｃａｎｄｅｔｅｃｔｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｏｉｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｓｕｃｈａｓｔｈｅｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ，ｂｒｅａｋｄｏｗｎｖｏｌｔａｇｅ（ＢＤＶ）ａｎｄａｃｔｉｖｅｗａｔｅｒｏｎｌｉｎｅａｎｄｉｎｒｅａｌｔｉｍｅ．Ｔｈｕｓｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｏｉｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎ—ｍｕｌｔｉｆｒｅｑｕｅｎｃｙｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｏｌｖｅｓｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｃｕｍｂｅｒｓｏｍｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｔｅｐｓａｎｄｆａｉｌｅｄｏｎｌｉｎｅｔｅｓｔｉｎｇａｎｄｈａｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｓｅｎｓｉｔｉｖｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｌｏｗｅｒｃｏｓｔ，ｗｈｅｎｉｔｉｓｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｕｌｔｉ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｔｅｃｈｎｉｑｕｅ；ｍｕｌｔｉｖａｒｉａｔｅｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ；ｕｐｐｅｒＰＣｓｏｆｔｗａｒｅ；ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ；ｏｉｌｓａｍｐｌｅ；ｄａｔａｂａｓｅ０引言变压器是电力系统的重要设备，对其运行状态进行准确的评估，对故障进行正确的诊断，关系到基金项目：中国南方电网科技项目（ＧＺＧＤ２０１５０３０１２４００９１）整个电网的运行安全。状态评估是对变压器的运行状态及其他信息进行记录、分类和评估，为设备检修提供决策依据【ｌ弓Ｊ。对电力变压器状态评估检测技术的研究可有效地了解和监视设备的运行状况，并提供早期的故障报警，保障变压器的安全运行【４】。目前应用于变压器检测的技术主要是油色谱分．１７６．电力系统保护与控制频超声波光谱不断扫描变压器内部动态环境，其新颖性在于产生数目非常大的不同特定频率的超声波，针对变压器油就相关的参数数据进行测晕，几百个超声参数可以在ｌＳ内聚集在一个测量扫描频率，数以百计的扫描，可在１Ｓ内进行。这些不同“”频率的超声波信号在分子级别加载了变压器油内部的物质状态信息，通过对这些信息加以分析便可以得到所需的油状态参数，从而准确反映变压器的运行状态。２系统设计２．１系统原理超声波在液体中的通过速度不是一个常数，而是随频率有改变。多频超声光谱（ＭＦＵＳ）通过为流体实时提供一束超声参数，得到声学频谱。利用多频超声波检测技术，儿百个超声参数可以在１Ｓ内聚集在一个测量扫描频率，数以百计的扫描，可在１Ｓ内进行。这些超声参数带有关于变压器油中的不同物质的具体特点的信息。对大量的试验数据进行分析，得到多种变压器油参数包括微水分含量、击穿电压、油介损等；并开发基于多元统计分析技术、人工神经无网络的数据分析软件，建立一个各种类型油样本的数据库。通过一系列智能算法将这些特征值（超声波参数）和油样本参数建立关联。对变压器油参数的分析推断变压器真实的运行状态。如图３所示，多频超声波变压器检测装置硬件系统主要包括：超声波发射接收控制单元、多频超声波传感器和数据分析软件。图３多频超声波变压器检测装置原理结构图—Ｆｉｇ．３Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｉａｇｒａｍｏｆｍｕｌｔｉｆｒｅｑｕｅｎｃｙｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｔｒａｎｓｔｂｒｍｅｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｄｅｖｉｃｅ在图３中，超声波发射接收控制单元上安装有电源接口、电源开关、Ｉｎｔｅｍｅｔ网络接口、超声波信号输出接口及信号接收接口。超声波发射接收控制单元内设有多频超声波发生装置，多频超声波发生装置内部连接至超声波发射接收控制单元的超声波信号输出接口，输出接口经导线连接到多频超声波传感器，多频传感器的输出信号经导线连接至超声波发射接收控制厄的超声波信号接收接口，超声波信号接收接ｕ将信号传输至超声波发射接收控制单元的信号处理电路，于ＤＳＰ技术的控制电路町准确地完成超声波原始信号到振幅、相位以及超声波速度等超声波参数的计算。然后通过网络将超声波参数传输给摹ｆ多元统计分析算法的上位机软件。ｌ位机中，通过操控该软件从超声波参数中提取超声波特征，并通过一系列智能算法计算出变压器汕的微水含量、击穿电压、活性水、介质损耗、体积电阻率、油界而张力等参数，将这些变器油参数与数据库中的数据进行对比，从ｉ判断变压器的运行状态或检测变压器的故障。２．２主功能单元设计２．２．１发射部分设计如４所示为发射部分设计示意，该部分包括有功率控制模块、发射控制模块、频率控制模块及发射驱动模块。功率控制模块根据变ＪＩ器的类掣和变压器容量的大小选择合适的功率信号指令，送发射控制模块处理。发射控制模块根据频率控制模块和功率控制模块的输出信号，产生换一Ｐ＿，们ｔＭＬ发射要的载波脉冲信号，送到发射驱动模块，频率控制决定载波频率，功率控制决定脉冲宽度和幅度，从而达到控制换能器发射功率的作川。发射驱动模块将发射控制模块送来的脉冲信号经升压处后产牛大功率的输出信号，推动换能器发射合适的多频超声波。图４发射部分设计结构图Ｆｉｇ．４Ｄｅｓｉｇｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｉａｇｒａｍｏｆｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇｐａｒｔ存实际应用中，变器的容最往足一样的，为了解决这个问题，住多频超声波发射接收控制中．元的发射部分，设计了频率控制模块及功牢控制模块。频率控制模块可以改变发射超声波的频率，功率控制模块町以改变发射超声波的功率，这样就町以通过改变频率控制模块和功率控制模块的输出来控制多频超声波的频牢范围和功：棼火小，使得设备饶锐，等荩于多频超声波技术的变压器油参数检测方法．１７７．在变压器容量不同的情况下都能正常使用，提高了产品的适用性，降低了变压器检测的成本。２．２．２接收部分设计超声波发射接收控制单元的接收部分包括：信号放大模块、选频模块、检波器及数模转换模块（Ａ／Ｄ采样）。其中，信号放大模块将超声波传感器传输回来的信号进行放大，然后送至选频模块，对信号频率进行筛选。选频模块通过设置合适的频率通过范围，从而滤除干扰信号，得到准确的多频超声波信号模拟量。多频超声波信号模拟量经检波器传送至数模转换模块，通过ＡＤ转换，将多频超声波信号模拟量转换为数字信号传输给微处理器，具体信号流程如图５所示。图５接收部分设计结构图Ｆｉｇ．５Ｄｅｓｉｇｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｉａｇｒａｍｏｆｒｅｃｅｉｖｉｎｇｐａｒｔ３算法设计超声检测的过程中，描述回波的特性主要是相位、振幅和超声波的速度等参数。通过多元统计分析算法，可以从这些参数中提取出变压器油的水分含量、击穿电压、介损、体积电阻率、油界面张力等参数，从而判断变压器的运行状态。该系统分析软件采用的算法是多元统计分析算法中的主分量分析算法（ＰｒｉｎｃｉｐｌｅＣｏｍｐｏｎｅｎｔＡｎａｌｙｓｉｓ，ＰＣＡ），其原理是利用过程变量间的相关性建立正常工况下的主元模型，通过分析超声波参数，对其进行降维处理，提取出超声波特征值，并建立这些特征值与油样本参数的关联［１９－２４］。３．１主元分析模型在构建数据矩阵时，将超声波参数样本一行一行排列，即每一行表示一个观测样本（物理量，每一列表示一个被观测量：。考虑到不同的被观测量往往有不同的量纲，并且不同的量纲会引起各变量取值的分散程度差异较大，为消除此影响，常采用变量标准化的方法ｏ。Ｊ，令式中：Ｌ为所有元素为ｌ的维列向量；Ｕｓ＝（）为，？维行向量；，＝Ｖａｒ（￣），这时，标准化矩阵…Ｘ＝［，，，］。对做主元分析，首先需要求得的协方差矩阵Ｃ，即∑’Ｃ＝（２）‘，ｉ＝１式中：．为标准化矩阵的第ｉ个元素；７ｌ为元素个数；协方差矩阵Ｃ的ｍ个特征值和对应的单位…正交向量，其中＞＞＞＞０。标准化矩阵可以分解为＝＋（３）式中：表示的模型值矩阵：为建模误差向量矩阵，即，＝＝∑，，ｐ，，＜ｍ（４）‘‘』－一＝ｌｆ∑Ｅ：＝ｐ（５）ｉ＝１式中：ｆ，为得分矢量；Ｐ，为负荷矢量；，为主元数目：为主元得分矩阵；ｐ为主元负荷矩阵：于为残差得分矩阵；Ｐ为残差负荷矩阵。对于主元数目，的确定，通常采，｝｝ｊ主元累计贡献率的方法，即利用计方差贡献率（ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｐｅｒｃｅｎｔｖａｒｉａｎｃｅ，ＣＰＶ）ｌｃｐ根据如式（６）计算，。＝∑∑／＞（６）ｉ＝ｌ，ｉ＝ｔ式中，为控制限，一般取０．８５ｌ。（）是单位正交矩阵，（衍）为正交矩阵。被投影到两个正交的互补空问［２３，２４】：主元子空问和残差子空问。当变量问存在一定的线性相关时，主元子空间可利用很少维数的几个变量描述过程的大部分变化的信息，而残差子空间表示噪声部分。３。２统计量的确定［２１，２５－２６】利用建立好的主元模型，对新样本可表示为ｘ＝＾ｘ＋ｅ＝ｔ＋ｅ＝妒ｘ＋ｘ、式中：为样本在主元子空间上的投影：ｅ为误差矢量，是在残差子空间的投影：统计量Ｑ也称为平方预报误差，是样本ｘ在残差子空间上投影的平方，即＝Ｑ＝Ｉ１４＝ｅＴＰ＝ｘＴ（８）当Ｑ时，系统运行正常；当Ｑ＞时，系统出现故障，其中是检验水平１２＇下的置信限值，即．１７８．电力系统保护与控制ｆ竿式中：为正态分布在检验水平下的临界值；∑—ｏ／＝ｉ＝１，２，３，ｈ０＝１２ｅＡ／３。４实验检测本文开发多频超声波变压器检测装置可输送的参数主要包括四类，分别为超声波参数，物质参数，物理化学参数和电参数等，详情如表１所示。表１检测参数类型列表Ｔａｂｌｅ１Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｔｙｐｅｓ密度、粘度、界面张力、酸性（低／高分子酸性物质、ＴＡＮ、ＮＮ等１、微水含量、油中溶解气物理化学参数体、氧化稳定性（抑制剂含量和降解程度）、ＤＢＤＳ及其降解程度、呋喃类物质、其他感兴趣物质含量（酒精类、醛类、酮类等）直接参数：电偶极矩、油电导率／电阻率；电参数间接参数：介电系数、击穿电压、损耗因数（功率因数，ＤＤＦ，ｔａｎ８等）通过系统检测，计算得到主要检测气体的界面张力参数如表２所示，电偶极矩参数如表３所示。表２界面张力参数计算表Ｔａｂｌｅ２Ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌｔｅｎｓｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ表３电偶极矩计算表Ｔａｂｌｅ３Ｄｉｐｏｌｍｏｍｅｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ表２为物理化学参数计算表，表３为电参数计算表，这些参数在上位机软件上进行诊断，通过对这些参数进行推理分析，得到变压器的老化曲线，从而反映变压器的老化过程，该分析推理过程的主要方法步骤如图６所示。图６变压器测量系统主要分析方法的步骤Ｆｉｇ．６Ｐｒｉｎｃｉｐａｌｍｅｔｈｏｄｉｃａｌｐｒｏｃｅｄｕｒｅｏｆｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍ超声波吸收量测量界面如图７所示，上位机软件分析界面如图８所示，上位机软件分析得到的微水含量、击穿电压和活性水等参数，如图９（ａ）～（ｃ）所示。饶锐，等丛Ｊ多频超声波技术的变器油参数榆测方法图７超声波吸收量测试界面Ｆｉｇ．７Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｎｔｅｒｆａｃｅ图８上位机软件分析界面Ｆｉｇ．８Ａｎａｌｙｓｉｓｉｎｔｅｒｆａｃｅｏｆｕｐｐｅｒｓｏｆｔｗａｒｅ（ｂ）击穿电￣ｋ（ｂｒｅａｋｄｏｗｎｖｏｌｔａｇｅ）‘（ｃ１活水（ａｃｔｉｖｅｗａｔｅｒ）图９变压器油主要参数分析界面Ｆｉｇ．９Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｏｉｌｍａｉｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎａｌｙｓｉｓｉｎｔｅｒｆａｃｅ图７为超声波吸收量测试界面，红色箭头为相应的吸收量脉冲波，町看到这些时刻有一个吸收脉冲；图８为上位机软件分析界面，可以看到测量信号幅值（ｖ）随着时问（刻度为０．０２ｍｓ）的变化情况；从图９（ａ），（ｂ）和（ｃ）可看当前变压器油微水含量在１０－２０ＶＶｃ［此处单位１ＶＶｃ＝Ｉｐｐｍ，Ｈ．１ｐｐｍ＝１ｍｇ／ｋｇ＝１ｍｇ／Ｌ１间，符合ＩＥＣ６０８１４标准，在正常范围内；击穿电压（ＢＤＶ）在３０～６０ｋＶ之间，平均值接近≥５０ｋｖ（测量设备绝缘电压等级为６６～２２０ｋＶ，ＢＤＶ３５为正常），符合ＩＥＣ６０１５６标准，在正常范围内：活性水含量在０．０５Ａｖｖ左右。根据微水含量、击穿电压和活性水含量等参数可以判断当前变压器油处…于健康状态，＿尢故障现。根据所测量的超声波参数及后俞数据库，基于多元统计分析智能算法即可对变压器动态运行环境及可能存在的故障进行有效识别，整个检测分析流程如下图１０所示。图１０检测分析流程图Ｆｉｇ．１０Ｆｌｏｗｃｈａｒｔｏｆｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓ５结论多频超声波变压器检测装置使用多频超声波技术，通过多频超声波控制单元和多频超声波传感器发射接收超声波。对于传输回来的超声波参数，、，（榆洲分析流牲■■■■■■—■—■■■■■．１８０．电力系统保护与控制利用基于多元统计分析算法的上位机软件进行分析，从而得出变压器油的微水分含量、击穿电压、活性水、油介损耗等参数，最后将这些参数与数据库对比，即可实时判断变压器的运行状态。所开发基于多频超声波技术的变压器检测系统可实现对变压器油的在线检测和故障诊断，从技术上解决了传统检测装置的易受干扰、不能连续实时检测以及检测步骤繁琐等问题，并且该系统可实现超声波频率范围及功率大小的调节，使得系统可依据变压器容量的大小发射出合适的频率和功率的超声波。这样，既可降低变压器在线检测的成本，又能更加准确地判断变压器的实时运行状态。参考文献［１］安永东．变压器超声监测器的硬件设计与实现［Ｄ】．太原：太原理工大学，２０１２．ＡＮＹｏｎｇｄｏｎｇ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｕｌｔｒａｓｏｕｎｄｍｏｎｉｔｏｒ［Ｄ］．Ｔａｉｙｕａｎ：ＴａｉｙｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１２．［２］赵晨光．电力变压器的安装调试运行技术要求［Ｊ］．黑龙江科技信息，２００４，８（５）：２１４．ＺＨＡＯＣｈｅｎｇｕａｎｇ．Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎｉｎｇｔｅｃｈｎｉｃａｌｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓ［Ｊ］．ＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，２００４，８（５）：２１４．［３］廖瑞金，杨丽君，郑含博，等．电力变压器油纸绝缘热老化研究综述［Ｊ］．电工技术学报，２０１２，２７（５）：１－１２．ＬＩＡＯＲｕｉｊｉｎ，ＹＡＮＧＬｕＩ１＇ＺＨＥＮＧＨａｎｂｏ，ｅｔａ１．Ｒｅｖｉｅｗｓｏｎｏｉｌ－ｐａｐｅｒｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｔｈｅｒｍａｌａｇｉｎｇｉｎｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓ［Ｊ］．ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２０１２，２７（５）：１－１２．［４］栗然，刘会兰，卢云，等．基于交叉熵理论的配电变压器寿命组合预测方法［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１４，４２（２）：９７－１０３．ＬＩＲａｎ，ＬＩＵＨｕｉｌａｎ，ＬＵＹｕｎ，ｅｔａ１．Ａｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｌｉｆｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｃｒｏｓｓｅｎｔｒｏｐｙｔｈｅｏｒｙ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１４，４２（２）：９７－１０３．［５］张闽，曾任清．油色谱分析在电站充油设备故障分析中的应用［Ｊ］．变压器，２００３，４Ｏ（４）：３９．４１．ＺＨＡＮＧＭｉｎ，ＺＥＮＧＲｅｎｑｉｎｇ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｏｉｌｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｉｃａｎａｌｙｓｉｓｉｎｆａｕｌｔａｎａｌｙｓｉｓｏｆｏｉｌｆｉｌｌｅｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｎｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ，２００３，４０（４）：３９．４１．［６］倪晋兵，黄延庆，徐国八．主变压器绝缘油色谱异常原因研究［Ｊ］．华东电力，２０１３，４１（９）：１９７４．１９７８．ＮＩＪｉｎｂｉｎｇ，ＨＵＡＮＧＹａｎｑｉｎｇ，ＸＵＧｕｏｂａ．Ｃａｕｓａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆａｂｎｏｒｍａｌｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｏｆｍａｉｎｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｏｉｌ［Ｊ］．ＥａｓｔＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ，２０１３，４１（９）：１９７４－１９７８．［７］刘健，解辰，蔺丽华．基于红外图像的电力变压器油—位自动检测方法【Ｊ】．高电压技术，２０１０，３６（４）：９６５９７０．ＬＩＵＪｉａｎ，ＸＩＥＣｈｅｎ，ＬＩＮＬｉｈｕａ．ＡｕｔｏｍａｔｉｃｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｏｎｌｅｖｅｌｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓｕｓｉｎｇｉｎｆｒａｒｅｄｈｒＬａｇｅ［Ｊ］．ＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１０，３６（４）：９６５－９７０．［８］尹海晶．基于红外测温技术的电力变压器过热故障在线监测系统的设计与开发［Ｄ】．南京：南京理工大学，２０１０．ＹＩＮＨａｌｊｉｎｇ．Ｄｅｓｉｇｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｏｖｅｒｈｅａｔｉｎｇｆａｕｌｔｏｎｌｉｎｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｉｎｆｒａｒｅｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｔｅｃｈｎｉｑｕｅ［Ｄ］．Ｎａｎｊｉｎｇ：ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１０．［９］朱超杰，王友臣，朱琪，等．新型变压器局放监测特高频传感器的研究［Ｊ］．仪器仪表学报，２０１３，３４（４）：７４９．７５５．ＺＨＵＣｈａｏｊｉｅ，ＷＡＮＧＹｏｕｃｈｅｎ，ＺＨＵＱｉ，ｅｔａ１．ＳｔｕｄｙｏｎｎｅｗｔｙｐｅｏｆＵＨＦｓｅｎｓｏｒｆｏｒｐａｒｔｉａｌｄｉｓｃｈａｒｇｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｉｎｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ，—２０１３，３４（４）：７４９７５５．［１０］李剑，王小维，金卓睿，等．变压器局部放电超高频信号多尺度网格维数的提取与识别［Ｊ］．电网技术，２０１０，—３４（２）：１５９１６３．ＬＩＪｉａｎ，ＷＡＮＧＸｉａｏｗｅｉ，ＪＩＮＺｈｕｏｒｕｉ，ｅｔａ１．Ｍｕｌｔｉ－ｓｃａｌｅｇｒｉｄｄｉｍｅｎｓｉｏｎｅｘｔｒａｃｔｉｏｎａｎｄｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｏｆｕｌｔｒａ－ｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｉｇｎａｌｓｏｆｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｐａｒｔｉａｌｄｉｓｃｈａｒｇｅ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１０，３４（２）：１５９－１６３．［１１］黄爱东．浅析电力变压器施工安装工程监理［Ｊ】．广东科技，２００８，１８（１８）：１０３－１０４．ＨＵＡＮＧＡｉｄｏｎｇ．Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｏｆｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓｐｒｏｊｅｃｔｍａｎａｇｅｍｅｎｔ［Ｊ］．ＧｕａｎｇｄｏｎｇＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００８．１８（１８）：１０３－１０４．［１２］魏云冰，王东辉，韩立峰，等．一种基于ＭＩＡ的油浸式变压器放电性故障定位新方法［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１５，４３（２１）：４１－４７．ＷＥＩＹｕｎｂｉｎｇ，ＷＡＮＧＤｏｎｇｈｕｉ，ＨＡＮＬｉｆｅｎｇ，ｅｔａ１．Ａｎｏｖｅｌｍｅｔｈｏｄｆｏｒｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇｆａｕｌｔｄｉａｇｎｏｓｉｓａｎｄｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｏｉｌ－ｉｍｍｅｒｓｅｄｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓｂａｓｅｄｏｎＭＩＡ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１５，４３（２１）：４１－４７．［１３］毛知新。文劲宇．光声光谱技术在油浸式电气设备故障气体检测中的应用［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１５，４３（７）：７６－８２．ＭＡＯＺｈｉｘｉｎ，ＷＥＮＪｉｎｙｕ．Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄｇａｓａｎａｌｙｓｉｓｉｎｏｉｌ－ｉｍｍｅｒｓｅｄｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔｂａｓｅｄｏｎｐｈｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１５，４３（７）：７６＇８２．［１４］邹阳，蔡金锭．变压器极化谱特征量与绝缘状态关系研究【Ｊ］．仪器仪表学报，２０１５，３６（３）：６０５－６１４．饶锐，等基于多频超声波技术的变压器油参数检测方法．１８１．ＺＯＵＹａｎｇ，ＣＡＩＪｉｎｄｉｎｇ．Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒｕｍｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｑｕａｎｔｉｔｙａｎｄｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｏｉｌ－ｐａｐｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ，２０１５，３６（３）：６０５－６１４．［１５］唐勇波，桂卫华，彭涛．基于互信息变量选择的变压器油中溶解气体浓度预测［Ｊ］．仪器仪表学报，２０１３，３４（７）：１４９２－１４９８．ＴＡＮＧＹｏｎｇｂｏ，ＧＵＩＷｅｉｈｕａ，ＰＥＮＧＴａｏ．Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｄｉｓｓｏｌｖｅｄｇａｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｏｉｌｂａｓｅｄｏｎｖａｒｉａｂｌｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｍｕｔｕａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ，２０１３，３４（７）：１４９２．１４９８．［１６］唐勇波，桂卫华，彭涛，等．基于重构贡献和灰关联熵的变压器诊断方法【Ｊ】．仪器仪表学报，２０１２，３３（１）：１３２．１３８．ＴＡＮＧＹｏｎｇｂｏ，ＧＵＩＷｅｉｈｕａ，ＰＥＮＧＴａｏ，ｅｔａ１．Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ—ｆａｕｌｔｄｉａｇｎｏｓｉｓｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｂａｓｅｄｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｇｒｅｙｒｅｌａｔｉｏｎｅｎ￣ｏｐｙ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ，２０１２，３３（１）：１３２－１３８．［１７］刘文泽．变电站的远程网络图像监控系统设计ｆＪ１．电站系统工程，２００３，１９（４）：５３．５６．ＬＩＵＷｅｎｚｅ．Ｄｅｓｉｇｎｏｆｒｅｍｏｔｅｎｅｔｗｏｒｋｉｍａｇｅｓｕｐｅｒｖｉｓｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｎｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍ—Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００３，１９（４）：５３５６．［１８］顾朝敏，孙振权，郭治锋，等．交直流复合电压下油纸绝缘内部气隙缺陷局部放电特性［Ｊ】＿高压电器，２０１０，４６（１２）：９－１３．ＧＵＣｈａｏｍｉｎ，ＳＵＮＺｈｅｎｑｕａｎ，ＧＵＯＺｈｉｆｅｎｇ，ｅｔａ１．Ｐａｒｔｉａｌｄｉｓｃｈａｒｇｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｉｎｔｅｒｎａｌｇａｓ－ｇａｐｄｅｆｅｃｔｉｎｏｉｌ－ｐａｐｅｒｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｕｎｄｅｒＡＣａｎｄＤＣｃｏｍｐｏｓｉｔｅｖｏｌｔａｇｅ［Ｊ］．ＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅＡｐｐａｒａｔｕｓ，２０１０，４６（１２）：９－１３．［１９］傅德印．主成分分析中的统计检验问题【Ｊ１．统计教育，２００７，１５（９）：４－７．ＦＵＤｅｙｉｎ．Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｔｅｓｔｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｐｒｉｎｃｉｐａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓ［Ｊ］．Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ＆Ｅｄｕｃｍｉｏｎ，２００７，１５（９）：４－７．［２０］王学仁，王松桂．实用多元统计分析［Ｍ】．上海：上海科学技术出版社，１９９０．［２１］方开泰．实用多元统计分析【Ｍ】．上海：华东师范大学出版社，１９８９．［２２］胡永宏，贺思辉．综合评价方法［Ｍ］．北京：科学出版社，２０００．［２３］赵立杰，柴天佑，王纲．多元统计性能监视和故障诊断技术研究进展［Ｊ］．信息与控制，２００４，３３（２）：１９７．２０１．ＺＨＡＯＬｉｊｉｅ，ＣＨＡＩＴｉａｎｙｏｕ，ＷＡＮＧＧａｎｇ．Ｔｈｅｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｍｕｌｔｉｖａｒｉａｔｅｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｆａｕｌｔｄｉａｇｎｏｓｉｓ［Ｊ］．ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２００４，３３（２）：１９７．２０１．［２４］吴奕，朱海兵，周志成，等．基于熵权模糊物元和主元分析的变压器状态评价［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１５，４３（１７）：１－７．ＷＵＹｉ．ＺＨＵＨａｉｂｉｎｇ，ＺＨＯＵＺｈｉｃｈｅｎｇ，ｅｔａ１．Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｂａｓｅｄｏｎｅｎｔｒｏｐｙｆｕｚｚｙｍａｔｔｅｒ－ｅｌｅｍｅｎｔａｎｄｐｒｉｎｃｉｐａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１５，４３（１７）：１－７．［２５］张新荣．基于ＰＣＡ的连续过程性能监控与故障诊断研究【Ｄ】．无锡：江南大学，２００８．ＺＨＡＮＧＸｉｎｒｏｎｇ．ＲｅｓｅａｒｃｈｅｓｏｎｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｐｒｏｃｅｓｓｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｆａｕｌｔｄｉａｇｎｏｓｉｓｂａｓｅｄｏｎＰＣＡ［Ｄ］．Ｗｕｘｉ：ＪｉａｎｇｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００８．［２６］李明．基于多元统计分析的故障诊断方法及其应用研究［Ｄ】．济南：山东大学，２００６．ＬＩＭｉｎｇ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｏｎｆａｕｌｔｄｉａｇｎｏｓｉｓｍｅｔｈｏｄａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｍｕｌｔｉｖａｒｉａｔｅｓｔａｔｉｓｔｉｃｓａｎａｌｙｓｉｓ［Ｄ］．Ｊｉｎａｎ：ＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００６．收稿日期：２０１５－１１－２１；修回日期：２０１６－０４－０５作者简介：饶锐（１９８卜），男，本科，工程师，主要从事于电力化学监督管理工作；Ｅ－ｍａｉｌ：ｒａｏｒｕｉｌ２１０＠ａｌｉｙｕｎ．ｃｏｍ程乐峰（１９９０－），男，通讯作者，硕士，主要研究领域为配网自动化、电力系统运行控制等；Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｈｅｎｇｌｆ＿ｓｃｕｔ＠１６３．ｃｏｍ宋浩永（１９８５－），男，硕士，主要从事电气化学试验及电力新技术研究工作。Ｅ－ｍａｉｌ：３７３０６６７２３＠ｑｑ．ｃｏｍ（编辑张爱琴）