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隨著電力工業(yè)的飛速發(fā)展，電力變壓器不斷向大體量方向發(fā)展；同時，重要設(shè)備的擴(kuò)容增加了單個設(shè)備缺陷對電網(wǎng)安全性的影響。因此，及時有效地發(fā)現(xiàn)、識別變壓器的隱患是電網(wǎng)運維的關(guān)鍵問題。隨著現(xiàn)場檢測和在線監(jiān)測技術(shù)的普及和推廣，已實現(xiàn)了對變壓器狀態(tài)的實時監(jiān)測，如何將監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)用于變壓器狀態(tài)分析已成為該領(lǐng)域的研究熱點。

變壓器在線監(jiān)測方法包括油中溶解氣體分析（dissolved gas analysis, DGA）、鐵心接地電流分析、局部放電分析、繞組溫度分析、振動分析等，其中，DGA是當(dāng)下辨識油浸式變壓器潛伏性缺陷應(yīng)用最為廣泛的方法之一。多年來，專家學(xué)者們提出眾多基于DGA的電力變壓器故障診斷分析方法。常見的DGA包括特征氣體法、三比值法、羅杰斯比值方法、大衛(wèi)三角形法等，這些方法采用不同氣體的比值或者氣體的濃度來分析故障類型。

嚴(yán)格來講，變壓器故障診斷多屬于事后處理，當(dāng)各方法精準(zhǔn)判定設(shè)備為故障時，設(shè)備內(nèi)部已經(jīng)存在一定的損傷，甚至已形成危及設(shè)備安全運行的態(tài)勢。從時效性來看，故障診斷較為滯后，發(fā)現(xiàn)隱患的敏感性不足。此外，限制變壓器故障診斷發(fā)展的因素眾多，例如特征氣體的分布特性完全不同，這使標(biāo)簽數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建非常困難，無法支撐機(jī)器學(xué)習(xí)模型的建立；同型號設(shè)備之間的橫向?qū)Ρ纫膊痪邆溥^多的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，缺乏類比性的指導(dǎo)建議。

福建華電可門發(fā)電有限公司、國電南京自動化股份有限公司的譚翼坤、陳明、黃騰、喬蘇朋、李志軍，在2022年第10期《電氣技術(shù)》上撰文，針對變壓器過熱隱患，立足于提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患這一根本思路，圍繞變壓器油中溶解氣體異常預(yù)警開展相關(guān)研究，提出了一種基于油中溶解氣體分析的變壓器過熱隱患預(yù)警診斷方法，結(jié)合人工經(jīng)驗和機(jī)器學(xué)習(xí)的優(yōu)勢來分析變壓器狀態(tài)，可實現(xiàn)針對設(shè)備早期隱患的辨識，提升人員對設(shè)備管理的主動性。

研究人員提出的變壓器過熱隱患預(yù)警診斷流程如圖1所示，具體步驟如下：

圖1 變壓器過熱隱患預(yù)警診斷流程

1）明確引起變壓器過熱故障相關(guān)的氣體參量，選為分析對象；對于訓(xùn)練數(shù)據(jù)的選取，應(yīng)從上一次濾油開始的時間選取。

2）對于訓(xùn)練數(shù)據(jù)中的缺失值、異常值，采用三次樣條插值法進(jìn)行補(bǔ)全或刪除。

3）對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，劃分成多個時間間隔不等的序列；其中，對于K級差分法中K值的選擇，限于每臺變壓器運行特性不一致，需經(jīng)多次實驗獲取最優(yōu)值。

4）采用OCSVM算法構(gòu)建預(yù)警模型組，對于算法中的超參數(shù)，利用網(wǎng)格搜索法獲取合適值。

5）當(dāng)新數(shù)據(jù)輸入模型時，一分類支持向量機(jī)（one- class support vector machine, OCSVM）模型組輸出一組判斷結(jié)果，遵循預(yù)警信息觸發(fā)機(jī)制，最終可判定變壓器是否異常。

他們總結(jié)指出，該預(yù)警方法有以下特點：

1）數(shù)據(jù)預(yù)處理。采用多級差分法從不同時間尺度衡量氣體的變化程度，一方面，多參量、多時間尺度的分析能夠提供更豐富的信息量；另一方面，差分處理使時間序列曲線變得更為平穩(wěn)，緩解離散數(shù)據(jù)對分析結(jié)果的影響。

2）預(yù)警模型建立。應(yīng)用一分類支持向量機(jī)算法構(gòu)建預(yù)警模型，提出了基于K級差分法與一分類支持向量機(jī)結(jié)合的預(yù)警方法，從多參量、多時間尺度兩個方向擴(kuò)充了訓(xùn)練集的感受域，使構(gòu)建的整體模型更具魯棒性，同時也極大地提升了洞悉設(shè)備早期隱患的敏感度。

3）制定了一種預(yù)警信息觸發(fā)機(jī)制，在提升預(yù)警模型敏感度的前提下，能緩解誤報信息的頻發(fā)，保障預(yù)警信息的有效性。

本文編自2022年第10期《電氣技術(shù)》，論文標(biāo)題為“基于氣體成分分析的變壓器過熱隱患預(yù)警方法”，作者為譚翼坤、陳明 等。