本发明属于电力，涉及一种变压器故障缺陷诊断方法、装置及计算机设备。
背景技术：
1、电力变压器是电力系统中最重要的电气设备之一。然而电力变压器一旦发生事故，必然导致电网发生故障，更严重的甚至可能会导致电力系统瘫痪，导致停电事故的发生，带来重大的经济损失。对变压器的运行状态进行实时的在线监测能够及时地对变压器故障进行预警，从而避免造成重大事故，同时也能为变压器故障后检修提供主要的参考信息，节省检修成本，对整个电力工业而言具有重大的意义。
2、监测变压器局部放电的方法一般包括：监测局部放电脉冲信号的电脉冲法，监测放电源的超声信号的超声波法以及监测局部放电时所产生的高频电磁波的超高频法。rogowski线圈制成的电流传感器可用于监测变压器局部放电电脉冲信号。电流传感器按照其测量频带的宽度可分为窄带传感器和宽带传感器，窄带电流传感器的测量频带宽度一般为10khz左右，测量的中心频率集中于20～30khz或更高，窄带电流传感器的优点有：高灵敏度，强抗干扰能力，但是由于测量频带的限制其输出波形产生了严重畸变；宽带传感器的测量频带宽度一般为100khz甚至更宽，中心频率集中于200～400khz，对脉冲还原分辨率高的优点，但由于其测量频带很宽，因此所采集的信号易受干扰信噪比较低，在现场中易受外界干扰噪声的影响，抗干扰能力较差。由于测量的灵敏度、准确度、分辨率以及动态范围等都会受到采样电阻和信号放大电路的影响，因此当耦合的电容量较大时，测量仪器的灵敏度和准确度都会受到不同程度的影响。
3、当电力设备内存在多种绝缘缺陷时，振动超声传感器获取的信号是各单一局放电信号以及环境噪声的混合信号，这给准确识别故障类型和定位带来了极大的干扰。
技术实现思路
1、为了解决故障类型和定位识别困难的问题，本发明提供了一种变压器故障缺陷诊断方法、装置及计算机设备。
2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、一种变压器故障缺陷诊断方法，具体为一种基于快速独立分量降噪和t-f谱图模糊聚类的变压器故障缺陷诊断方法，包括以下步骤：
4、采集变压器的振动超声复合信号；
5、对所述振动超声复合信号依次进行白化、降噪及重构处理，得到局部放电时间序列；
6、将局部放电时间序列进行标准归一化处理，得到局部放电时间序列的时域等效时长t及频域等效带宽f，根据时域等效时长t及频域等效带宽f形成局部放电时间序列的特征t-f谱图；
7、对局部放电时间序列的特征t-f谱图进行聚类分类，得到放电缺陷类型数量；
8、根据放电缺陷类型数量，结合各缺陷的prpd谱图特征，判断设变压器内部的绝缘缺陷。
9、优选地，所述采集变压器的振动超声复合阵列信号，具体为：在变压器的套管内部设置k处绝缘缺陷引发的局部放电缺陷，并将变压器的施加电压升压至35kv，在箱体上安装n个振动超声传感器来捕获复合故障信号，信号经过信号源和传感器之间的传播，外加噪声信号组合成振动超声复合信号，振动超声复合信号为n×k的混合信号矩阵x(t)。
10、优选地，所述对所述振动超声复合信号依次进行白化、降噪及重构处理，具体包括以下步骤：
11、对混合信号矩阵进行白化处理，具体为：取x(t)的协方差矩阵特征分解出的特征值为对角矩阵d的对角分量，e为特征值对应的特征矢量矩阵，得到含噪局放超声阵列w，w＝d-1et；
12、对于含噪局放超声阵列w进行降噪；
13、设第i路输出信号yi为局放超声信号，将其他各路信号置零后的独立分量输出矩阵设置为独立局放信号矩阵y；
14、对降噪后的局放信号进行重构，得到重构后的信号阵列x，x＝w-1u-1y；其中，u为复数分离矩阵。
15、优选地，通过复数域fastica算法对含噪局放超声阵列w进行盲降噪。
16、优选地，所述将局部放电时间序列进行标准归一化处理，得到局部放电时间序列的时域等效时长t及频域等效带宽f，根据时域等效时长t及频域等效带宽f形成局部放电时间序列的特征t-f谱图，具体包括以下步骤：
17、对降噪后的单个局部放电时间序列进行标准归一化处理：
18、
19、计算标准化信号的时间中心t0：
20、
21、根据标准归一化处理后的信号及标准化信号的时间中心求取时域等效时长δt和频域等效带宽δf：
22、
23、其中，t是采样时间，t是最大采样时刻，f是采样频率，是的傅里叶变换；一组时域等效时长t和频域等效带宽f构成t-f向量；
24、当将n组t-f向量经过傅里叶变换后投影到t-f构成的二维平面上，即形成该局放脉冲的特征t-f谱图。
25、优选地，若变压器内部有多组缺陷，则t-f谱图为具有不同分布特征的脉冲团聚，则对t-f谱图进行聚类分类，具体包括以下步骤：
26、假设聚类类别个数为c，对t-f谱图上各点划分类别；
27、计算隶属度函数矩阵g＝[gij]，更新聚类中心点计算隶属度函数矩阵和更新聚类中心点两个步骤循环迭代；
28、若前后两次迭代更新后的聚类中心差别小于阈值||vb-vb-1||＜ε，则停止迭代，输出隶属度函数矩阵g和聚类中心矩阵v；
29、其中，vi为聚类中心，vb是后一次迭代时的聚类中心位置，vb-1是上一次迭代时的聚类中心位置，ε为迭代停止的阈值；m为加权指数，x为不同的特征坐标点，gij表示第j个样本对于vi聚类中心的隶属程度，c是聚类中心数，n是样本总数，x是局放信号样本的位置。
30、本发明还提供了一种变压器故障缺陷诊断装置，包括：
31、信号采集模块，用于采集变压器的振动超声复合信号；
32、信号处理模块，用于对所述振动超声复合信号依次进行白化、降噪及重构处理，得到局部放电时间序列；
33、谱图构建模块，用于将局部放电时间序列进行标准归一化处理，得到局部放电时间序列的时域等效时长t及频域等效带宽f，根据时域等效时长t及频域等效带宽f形成局部放电时间序列的特征t-f谱图；
34、聚类模块，用于对局部放电时间序列的特征t-f谱图进行聚类分类，得到放电缺陷类型数量；
35、缺陷判断模块，用于根据放电缺陷类型数量，结合各缺陷的prpd谱图特征，判断设变压器内部的绝缘缺陷。
36、本发明还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现所述变压器故障缺陷诊断方法中任一项所述的步骤。
37、本发明提供的变压器故障缺陷诊断方法具有以下有益效果：
38、本发明首先对振动超声复合信号依次进行白化、降噪及重构处理，进而对处理后的数据进行标准归一化处理，通过归一化处理得到的时域等效时长t及频域等效带宽f形成局部放电时间序列的特征t-f谱图，利用t-f谱图及聚类分析方法处理复合超声信号，实现变压器多故障的识别，可以有效的实现局放信号的降噪和降噪、综合识别变压器故障。
1.一种变压器故障缺陷诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的变压器故障缺陷诊断方法，其特征在于，所述采集变压器的振动超声复合阵列信号，具体为：在变压器的套管内部设置k处绝缘缺陷引发的局部放电缺陷，并将变压器的施加电压升压至35kv，在箱体上安装n个振动超声传感器来捕获复合故障信号，信号经过信号源和传感器之间的传播，外加噪声信号组合成振动超声复合信号，振动超声复合信号为n×k的混合信号矩阵x(t)。
3.根据权利要求1所述的变压器故障缺陷诊断方法，其特征在于，所述对所述振动超声复合信号依次进行白化、降噪及重构处理，具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的变压器故障缺陷诊断方法，其特征在于，通过复数域fastica算法对含噪局放超声阵列w进行盲降噪。
5.根据权利要求3所述的变压器故障缺陷诊断方法，其特征在于，所述将局部放电时间序列进行标准归一化处理，得到局部放电时间序列的时域等效时长t及频域等效带宽f，根据时域等效时长t及频域等效带宽f形成局部放电时间序列的特征t-f谱图，具体包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的变压器故障缺陷诊断方法，其特征在于，若变压器内部有多组缺陷，则t-f谱图为具有不同分布特征的脉冲团聚，则对t-f谱图进行聚类分类，具体包括以下步骤：
7.根据权利要求1所述的变压器故障缺陷诊断方法，其特征在于，所述绝缘缺陷包括尖端放电缺陷、悬浮电位放电和沿面放电缺陷。
8.一种变压器故障缺陷诊断装置，其特征在于，包括：
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1至7所述方法的步骤。
