一种变压器机械状态在线快速评估方法及系统

1.一种变压器机械状态在线快速评估方法，其特征在于，所述方法包括：在待测变压器运行的情况下，控制N个信号发生器发出N个不同频率的散射信号，获取N个信号接收器所接收的N×N个散射信号，其中N对信号发生器与信号接收器已安装于所述待测变压器的油箱壁上，N大于或等于2；根据N个不同频率的散射信号确定发出散射信号矩阵，以及根据N×N个散射信号确定接收散射信号矩阵；根据所述发出散射信号矩阵和所述接收散射信号矩阵确定散射信号传递矩阵；将所述散射信号传递矩阵输入至预设机器学习模型中，得到判别结果；根据所述判别结果，评估所述待测变压器的机械状态是否发生改变；其中，所述接收散射信号矩阵包括接收散射信号幅值矩阵和接收散射信号相位矩阵，所述发出散射信号矩阵包括发出散射信号幅值矩阵和发出散射信号相位矩阵，所述散射信号传递矩阵包括散射信号幅值传递矩阵和散射信号相位传递矩阵，所述根据所述发出散射信号矩阵和所述接收散射信号矩阵确定散射信号传递矩阵，包括：根据所述接收散射信号幅值矩阵和所述发出散射信号幅值矩阵确定所述散射信号幅值传递矩阵，以及根据所述接收散射信号相位矩阵和所述发出散射信号相位矩阵确定所述散射信号相位传递矩阵。 2.根据权利要求1所述的变压器机械状态在线快速评估方法，其特征在于，所述根据所述接收散射信号幅值矩阵和所述发出散射信号幅值矩阵确定所述散射信号幅值传递矩阵，以及根据所述接收散射信号相位矩阵和所述发出散射信号相位矩阵确定所述散射信号相位传递矩阵，包括：利用公式 确定所述散射信号幅值传递矩阵和所述散射信号相位传递矩阵；其中， ， ；在上述式子中， 为所述接收散射信号幅值矩阵中的第n行第n列元素， 为所述发出散射信号幅值矩阵中的第n行第1列元素， 为所述接收散射信号相位矩阵中的第n行第n列元素， 为所述发出散射信号相位矩阵中的第n行第n列元素， 为所述散射信号幅值传递矩阵中的第n行第n列元素， 为所述散射信号相位传递矩阵中的第n行第n列元素。 3.根据权利要求1所述的变压器机械状态在线快速评估方法，其特征在于，所述方法还包括：构建所述待测变压器的变压器物理仿真模型；在所述变压器物理仿真模型运行的情况下，控制N个仿真信号发生器发出N个不同频率的仿真散射信号，获取N个仿真信号接收器所接收的N×N个散射信号，其中N对仿真信号发生器与仿真信号接收器已安装于所述所述变压器物理仿真模型的油箱壁上；根据N个不同频率的仿真散射信号确定仿真发出散射信号矩阵，以及根据N×N个散射信号确定仿真接收散射信号矩阵；根据所述仿真发出散射信号矩阵和所述仿真接收散射信号矩阵确定仿真散射信号传递矩阵；根据所述待测变压器在正常电动力作用下的正常机械状态变化范围，调整所述变压器物理仿真模型的仿真参数，且在每次调整时，返回执行所述控制N个仿真信号发生器发出N个不同频率的仿真散射信号，获取N个仿真信号接收器所接收的N×N个散射信号的步骤，直至调整结束，得到多个仿真散射信号传递矩阵，并将多个仿真散射信号传递矩阵均作为正常散射信号传递矩阵；根据所述待测变压器在突破正常电动力作用下的异常机械状态变化范围，调整所述变压器物理仿真模型的仿真参数，且在每次调整时，返回执行所述控制N个仿真信号发生器发出N个不同频率的仿真散射信号，获取N个仿真信号接收器所接收的N×N个散射信号的步骤，直至调整结束，得到多个仿真散射信号传递矩阵，并将多个仿真散射信号传递矩阵均作为异常散射信号传递矩阵；将多个正常散射信号传递矩阵和多个异常散射信号传递矩阵输入至初始机器学习模型中进行训练，得到所述预设机器学习模型。 4.根据权利要求3所述的变压器机械状态在线快速评估方法，其特征在于，在所述控制N个仿真信号发生器发出N个不同频率的仿真散射信号，获取N个仿真信号接收器所接收的N×N个散射信号之前，所述方法还包括：根据参考散射信号传递矩阵，对所述变压器物理仿真模型的仿真参数进行校准。 5.根据权利要求4所述的变压器机械状态在线快速评估方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述待测变压器未运行的情况下，控制N个信号发生器发出N个不同频率的散射信号，获取N个信号接收器所接收的N×N个散射信号，并将N个不同频率的散射信号均作为参考发出散射信号，以及将N×N个散射信号均作为参考接收散射信号；根据N个不同频率的参考发出散射信号确定参考发出散射信号矩阵，以及N×N个参考接收散射信号确定参考接收散射信号矩阵；根据所述参考发出散射信号矩阵和所述参考接收散射信号矩阵确定所述参考散射信号传递矩阵。 6.根据权利要求1所述的变压器机械状态在线快速评估方法，其特征在于，所述根据N个不同频率的散射信号确定发出散射信号矩阵，以及根据N×N个散射信号确定接收散射信号矩阵，包括：对N个不同频率的散射信号中的每个散射信号均进行幅值及相位提取，得到N个发出散射信号幅值和N个发出散射信号相位；根据N个发出散射信号幅值确定N×1发出散射信号幅值矩阵，以及根据N个发出散射信号相位确定N×N发出散射信号相位矩阵；将N×1发出散射信号幅值矩阵和N×N发出散射信号相位矩阵作为所述发出散射信号矩阵；对N×N个散射信号中的每个散射信号均进行幅值及相位提取，得到N×N个接收散射信号幅值和N×N个接收散射信号相位；根据N×N个接收散射信号幅值确定N×1接收散射信号幅值矩阵，以及根据N×N个接收散射信号相位确定N×N接收散射信号相位矩阵；将N×1接收散射信号幅值矩阵和N×N接收散射信号相位矩阵作为所述接收散射信号矩阵。 7.根据权利要求1所述的变压器机械状态在线快速评估方法，其特征在于，所述控制N个信号发生器发出N个不同频率的散射信号，获取N个信号接收器所接收的N×N个散射信号，包括：将预设频域范围均等分为N个频域范围；提取每个频域范围的第j个频率，得到散射信号频率组，j的初始值为1；根据所述散射信号频率组，控制N个信号发生器发出N个不同频率的散射信号，获取N个信号接收器所接收的N×N个散射信号；所述根据所述判别结果，评估所述待测变压器的机械状态是否发生改变，包括：返回执行所述根据N个不同频率的散射信号确定发出散射信号矩阵，以及根据N×N个散射信号确定接收散射信号矩阵的步骤，直至得到所述判别结果；令j=j+1，返回执行所述提取每个频域范围的第j个频率，得到散射信号频率组的步骤，直至j等于最大扫频次数，得到多个所述判别结果；根据所有的所述判别结果，评估所述待测变压器的机械状态是否发生改变。 8.根据权利要求1或7所述的变压器机械状态在线快速评估方法，其特征在于，所述控制N个信号发生器发出N个不同频率的散射信号，获取N个信号接收器所接收的N×N个散射信号，包括：控制N个信号发生器发出N个不同频率的散射信号，获取N个信号接收器在第i次所接收的N×N个中间散射信号，i的初始值为1；令i=i+1，返回执行所述控制N个信号发生器发出N个不同频率的散射信号，获取N个信号接收器在第i次所接收的N×N个中间散射信号的步骤，直至第i次所接收的N×N个中间散射信号与第1次所接收的N×N个中间散射信号之间一一相对应的中间散射信号衰减值小于衰减阈值，得到多次所接收的N×N个中间散射信号；在多次所接收的N×N个中间散射信号中，将任意一次所接收的N×N个中间散射信号作为N×N个散射信号。 9.一种变压器机械状态在线快速评估系统，其特征在于，所述系统包括N个信号发生器、N个信号接收器和处理器；N对信号发生器与信号接收器安装于待测变压器的油箱壁上；所述处理器用于执行如权利要求1至8中任一项所述的方法。