基于多模态信息融合的变压器在线故障诊断方法
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1.武汉大学电气与自动化学院;2.国网湖北省电力有限公司直流公司

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国家重点研发计划“智能电网技术与装备”专项“电力物联网关键技术”项目(2020YFB0905900); 国家重点研发计划“重大科学仪器设备开发”项目(2016YFF0102200); 国家自然科学基金(51977153,51977161,51577046); 国家自然科学基金重点项目(51637004); 中央高校基本科研业务费专项资金(2042021kf0233); 装备预先研究重点项目(41402040301); 湖北省重点研发计划项目(2021BEA162); 武汉市局科技计划项目(20201G01)资助;


Multi-modal Information Fusion with sequential for Fault Diagnosis of Power Transformer
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    摘要:

    针对变压器的多模态数据中存在差异性和样本缺失的问题,提出了一种基于振动和图像数据的多模态信息融合方法(multi-modal information fusion, MMIF),分析多模态数据对电力变压器故障状态进行有效、快速的评估。首先,使用双向门控循环单元对振动信号的文本信息、振动信号的频域图和变压器的红外图像进行特征提取,并获得不同模态的特征向量。然后,使用交叉注意力机制建立不同模态之间的联系并特征向量进行特征融合。最后,通过卷积层和全链接层输出电力变压器的故障状态。实验数据采集于10kV变压器,含振动信号和变压器的红外图像。实验结果表明,本文提出的MIF能获得较为可靠的诊断结果且准确率高,可为变压器多模态数据的故障检测提供方法基础。

    Abstract:

    Aiming at the problem of variability in multimodal data and missing samples, we propose a multi-modal information fusion method (MIF) based on vibration and infrared image data for effective and speediness evaluation of power transformer fault status. First, the bidirectional gated recurrent unit extracts the feature from the text data of the vibration, frequency image of the vibration, and infrared image of the power transformer, and obtains the feature vector of difference modal. And then, the cross-attention mechanism builds the relationship between the difference modal for obtaining the fusion feature. Finally, the convolution layer and full connected layer output the fault status of the power transformer. The experiment data come from the 10kV power transformer, which contains the vibration signal and infrared images. The experiment result shows that the MIF obtains more reliable diagnostic results, and provides a method basis for fault detection based on the multi-modal data of the power transformer.

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  • 收稿日期:2023-10-14
  • 最后修改日期:2024-07-18
  • 录用日期:2024-07-19
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