T E L KO M NI K A ,  V ol . 14,   N o. 3,  S ept em ber  20 16,   pp.   81 5~ 8 23   I S S N :  1 693 - 6 930 ac c r edi t ed  A   b D IK T I,  D e c r e e  N o 58/ D I K T I / K ep/ 2013   D O I :   10. 12928/ T E LK O M N I K A . v 1 4 i 3 . 3545      81 5       R ec ei v ed   M ar c h 8 ,  2 01 6 ;  R ev i s ed  May  1 2 ,  20 1 6 ;  A c c e pt ed  J u ne  2 ,  2 01 6   Tr a ns for m e r   Fa ul t D i a gn os i s  M e tho d B a s e on   D y n a mi c  W e i g h te d C om bi na ti o n M od e l       H o n g l i  Y u n 1 , 2 ,  R u n  L i u 1 , 2 ,   L i n j i a n  S h a n g g u a n * 1 , 2   1 N or t h C hi n a U ni v er s i t y  of   W a t er  R es o ur c e s  a nd E l e ct r i P o w er ,  Z hengz hou,  C hi na   2 C ol l a bor at i v e I nn ov at i on  C ent er  of   W a t er  R e s our c e s  E f f i c i en t  U t i l i z at i on  and G u ar ant ee E n gi neer i ng ,   Z hengz ho u,  C hi na   * C or r es po ndi ng a ut hor ,   e - ma i l y hl @ nc w u. edu. c n       A b st r act   T he pap er  t r i ed t o i nt egr at e t he D G A  dat a w i t h t he ga s  p r oduc t i on r a t e,  w hi c h ar e t he  m aj or   i nde x es  of  t r a ns f or m er  f aul t  d i agno s i s .  D uv a l s  t r i angl e m et hod,  B P  neur al  n et w or k  an d I E C  t hr ee - r a t io  m et hod w er e w ei ght e d.   F i r s t l y ,  t he  pa per  r egar d ed  t he  ga s   pr odu c t i o n r a t as   t he  i nd epe ndent  v ar i ab l e s ,   f i t t ed  t he  c u bi c   c ur v e s   of   t h g as   pr o duc t i on  r at an v ar i an c of   ea c di agno s i s   m et hod ,   a nd  t hen  def i ned   t he w ei g ht s  o f  eac h al g or i t h m  t hr ough t h e dat a pr oc es s i ng m et hod of   uneq ual  pr ec i s i on.  A t  l a s t ,  t h e   dy nam i c   w ei g ht ed  c om bi nat i o di ag nos i s   m od el   w as   es t abl i s hed .   T hat   i s ,   t he  w ei ght   i s   di f f er ent   a s   t he  gas   pr odu c t i o r at c hang es   a l t ho ugh  t he  m et ho i s   i dent i c a l .   T he  r es u l t s   of   d i ag nos i s   e x am pl es   s h ow   t hat   t h e   ac c ur ac y  r a t e of  t he  w ei g ht ed  c om bi n at i o n m ode l  i s  hi gher   t han a ny   s i ngl e  al gor i t hm ,  an d i t  h as   c er t ai n   st a b ilit y  a s  w e l l.     K eyw o r d s:   t r ans f or m er   f a ul t ,   w e i ght ed  c o m bi nat i o m ode l ,   du v al s   t r i an gl e ,   bp  n eur al   n et w or k ,   t hr ee - r at i m et hod     C o p y r i g h t   ©   20 16 U n i ver si t a s A h mad  D ah l an .  A l l  r i g h t s r eser ved .       1 .  I n tr o d u c ti o n   P o w er   t r a ns f or m er   i s   t he  k e y   equ i pm ent   of   t he  po w er   s upp l y   s y s t em ,   w hi c has   i m por t ant  pr ac t i c a l   v a l ue f or  t he r e al - t i m m oni t or i n g an d f aul t   di agn os i s  of  t he s t at e of  t he  t r ans f or m er   [ 1] .   A t   pr es ent ,   t he  di s s ol v g as   anal y s i s   ( D G A )   m et hod  of   t r ans f or m er   oi l   i s   w i del y   us ed  t o es t i m at e t he  i nt er n al   f aul t  pr op er t i es  of  t he  t r ans f or m er   [ 2] ,   and  di ag nos i s   m et hod l i k e   t he D uv al s  t r i ang l e  m et hod ,  t he  t hr e e - r at i o m et hod,  I E C  t hr e e r at i o  m et hod,  e t c .  a r e c ons i d er ed   c l as s i c al .   W i t h t he de v e l o p m ent  of  ar t i f i c i al   i nt el l i genc e t ec h nol og y ,   neur a l   net w o r k ,  f uz z y t h e o r y,   ex per t  s y s t em ,  gene t i c  a l gor i t h m  and  ot her  m et ho ds  ar e ap pl i e d t t he f au l t  d i ag nos i s  of   t r ans f or m er s  [ 3 - 6] .   T her i s   c om pl ex   r el at i o ns hi bet w een  t he  app ear anc of   t he  t r a ns f or m er   f aul t s   an d   t he f aul t  m ec hani s m ,  as  a r es ul t   a s i n gl e  di ag nos t i c   m et hod us ua l l y  h av e i t s   l i m i t at i ons   and  t her w i l l   be  di ag nos t i c   b l i nd  ar ea  t pr od uc f al s p os i t i v es   or   f al s n ega t i v es ,   gener al l y ,   t he  di a gnos i s   ac c ur ac y  r at i s   bet w e en  70%   an d 8 0% .  I n t r ans f or m er   f aul t  d i a gnos i s ,   m an y  s c ho l ar s   adop t  a c om bi nat i o n f or m  w i t h a v ar i e t y  of  c hec k i ng m et hods   [7 - 12] ,   w h i c h i nc r eas es  t he  ac c ur ac y   r at e   of   f aul t   di ag nos i s   t o   80 %   -   9 0% . T he  d i agnos i s   c om bi nat i on  m odel   i s   es t a bl i s he f or  c ons t ant ,  t hat  i s ,  t he m odel  p ar am et er s  ar e i nv ar i ab l e i n a n y  d et ec t i on.  T hi s  pa per  i nt r o duc e t he  i de as  of  t he  w ei g ht e d c om bi nat i o n,  a nd  em phas i z e s  t he d y n am i c  of  t he w ei g ht s .     T he  paper   ado pt s   t he  m et ho of   w ei ght ed  c om bi nat i on  d i ag nos i s .   F i r s t l y ,   D uv al s   t r i ang l e  m et hod,   B P  ne ur al   net w or k  and I E C  t hr e e - r at i o m et hod  ar us ed t o  di agn os e t h tr a ns f or m er   s t at e.   T hen  t he  r es ul t s   of   t he  t hr ee  m et hods   ar w e i gh t ed  a nd  c om bi ned  t ge t   t he   f i nal  d i ag nos i s  c onc l us i o n.   T he  k e y   of  t he r es ear c h i s  t o f i nd t h w e i ght s .  H er e,  a not h er  i n dex  of   t r ans f or m er  f aul t   d i a gnos i s - t he t o t al  h y dr oc ar b on  gas  pr oduc t i on  r at e  [ 13 ]  as  t h e i n de pen dent   v ar i ab l es  i s  i nt r od uc ed.  S el ec t i ng t h e s ui t a bl e s am pl i ng poi nt s ,  f i t t i ng o ut  t he c ub i c  c ur v es  of  t he  t ot a l  h y d r oc ar bo n gas  pr o duc t i o n r at and  v ar i anc of  di agn os i s  m et hod,  t he us i ng t he d at pr oc es s i ng  m et hod  of   une qua l   pr ec i s io n   [ 14,   1 5]   t w or k   out   t he  w e i gh t s   of   eac al gor i t hm   f o r   di f f er ent   f aul t   t y pes   u nder   di f f er ent   gas   pr od uc t i o r at es .   T he  d y n am i c   m odel   has   c er t a i s t abi l i t y ,   a nd  t h ac c ur ac y   r at of   eac t y p of   t r ans f or m er   f aul t   d i ag nos i s   i s   i nc r eas ed  t m or t han 90%   a s  w e ll.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            I SSN :  1 6 9 3 - 6 930   T E L KO M NI K A     V o l.   14 ,  N o 3,   S ept em ber  2016  :   8 1 5     82 3   816   2 .  W e i g h te d   C o m b i n a ti o n   D i a g n o s i s  M o d e l   S et   e ac di agn os t i c   a l gor i t hm   w i t h ) ... 1 ( n i A i = ,   ac c or di ng  t t he  er r or   t he or y   of   t he  uneq ua l   m eas ur em ent   ac c ur ac y   and   d at a   pr oc es s i n m et hod;   gi v d i f f er ent   di ag nos i s   m et hods   t he di f f er ent  w ei g ht s i p on t he bas i s  of  i t s  r el i abi l i t y ,  t h e hi gher  r el i ab i l i t y  t he gr eat er  w ei g ht  i n t h e   c o m pr ehens i v d i ag nos i s .   A c c or di ng  t t h f aul t   t y p es   of   t he  t r ans f or m er ,   t he  m et hod  of   det er m i ni ng  t he   w e i gh t  of  t he n k i nds  of  d i ag nos i s  a l g or i t hm s  i s :     2 2 2 2 1 2 1 1 ....... : 1 : 1 ... : : i i p p p σ σ σ =   ;   = = n i i p 1 1                                    ( 1)     W h er e: 2 i σ i s  t he  v ar i anc e of  d i agnos i s  al gor i t hm s i A   F or   m ul t i pl s am pl es   m eas ur em ent   dat a,   us i ng  B es s e l   f or m ul t he  c a l c ul at ed   v a r i anc i s  m or e ac c ur at e,  t hat   i s :     1 2 ) ( 1 2 = = σ N y ij y N j i                ( 2)     W h er e: ij y i s  t he  j t di a gnos t i c  v al u of  t he  i t h d i a gnos i s  al gor i t hm i A ,   y   i s  t h e t heor e t i c al  t r ue   v a l ue,  N  i s  t he n um ber  of  s am pl i ng po i nt s .  I n v i e w  of  t he s i x   m ai n f aul t  t y p es  of  t he t r ans f or m er ,   t he c l as s i f i c at i on  an al y s i s  i s  s ho w i T abl e 1.       T abl e 1 .    F a u lt   T y pes  o f  P o w er  T r ans f or m e r   No   F aul t  t y pes   ab.   Y1   par t i al   di s c har ge   PD   Y2   l ow  ener gy  di s c har ge   D1   Y3   hi gh ener gy  di s c har ge   D2   Y4   heat  f aul t   C t ° < 30 0   T1   Y5   heat  f aul t   C t C ° < < ° 70 0 30 0   T2   Y6   heat  f aul t   C t ° > 700   T3       F or  one  t r ans f or m er  f aul t ,  t he d i ag nos t i c  r es u l t s  of  t he i A a lg o r it h m  is :     [ ] T im i i i s s s ...... 2 1 = s                               ( 3)     W h er e: ) 6 ,..... 2 , 1 ( = m s im i s   t he  j ud gm ent   of   w het h er   t he   t r ans f or m er   f a ul t   t y p i s   Y m   b y   al gor i t hm i A ,   i f   t he  di a gnos i s   i s   Y m ,   s et 1 = im s , i f   not ,   s et 0 = im s .   T hen  t he  di a g nos i s   c onc l us i on  m at r i x   o f   t he n  al gor i t hm  i s  ex pr es s ed as :     n m nm m m n n s s s s s s s s s × = 2 1 2 22 12 1 21 11 ... ... ... ... ... ... S                           ( 4)     F or  t he  Y m  t y p e,  t he  w ei ght s  of  eac h di agn os t i c  a l gor i t hm  ar e:   [ ] T nm m m m p p p ... 2 1 = p                            ( 5)     T he w e i g ht  v al ue  of  t he d i a gnos i s  r es u l t  f or  t he m  f aul t  t y p es  i s  ex pr es s ed  as :     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI K A     I S S N :  1 693 - 6 930       T r ans f or mer  F a ul t   D i a gnos i s   Met ho d B as ed on  D y n am i c  W ei ght ed  C o mbi nat i on   ( H o n g li Y u n )   817   m n nm n n m m p p p p p p p p p × = ... ... ... .... ... ... ... 2 1 2 22 21 1 12 11 P                         ( 6)     I t  c an be s een t hat ,   ev en t h e s am k i nd of  al gor i t hm i A ,  t he di agn os t i c  v al u e of  di f f e r ent   t y p es   of  f aul t s   w i l l  be di f f er ent .  T he di ag nos t i c  r es ul t s  of  t he w e i g ht e d c om bi nat i on d i a gnos t i c   m odel  c an be  get t i n g f r om  t he f or m ul a ( 4)  and ( 6) .     m i i m z × × × = P S S                                ( 7)     W h er e t he m ai n di ago na l  e l em ent s  of z S ar e:     im N i im z mm s p S = = 1                                 ( 8)     T hat  i s  t he w ei g ht e d s um  v al ue of  n di agn os t i c  al gor i t hm  on Y m  t y pe  f aul t .   { } ) 6 ,... 2 , 1 ( max = m S z mm i s  t he di a gnos t i c  c onc l us i o ns  of  w ei gh t ed c om bi nat i o m odel ,  an d al s o t he   f aul t  t y pe c o nc l us i on  w i t h t h e hi ghes t   degr ee of  c onf i de nc e.         T abl e 2 .  D i a gnos i s  R es ul t s  of  D uv a l s   T r ia n g le      r a ( m L/ d)     f aul t  t y pe   10   14   18   22   26   30   34   38   T ot al   f al s num ber /   F al s r a t e %   PD   S a m pl e nu m ber   10   4   11   3   12   3   17   4   19   3   16   5   15   4   15   5   31   26. 96   F al s nu m ber   D1   S a m pl nu m ber   10   3   14   3   13   3   21   5   18   5   18   4   16   3   19   4   30   23. 26   F al s nu m ber   D2   S a m pl nu m ber   8   3   10   4   17   7   18   6   21   7   22   5   19   4   20   5   41   30. 37   F al s nu m ber   T1   S a m pl nu m ber   12   1   17   2   20   3   19   2   16   3   15   4   12   3   8   3   21   17. 65   F al s e   nu m ber   T2   S a m pl e nu m ber   11   2   14   2   15   3   15   3   14   2   16   3   13   3   13   4   22   19. 82   F al s nu m ber   T3   S a m pl e nu m ber   13   4   15   4   15   5   18   5   23   5   22   4   17   4   13   3   34   25   F al s e   nu m ber       T abl e 3.  D i ag nos i s  R es ul t s   of  B P   N eur a l  N et w or k      r a ( m L/ d)     f aul t   t y p e   10   14   18   22   26   30   34   38   T ot al  f al s num ber /   F al s r a t e %   PD   S a m pl e nu m ber   10   2   11   2   12   3   17   3   19   4   16   4   15   4   15   5   27   23. 48   F al s nu m ber   D1   S a m pl e nu m ber   10   3   14   3   13   3   21   3   18   2   18   4   16   3   19   4   25   19. 38   F al s nu m ber   D2   S a m pl nu m ber   8   3   10   3   17   4   18   4   21   3   22   3   19   2   20   3   25   18. 52   F al s nu m ber   T1   S a m pl e nu m ber   12   2   17   3   20   2   19   2   16   2   15   3   12   2   8   3   19   15. 97   F al s e   nu m ber   T2   S a m pl e nu m ber   11   2   14   1   15   3   15   2   14   2   16   4   13   2   13   3   19   17. 12   F al s nu m ber   T3   S a m pl e nu m ber   13   4   15   4   15   3   18   4   23   6   22   5   17   4   13   3   33   24. 26   F al s e   nu m ber       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            I SSN :  1 6 9 3 - 6 930   T E L KO M NI K A     V o l.   14 ,  N o 3,   S ept em ber  2016  :   8 1 5     82 3   818   3 .  D e te r m i n a ti o n  o V ar i a n ce   I t h f au l t   di a gnos i s   of   t h t r ans f or m er ,   t he  de v e l o p m ent   t r end  of   t he  t r ans f or m er   c a n   be j ud ged  b y   de t ec t i ng t he  gr o w t h   r at of   t he  di s s ol v ed g as   i n   t h t r ans f or m er   oi l  [ 16 ] .   I t h i s   paper ,   t he c h ar ac t er i s t i c s  gas  c ont e nt  a nd t ot a l  g as  pr oduc t i on r at e f r om  t he D G A  d at i s   c ons i der e d,   i n or d er  t i m pr ov e  t he  r el i ab i l i t y  of  di agn o s i s .   I t hi s   pap er ,   t he  t ot al   h y dr oc ar bon  gas   pr o du c t i on  r at e a r i s   t he  i n de pen dent   v ar i ab l es ;   σ i 2   i s  t he v ar i anc e of  eac h f aul t  di ag nos i s  m et hod.  B as ed on a l ar ge num ber  of   s a m pl es ,  t he  c hange   of   σ i 2   w it h a r i s   i n v es t i gat e d.   T hat   i s   w i t t he  c h a nge  of a r ,   w h et h er   t he   r el i ab i l i t y   of   t he   di a gnos t i c   m et hods   w i l l   b di f f er ent .   I f   t he   v al ues   of i p c hang i ng,   t h c om bi nat i on   m ode l   w i l l   b e   di f f er ent .  W hen a r i s  s et  t o  a f i x ed v al ue 0 r ,  st a t i st i cs f o r  l a r g e   s am pl e of  t r ans f or m er   f aul t  t y p es  i s   adop t ed,  t he r ea l  f aul t  t y pe  of  t he t r ans f or m er  i s   s et  t o Y m  ( m = 1… 6) ,  t he n t he t heor et i c al  t r u v a l ue  y m = 1.   I f   t he  m et hod  di a gnos t he  t r ans f or m er   f aul t   t y p es   c or r ec t l y ,   t he  de t ec t i on  v a l ue  of i A is   y ij =y m = 1,  or  e l s y ij = 0.   P ut  t he  y ij   v a l ue  i n t o f or m ul a ( 2) ,  w h en 0 r r a = ,  t he  v ar i a nc e of   di a gnos t i c   m et hods   f or   Y m   t y pe  i s 2 im σ .   U s i ng  s am pl i ng  m et ho d,   c al c ul at σ i 2   t he  v ar i anc of i A w i t di f f er ent  v al ue s  of a r ,  an d  f i t  t he c u bi c  c ur v e of 2 i a r σ :     0 1 2 2 3 3 2 a r a r a r a a a a i + + + = σ                            ( 9)     I n f aul t   ana l y s i s ,  bas e d o n t he a r and  f or m ul ( 9)   t de t er m i ne  σ i 2   of i A ,  t hus  t h w ei g ht ed   c o m bi nat i on  di agn os i s  m odel  ( 8)  c an  be  us ed f or  c om p r ehens i v e  di agn os i s .       4.  S am p l T r a in in g   I n t he  pa per ,  7 45 c as es   w i t h c l ear  f aul t  c aus of  t r ans f or m er  D G A  dat an d t ot a l   h y dr oc ar bon  gas  pr o duc t i o n r at e a r i s  c ol l ec t ed  as  t h e t es t  and   t r ai ni n g s am pl e.   1.   T he s a m pl es  w er e c l as s i f i e d ac c or di n g t T abl e 1,   w hi c h i nc l u de 1 15 s am pl es  of  P D  f aul t  ,   129  s am pl es   of   D f aul t , 13 s a m pl es   of   D f aul t ,   119  s a m pl es   of   T f aul t ,   111  s am pl es   o f   T 2 f aul t  and  136 s am pl es  of   T 3 f aul t .   2.   F or  eac h f aul t ,  t he s am pl es  ar e s or t ed ac c or di ng t t he s i z e of  t he a r ,  8 poi nt s  w i t h t he  s a m i nt er v al   ar s et   t t h obs er v at i on  p oi nt .   S et 0 r i s   an  obs er v at i o v a l u e,     i s   t he  s t ep,   w hen + 2 , 2 0 0 r r r a ,  t h e c or r es po nd i ng  s am pl es   ar e r e gar d ed  as 0 r s a m pl e.  U s i ng   D uv al s   t r i a ngl m et hod,   B P   ne ur al   net w or k   and  I E C   t hr ee - r at i m et hod  f or   di ag nos i s ,   t h s t a t is t ic a l d a t a   is  s h o w n  in   T abl e 2 ,  T abl e 3  and  T abl 4 .       T abl e 4 .   D i ag nos i s  r es u l t s  o f  I E C  t hr ee - r at i o m et hod      r a ( m L/ d)     f aul t  t y pe   10   14   18   22   26   30   34   38   T ot al   f al s num ber /   F al s r a t e %   PD   S a m pl e   nu m ber   10   3   11   2   12   2   17   1   19   3   16   2   15   2   15   3   18   15. 65   F al s e   nu m ber   D1   S a m pl e nu m ber   10   2   14   3   13   3   21   3   18   2   18   2   16   1   19   2   18   13. 95   F al s nu m ber   D2   S a m pl e nu m ber   8   4   10   3   17   4   18   3   21   6   22   4   19   5   20   6   35   25. 93   F al s e   nu m ber   T1   S a m pl e   nu m ber   12   2   17   2   20   3   19   2   16   1   15   1   12   2   8   1   14   1 1. 76   F al s e   nu m ber   T2   S a m pl e nu m ber   11   2   14   2   15   3   15   2   14   1   16   2   13   2   13   2   16   14. 41   F al s nu m ber   T3   S a m pl e nu m ber   13   4   15   3   15   4   18   3   23   5   22   3   17   3   13   2   27   19. 85   F al s e   nu m ber     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI K A     I S S N :  1 693 - 6 930       T r ans f or mer  F a ul t   D i a gnos i s   Met ho d B as ed on  D y n am i c  W ei ght ed  C o mbi nat i on   ( H o n g li Y u n )   819   3.   U s i ng  t he  f or m ul ( 2)   t c a l c ul a t v ar i anc of   obs er v a t i on   po i nt s   w i t h   eac h   m et hod,   w hi c i s  s ho w i n T ab l e 5 , T abl e   7.   4.   A c c or di n t o  t h v ar i anc of  obs er v a t i o n p o i nt s  i n T abl e 5 ,  T abl e  6  and  T abl e   7,  us i ng   m at l ab t o f i t  t he c ubi c  c ur v e 2 i a r σ of  eac h f aul t  t y p es ,  w hi c i s  s how n   i n F i gur e 1 ,  F i gur e 2   adn F i gur e   3 a nd f or m ul a ( 10) ,   ( 11) .       T abl e 5 .   E ac O bs er v at i on  P oi nt s   σ of   D u v al s   T r ia n g le   f aul t  t y pe   r a ( m L/ d)   PD   D1   D2   T1   T2   T3   10   0. 4444   0. 3333   0. 4286   0. 0909   0. 2   0. 3333   14   0. 3   0. 2308   0. 4444   0. 125   0. 1538   0. 2857   18   0. 2727   0. 25   0. 4375   0. 1579   0. 2143   0. 3571   22   0. 25   0. 25   0. 3529   0 . 1111   0. 2143   0. 2941   26   0. 1667   0. 2941   0. 35   0. 2   0. 1538   0. 2273   30   0. 3333   0. 2352   0. 2381   0. 2857   0. 2   0. 1667   34   0. 2857   0. 2   0. 2222   0. 2727   0. 25   0. 25   38   0. 3571   0. 2222   0. 2632   0. 4286   0. 3333   0. 25       T abl e 6 .   E ac O bs er v at i on  P oi nt s   σ of   B P   N eur a l  N e t w or k   f aul t  t y pe   r a ( m L/ d)   PD   D1   D2   T1   T2   T3   10   0. 2222   0. 3333   0. 4286   0. 1818   0. 2   0. 3333   14   0. 2   0. 2308   0. 3333   0. 1875   0. 0769   0. 2857   18   0. 2727   0. 25   0. 25   0. 1053   0. 2143   0. 2143   22   0. 1875   0. 15   0. 2353   0 . 1111   0. 1429   0. 2353   26   0. 2222   0. 1 176   0. 15   0. 1333   0. 1538   0. 2727   30   0. 2667   0. 2352   0. 1429   0. 2143   0. 2667   0. 2381   34   0. 2857   0. 2   0 . 1111   0. 1818   0. 1667   0. 25   38   0. 3571   0. 3571   0. 1579   0. 4286   0. 25   0. 25       T abl e 7 .   E ac O bs er v at i on  P oi nt s   σ 2  o f  IE C   T hr ee - R at i o M et h od   f aul t  t y pe   r a ( m L/ d)   PD   D1   D2   T1   T2   T3   10   0. 3333   0. 2222   0. 5714   0. 1818   0. 2   0. 3333   14   0. 2   0. 2308   0. 3333   0. 125   0. 1538   0. 2143   18   0. 1818   0. 25   0. 25   0. 1579   0. 2143   0. 2857   22   0. 0625   0. 15   0. 1765   0 . 1111   0. 1429   0. 1765   26   0. 1667   0. 1 176   0. 1765   0. 0667   0. 0769   0. 2273   30   0. 1333   0. 1 176   0. 1905   0. 0714   0. 1333   0. 1429   34   0. 1429   0. 0667   0. 2778   0. 1818   0. 1667   0. 1875   38   0. 2143   0 . 1111   0. 3158   0. 1429   0. 1667   0. 1667           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            I SSN :  1 6 9 3 - 6 930   T E L KO M NI K A     V o l.   14 ,  N o 3,   S ept em ber  2016  :   8 1 5     82 3   820       F ig ur 1.  r a - σ 1j C ur v es  of  D uv al s   T r i angl e   F ig ur e   2 .   ra - σ 2j C ur v es  of  B P   N eur a l   N et w or k         F i gur e   3 .   ra - σ 3j C ur v es  of  I E C   T hr ee - R at i o Met hod       × + × + × + × = σ × + × + × + × = σ × + × + × + × = σ × + × + × + × = σ + × + × + × = σ + × + × + × = σ 3 10 3196 . 6 2 10 833 . 5 2 3 10 0424 . 3 3 5 10 4531 . 4 2 16 2 10 6773 . 1 2 10 0829 . 3 2 3 10 6924 . 1 3 5 10 895 . 2 2 15 2 10 4343 . 2 2 10 9074 . 1 2 4 10 9142 . 8 3 5 10 8312 . 1 2 14 3 10 05 . 9 2 10 6674 . 7 2 3 10 869 . 3 3 5 10 3571 . 5 2 13 60915 . 0 2 10 6003 . 4 2 3 10 9067 . 1 3 5 10 5742 . 2 2 12 0523 . 1 2 10 7221 . 8 2 3 10 8818 . 2 3 5 10 8168 . 2 2 11 a r a r a r a r a r a r a r a r a r a r a r a r a r a r a r a r a r a r          (1 0 )     + × + × + × = σ + × + × + × = σ + × + × + × = σ + × + × + × = σ + × + × + × = σ + × + × + × = σ 71562 . 0 2 10 7433 . 5 2 3 10 2099 . 2 3 5 10 6965 . 2 2 26 40237 . 0 2 10 0829654 . 3 2 3 10 59 . 1 3 5 10 9669 . 1 2 25 12165 . 0 2 10 9904 . 1 2 3 10 7164 . 1 3 5 10 6557 . 3 2 24 64446 . 0 2 10 2133 . 2 2 5 10 2367 . 9 3 6 10 747 . 8 2 23 47983 . 0 2 10 183 . 1 2 4 10 6047 . 5 3 5 10 0545 . 2 2 22 12862 . 0 2 10 6811 . 1 2 4 10 6373 . 9 3 5 10 7902 . 1 2 21 a r a r a r a r a r a r a r a r a r a r a r a r a r a r a r a r a r a r                        ( 11)     σ 3 2   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI K A     I S S N :  1 693 - 6 930       T r ans f or mer  F a ul t   D i a gnos i s   Met ho d B as ed on  D y n am i c  W ei ght ed  C o mbi nat i on   ( H o n g li Y u n )   821   + × + × + × = σ + × + × + × = σ + × + × + × = σ + × + × + × = σ × + × + × + × = σ + × + × + × = σ 52087 . 0 2 10 7187 . 2 2 4 10 4767 . 7 3 6 10 2996 . 7 2 36 13797 . 0 2 10 4403 . 1 2 3 10 0505 . 1 3 5 10 8442 . 1 2 35 26032 . 0 3 10 4056 . 7 2 4 10 4512 . 1 3 6 10 197 . 7 2 34 6181 . 1 1 10 5336 . 1 2 3 10 3237 . 5 3 6 10 7832 . 5 2 33 2 10 4544 . 9 2 10 7082 . 5 2 3 10 9601 . 2 3 5 10 2093 . 4 2 32 8548 . 0 2 10 3136 . 7 2 3 10 2546 . 2 3 5 10 5041 . 2 2 31 a r a r a r a r a r a r a r a r a r a r a r a r a r a r a r a r a r a r              ( 12)     O bv i ous l y ,   w he n t he  t r ai ni n g s am pl es  ar not  t h e s am e,  t he 2 i a r σ c ur v w i l l  b di f f er ent .   I t he  f aul t   di agn os i s ,   put   t he a r i nt f or m ul ( 10) - ( 12) ,   t he  v ar i anc c an  b c al c ul at ed.   U s i ng  f or m ul ( 1)   t det er m i ne  t he  w ei g ht s   of   t hr e d i ag nos t i c   m et hods   f or   t h d i ag nos i s   of   t h e   s a m e t y pe  of  f aul t   Y m ,  t hat   i s :     2 3 2 2 2 1 3 2 1 1 : 1 : 1 : : m m m m m m p p p σ σ σ = ,  and = = n i im p 1 1                       ( 13)     P ut  t he f or m ul a ( 13)  i nt o  t he c om pr ehens i v di a gn o s i s   m odel  ( 8) ,  t he  f i nal  d i a gnos i s   r es ul t s  w i l l   be det er m i ned.       5.  D i ag n o s i E xam p l e   U s i ng  w e i g ht ed  c om bi nat i o m odel   t o di a gnos T t y pe  t r ans f or m er   f aul t ,  T he  s am pl e   dat i s  c aus ed b y   l oc a l  ov er heat i n g of  t w o - ph as e w i ndi ng l e ad t er m i nal ,   w h i c h  bel on gs  t o t he  l o w  t em per at ur e o v er h eat  f aul t ,  t h e D G A   d at a of  t he s am pl ar e s ho w n i n T abl e 8.       T abl e 8 .  C om ponent s  of  D G A  D at a   gas   H2   CH4   C2 H2   C2 H6   C2 H2   v ol um e / pp m   43. 7   30. 2   46. 6   3. 7   19. 4       T he t ot al  h y dr oc ar bo n ga s  pr oduc t i o n r at e i s  23. 2 m L/ d,  put  i t  i nt o f or m ul a ( 2) ,  t he   c al c ul a t ed  v ar i anc e  of  eac h  di a gnos i s  al gor i t hm  i t hi s   s t at e ar as  f ol l o w s :     1)   D uv al s  t r i a ng l e m et hod     [ ] T 26 545 . 0 18 256 . 0 16 704 . 0 35 626 . 0 24 669 . 0 22 814 . 0 2 1 = σ     2)   B P  ne ur al  net w or k     [ ] T 23592 . 0 16481 . 0 11607 . 0 19049 . 0 16025 . 0 22346 . 0 2 2 = σ     3)   T he i m pr ov ed t hr e e - r at i o m et hod     [ ] T 2014 . 0 13701 . 0 10027 . 0 20347 . 0 16215 . 0 11504 . 0 2 3 = σ     A c c or di n g t o f or m ul a ( 1) ,  ( 5 )  t o get  t he   w e i ght  m at r i x :     = 3828 . 0 3873 . 0 4058 . 0 3789 . 0 3746 . 0 4953 . 0 3268 . 0 3220 . 0 3506 . 0 4047 . 0 3791 . 0 2550 . 0 2904 . 0 2907 . 0 2436 . 0 2164 . 0 2463 . 0 2497 . 0 P   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            I SSN :  1 6 9 3 - 6 930   T E L KO M NI K A     V o l.   14 ,  N o 3,   S ept em ber  2016  :   8 1 5     82 3   822   U s i ng t he  abo v t hr ee  al gor i t hm s  t o di agn os e,  t h e  r es ul t   i s  ( P D ,  D 1,  T 1) ,  t hen t he  c or r es pondi ng  di agn os i s  m at r i x  i s :     T = 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 S     P ut   i t   i nt o  f or m ul a ( 7) ,   w h i c h i s  t h w e i g ht ed  c om bi nat i on d i ag nos i s  m odel ,  c a n g e t :     = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.3828 0.3873 0.4058 0.3789 0.3736 0.4953 0 0 0 0 0 0 0.3268 0.322 0.3506 0.4047 0.3791 0.255 0.2904 0.2907 0.2436 0.2164 0.2463 0.2497 z S        R es ul t  s ho w s  t hat  t he f our t h v al ue  i s  t he  l ar ges t   i di a gona l   el em ent s ,   w h i c i s  0. 4058 ,   and i t  c or r es po nd t o t he f our t h f aul t  t y pes  T 1,  t he  c onc l us i o n i s  c ons i s t e nt   w i t h t h e ac t ua l   s i t uat i on .  I t hi s   pap er ,  4 77 s am pl es  of  t he t r a i n i n g m odel  i s  s el ec t ed r a nd om l y ,   us i ng  t he   w ei g ht e d c om bi nat i on m odel  t o d i ag nos e,  t he c o nc l us i ons  ar e s ho w i T abl e 9 .       T abl e 9 .   D i ag nos i s   R es ul t s  of   W ei ght ed C om bi nat i on Mode l   F aul t  t y pe    ( s a m pl e s i z e)   F al s num ber   F al s r at e%   P D    ( 63)   6   9. 52   D  ( 75)   8   10. 67   D  ( 82)   8   9. 76   T 1   ( 77)   6   7. 82   T 2   ( 85)   8   9. 41   T 3   ( 95)   8   8. 42       T he  T abl e 9 s ho w s  t hat   t he  m ax i m u m  di agn os t i c  f al s r at e of  t he  w ei ght ed c om bi nat i on  di a gnos i s   m odel   i s   10. 67% ,   and  t h m i ni m u m   i s   7. 82% .   T he y   ar bet t er   t han  a n y   of   t he  abo v e   di a gnos i s  a l gor i t hm .   O bv i o us l y ,   w i t h t he c han ge of  gas  pr oduc t i on r at e t h e d y n am i c  w ei gh t ed   v a l ues  c onf or m s  t o t he obj ec t i v e c ondi t i ons  bet t er ,  t h e c or r ec t  r at e of  t hi s  di agn os i s   m odel  i s   m u c h bet t er  t han  t ha t  s i n gl e di agn os i s  m et hod.       6 .  C o n c l u s i o n   I n t hi s  pa per ,  t h e D G A   da t a  and gas  pr od uc t i on r at e,  t he t w o i ndex es  of  t he t r ans f or m e r   f aul t  d i ag nos i s ,   ar e c om bi ned.  T he  di agn os i s  v ar i a n c e of  D uv al s  t r i a ng l e,   B P   neur a l  n et w or k   and t he i m pr ov e d t hr ee r a t i o m et hod i s  f i t t ed w i t h t h e t ot al  h y dr oc ar b on gas  p r oduc t i o n r at s epar at e l y  t o  pr od uc e t he  c ubi c  c ur v es .  A  d y nam i c  w ei g ht e d c om bi nat i on  di ag nos i s  m odel   i s   es t abl i s he d,  t hat  i s ,  t he   w ei g ht   i s  d i f f er ent  as  t h g as  pr od uc t i o n r at e c h ang e s  al t hou gh  t he  m et hod i s  i den t i c a l .  T he r es ul t s  of  di ag nos i s  ex am pl es  s ho w  t h at  t he  ac c ur ac y   r at e of  t he  w ei g ht e c om bi nat i o m od el   i s   hi g her   t ha an y   s i ng l e   al gor i t hm ,   and  i t   i nc r eas ed   t m or t han  90%  i n m ai n t r ans f or m er   f a ul t   di a gnos i s ,  an d i t  has  c er t ai n  s t ab i l i t y   as   w e l l .  T he m ode l  has   bee app l i e d t o  t he  f aul t   di a gn os i s  s y s t em  of  a 110 K V   t r ans f or m er .       R ef er en ces   [ 1 ]   L i W M ,   L i n  CH,  T a s y  M X .  T r ans f or m e r - f au l t   di a gn o s i s  by  i nt e gr a t i ng  f i el d d at a  a n d s t a nda r d   c o de s  w i t h  t r ai ni ng  en ha nc i bl e  a da pt i v e p r ob ab i l i s t i c   n et w or k .   G e ner at i on   T r an s m i s s i o n an d   D i s tr i b u ti o n .  2 00 5;   1 52( 3) :   335 - 3 41.   [ 2 ]   G B / T   725 2 - 20 01 .   T h a na l y s i s   a nd   j ud gm ent   g ui de l i ne s   o f   t he  di s s ol v ed  ga s   of   t r a ns f or m er   o i l .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI K A     I S S N :  1 693 - 6 930       T r ans f or mer  F a ul t   D i a gnos i s   Met ho d B as ed on  D y n am i c  W ei ght ed  C o mbi nat i on   ( H o n g li Y u n )   823   [ 3 ]   S han gY ong ,   Y an  C h un j i a ng ,   Y an  Z ha ng,   et   al .   S y nt h et i c   i ns ul at i on  f au l t   di ag no s t i c   m o del   of   oi l - i m m er s ed  p ow er   t r an s f or m er s   ut i l i z i ng  i n f or m a t i on  f us i o n .   P r oc ee di ng s   of   t h e   C SEE .   2 002 ;   22( 7) :   115 - 11 8.   [ 4 ]   M o J uan,   W a n g X ue,  D o ng  M i ng,  et  a l .   D i ag no s t i c  m ode l  of  i n s ul at i on f au l t s  i n pow er   equ i pm e n t   ba s ed   o r ou gh  s e t   t he or y .   P r o c e e di ngs   of   t h C S E E 20 04 ;   2 4( 7) :   16 2 - 16 7.   [ 5 ]   L i ao  R ui - j i n,  Li ao  Y u - x i ang,   Y ang  Li - j u n ,   e t   a l .   St u d y   on  s y nt h et i c   s i ag no s i s   m et ho of   t r an s f o r m e r   f au l t  u s i ng m ul t i - neu r a l   net w o r k   an ev i d en c   t he or y P r o c e edi ng s   of  t h e C S E E .   20 06 ;   2 6( 3) :   119 - 123 .   [ 6 ]   C H E N  X i aoq i ng ,  LI U   J u e m i n,  H U A N G  Y i ngw ei ,  et   al .  T r a n s f o r m er  f au l t  d i a gn os i s   us i n g  i m pr ov e d   a r t if ic ia f i s h  s w a r m   w i t r oug s et   al go r i t h m .   H i g V ol t ag e E ng i ne er i ng .   201 2;   3 8( 6) :   1 40 3 - 1 409 .   [ 7 ]   Y A N G   T i ngf a ng,  Z H O U  L i x i ng,  LI  J i n gl u,  et  a l .  P ow er  t r a n s f o r m er  f a ul t  di agn o s i s  ba s e d  on opt i m a l   w ei ght s  c o m b i n ed   m od el .   P o w er  s y s t em   t ec hn ol o g y .  20 13;   37( 1) :   19 0 - 19 4.   [ 8 ]   C hen S hi - l on g ,  R on g  J un - x i ang,  B i  G u i - hon g,  e t  al .   S p ec t r u m   c om pa r at i v e  s t ud y  o f  c om m u t a t i on  f ai l ur a nd s h or t - c i r c ui t   f aul t   i U H V D C   t r an s m i s s i on  s y s t em .   T EL KO M N I KA   T e l ec o m m u n i c at i on  C om put i n E l e c t r on i c s   an C ont r ol .   20 14 ;   12 ( 4) :   75 3 - 7 62 .   [ 9 ]   Y A N G   T i ngf an g,   LI   J i n gl u ,   Z e ng  X i a ng j u n,   et   al .   L ar g pow er   t r an s f or m er   f a ul t   di ag no s i s   b as ed   on  a di a gn os i s  m o de l  c om bi ne d  w i t h s ev er a l  m et h od s .   A u t o m at i o n of  e l e c t r i c  pow er  s y s t em s .  20 09 ;   33( 20) :   92 - 96 .   [ 1 0]   Z h ao   W enq i ng ,   L i  Q i ng l i an g ,   W ang D e w e n.  C om bi na t i o na l  d i a g nos i s  f o r  t r a ns f o r m e r   f au l t s  bas ed  on m u l t i - m od el s .   H i gh v ol t ag e   en gi ne er i ng .   2 01 3;  39( 2) :   302 - 3 09.   [ 1 1]   N i h at   P am uk ,   Y i l m az   U y ar o g l u.   A E x per t   S y s t em   f or   P o w er   T r ans f or m er   F a ul t   D i a gn os i s   U s i n g   A dv an c e G e ner al i z ed   S t oc h as t i c   P et r i   N e t .   P r z egl a E l e k t r ot e c hni c z ny .   20 12 ;   8 8( 8) :   2 33 - 2 41.   [ 1 2]   F a ng - y u R en ,  S hu - bi nS i ,  Z hi - qi ang  C ai ,   et   al .  T r a ns f or m e r  f a ul t  an al y s i s  ba s e d  on  B a y e s i an  net w or k s  and i m p or t a n c e m e as ur e s .   J o ur n al   of  S han gh ai  J i aot on g U n i v er s i t y .   20 15;  2 0( 3) :   3 53 - 357 .   [ 1 3]   Z HA O  Ch e n g - g ong .  R ea s o ni ng  on  t h e i nt er n al  f a ul t   s t a t e   of  t r a ns f or m er  b as ed  on  f uz z y  P et r i  n et s   and   g as   gr ow t r a t e .   P ow er  s y s t em  pr o t e c t i on   a nd c o nt r ol .  201 3;  41 ( 9) :   12 1 - 12 4.   [ 1 4]   Y e t a i ,   Fe i .   E r r o r   t he or y   a nd  d at a   pr oc es s i ng .   B ei j i ng:   M ec h ani c al  I n du s t r y   P r e s s .   20 08   [ 1 5]   Z i   Y ang  Q i a ng ,   F e ng  P i ng  W u ,   J i R ui   D o ng ,   et   a l .   O pt i m i z a t i o of   p ow er   s y s t e m   s c he du l i ng  ba s e d   on  SC EM - U A   a l go r i t hm .   T E L KO M N I KA   T el e c om m u ni c a t i on  C om p ut i n E l ec t r o ni c s   a nd  C o nt r ol .   201 5;   13 ( 2) :   41 3 - 4 20 .   [ 1 6]   Li n   C E ,  Li ng J M ,  H ua ng   CL .   A ex per t   s y s t em  f or   t r an s f or m er  f au l t  di ag no s i s  an d m ai n t e na nc e   u s i ng   di s s o l v ed   gas   an al y s i s .   I EEE  T r a n s .   Po w e r   D e l .   20 06 ;   2 1( 2) :   67 3 - 68 0.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.