本发明涉及互感器，特别涉及一种互感器的状态诊断方法及相关设备。
背景技术：
1、传统的互感器检测方法多依赖于人工定期检查和离线测试，这种方式不仅耗时耗力，而且难以实时、准确地捕捉互感器在运行状态下的细微变化，尤其是对其内部磁场分布和机械应力状态的监控更是有限。互感器作为电力系统中的关键设备，其性能的稳定性和可靠性直接影响到电力系统的安全运行。随着电力系统智能化水平的提升，对互感器的状态监测提出了更高的要求，迫切需要一种能实现在线、快速、全面诊断互感器状态的新技术。
技术实现思路
1、本发明的主要目的为提供一种互感器的状态诊断方法及相关设备，解决了难以实时、准确地捕捉互感器在运行状态下的细微变化的技术问题。
2、为实现上述目的，本发明提供一种互感器的状态诊断方法，互感器上设置有光纤传感器和磁通门传感器，包括以下步骤：
3、通过所述光纤传感器对所述互感器进行监测，得到监测数据；其中，所述监测数据包括所述互感器的温度变化及机械应力分布；
4、通过所述磁通门传感器，基于所述温度变化及机械应力分布得到互感器内部的磁场分布情况；
5、通过预设的逆问题算法，基于所述磁场分布情况构建三维磁场分布图；
6、基于所述三维磁场分布图对所述互感器的特性进行评估，得到评估结果；
7、若所述评估结果是所述互感器的特性为异常，则基于所述评估结果对所述三维磁场分布图进行分析和诊断，得到诊断报告。
8、进一步的，通过所述光纤传感器对所述互感器进行监测，得到监测数据，包括：
9、通过预设的光源系统对所述光纤传感器进行注入特定波长的激光脉冲激活；
10、利用注入后的激活脉冲对所述互感器进行光纤内部的光栅反射，得到反射激光脉冲；
11、对所述反射激光脉冲进行光谱分析，得到激光脉冲的波长变化；
12、基于所述激光脉冲的特定波长及波长变化，得到激光脉冲的波长偏移量；
13、运用布拉格方程，基于所述波长偏移量对互感器的温度进行计算，得到互感器的温度变化；
14、通过预设的分布式光纤传感技术对所述反射激光脉冲进行频域分析，得到所述反射激光脉冲的传输时间和衰减特性；
15、基于所述传输时间和衰减特性计算沿光纤长度方向上的机械应力分布。
16、进一步的，所述磁场分布情况包括磁场强度及磁场方向受温度变化及机械应力分布影响，通过预设的磁通门传感器，基于所述温度变化及机械应力分布得到互感器内部的磁场分布情况，包括：
17、通过预设的磁通门传感器对所述传感器内部进行磁场采集，得到初步磁场强度信息；
18、对所述温度变化进行向量转化，得到温度转化向量；
19、对所述机械应力分布进行向量转化，得到机械分布向量；
20、将所述温度转化向量作为行向量，将所述机械分布向量作为列向量；
21、将所述行向量及所述列向量进行相乘，得到相乘矩阵；其中，所述相乘矩阵是m行n列的相乘矩阵；
22、对所述相乘矩阵进行奇异值分解，得到第一正交矩阵、对角矩阵、第二正交矩阵；其中，所述第一正交矩阵是m行m列的正交矩阵，所述对角矩阵是m行n列的对角矩阵，所述第二正交矩阵是n行n列的相乘矩阵；
23、分别计算第一正交矩阵、对角矩阵、第二正交矩阵的迹，对应得到第一迹、第二迹及第三迹；
24、将所述第一迹、第二迹及第三迹进行排列组合，得到排列向量；其中，所述排列向量具有六个向量；
25、基于所述排列向量构建排列矩阵；
26、将所述排列矩阵输入预设的边界元算法内进行磁场分布分析，得到互感器内部的磁场分布情况。
27、进一步的，通过预设的逆问题算法，基于所述磁场分布情况构建三维磁场分布图，包括：
28、通过预设的磁场传感器对所述互感器的不同位置插入磁场数据，得到初步磁场强度数据；
29、对所述初步磁场强度数据进行预处理，得到预处理数据；其中，所述预处理包括噪声过滤与平滑处理；
30、获取所述互感器的物理构型特性，基于所述物理构型特性构建初始三维模型；其中，所述物理构型特性包括物理结构、物理结构的相对位置关系及材质属性，所述物理结构包括线圈、铁芯、空气隙，所述材质属性包括磁导率、电导率；
31、采用预设的有限元法，将所述磁场分布情况植入所述初始三维模型内，得到具有磁场线的三维磁场分布图；
32、采用不同颜色对所述磁场线进行颜色编码，得到颜色编码磁场线；其中，所述不同颜色代表不同等级的磁场强度；
33、对所述颜色编码磁场线进行插入矢量箭头，得到标准磁场线；
34、将所述标准磁场线与所述初始三维模型内的空间坐标系进行对齐，得到三维磁场分布图。
35、进一步的，将所述磁场分布情况植入所述初始三维模型内，得到具有磁场线的三维磁场分布图，包括：
36、沿着指定的方向对所述磁场分布情况进行分割，得到多个平面上的磁场分布图像；其中，所述指定的方向是x轴方向或者y轴方向或者z轴方向；
37、通过预设的快速傅里叶变换，将各个所述磁场分布图像从空间域转换到频域，得到频域磁场数据；
38、对所述频域磁场数据进行空间转换重构，得到重构磁场分布情况；
39、将所述重构磁场分布情况植入所述初始三维模型内，得到具有磁场线的三维磁场分布图。
40、进一步的，基于所述三维磁场分布图对所述互感器的特性进行评估，得到评估结果，包括：
41、将所述三维磁场分布图内的磁场强度、磁场方向映射至所述物理结构上，得到线圈及铁芯区域的电磁载荷分布；
42、基于所述电磁载荷分布得到所述互感器的电流密度；
43、利用安培环路定律和毕奥-萨伐尔定律，基于物理构型特性及电流密度计算各电磁单元的磁阻、磁通量和互感系数；
44、采用预设的电磁-电路转化算法，将所述磁阻、磁通量和互感系数对应转化为电路中的电阻、电感值及互感系数；
45、基于所述电阻、电感值、互感系数、所述物理结构及相对位置关系构建等效电路；
46、对所述等效电路进行性能分析，得到电气性能指标；
47、基于所述电气性能指标对所述感器的特性进行评估，得到评估结果。
48、进一步的，基于所述评估结果对所述三维磁场分布图进行分析和诊断，得到诊断报告，包括：
49、对所述评估结果进行故障分类，得到故障分类结果；
50、将所述故障分类结果输入预设的故障因子算法内进行分析，得到故障因子；
51、基于所述故障因子对所述三维磁场分布图进行故障定位映射，得到故障因子定位；
52、基于所述故障因子定位对所述三维磁场分布图进行分析和诊断，得到诊断报告。
53、本发明还提供了一种互感器的状态诊断装置，互感器上设置有光纤传感器和磁通门传感器，包括：
54、监测模块，用于通过所述光纤传感器对所述互感器进行监测，得到监测数据；其中，所述监测数据包括所述互感器的温度变化及机械应力分布；
55、分布模块，用于通过所述磁通门传感器，基于所述温度变化及机械应力分布得到互感器内部的磁场分布情况；
56、构建模块，用于通过预设的逆问题算法，基于所述磁场分布情况构建三维磁场分布图；
57、评估模块，用于基于所述三维磁场分布图对所述互感器的特性进行评估，得到评估结果；
58、检测模块，用于若所述评估结果是所述互感器的特性为异常，则基于所述评估结果对所述三维磁场分布图进行分析和诊断，得到诊断报告。
59、本发明还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述方法的步骤。
60、本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的方法的步骤。
61、本发明提供的互感器的状态诊断方法，包括以下步骤：通过所述光纤传感器对所述互感器进行监测，得到监测数据；其中，所述监测数据包括所述互感器的温度变化及机械应力分布；通过所述磁通门传感器，基于所述温度变化及机械应力分布得到互感器内部的磁场分布情况；通过预设的逆问题算法，基于所述磁场分布情况构建三维磁场分布图；基于所述三维磁场分布图对所述互感器的特性进行评估，得到评估结果；若所述评估结果是所述互感器的特性为异常，则基于所述评估结果对所述三维磁场分布图进行分析和诊断，得到诊断报告；通过上述的步骤解决了难以实时、准确地捕捉互感器在运行状态下的细微变化的技术问题，实现了实时掌握互感器状态，提高了电力系统的整体运行安全性和稳定性，保障了电力供应的连续性和可靠性。
1.一种互感器的状态诊断方法，其特征在于，互感器上设置有光纤传感器和磁通门传感器，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的互感器的状态诊断方法，其特征在于，通过所述光纤传感器对所述互感器进行监测，得到监测数据，包括：
3.根据权利要求1所述的互感器的状态诊断方法，其特征在于，所述磁场分布情况包括磁场强度及磁场方向受温度变化及机械应力分布影响，通过预设的磁通门传感器，基于所述温度变化及机械应力分布得到互感器内部的磁场分布情况，包括：
4.根据权利要求1所述的互感器的状态诊断方法，其特征在于，通过预设的逆问题算法，基于所述磁场分布情况构建三维磁场分布图，包括：
5.根据权利要求4所述的互感器的状态诊断方法，其特征在于，将所述磁场分布情况植入所述初始三维模型内，得到具有磁场线的三维磁场分布图，包括：
6.根据权利要求5所述的互感器的状态诊断方法，其特征在于，基于所述三维磁场分布图对所述互感器的特性进行评估，得到评估结果，包括：
7.根据权利要求1所述的互感器的状态诊断方法，其特征在于，基于所述评估结果对所述三维磁场分布图进行分析和诊断，得到诊断报告，包括：
8.一种互感器的状态诊断装置，其特征在于，互感器上设置有光纤传感器和磁通门传感器，包括：
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
