面向变压器故障诊断的风险可控自适应分辨率DGA分类框架
《Electronics》:Risk-Controlled Adaptive-Resolution Fault Diagnosis of Power Transformers Using Dissolved Gas Analysis: Lightweight Hierarchical Learning, Credibility, and Deployment Support
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时间:2026年09月25日
来源:Electronics 2.9
摘要
溶解气体分析(DGA)广泛用于变压器状态评估,但在可用证据薄弱时,固定分辨率的分类器可能会输出过于具体的故障标签。本研究提出了一种风险可控的自适应分辨率框架:一个轻量级的层级残差神经网络编码器生成细粒度以及电气/热力学父级候选标签,而独立的可信度估计则决定最终输出应保持细粒度、回退至父级机理,还是拒答。25维DGA表示由三个残差全连接块(64-32-24)编码,层级B2模型共计9492个可训练参数。可信度结合了校准后的不确定性与DGA物理一致性证据,而数据质量与分布支撑则作为部署可接受性的独立保障措施。在10×5重复评估下,B2骨干在普通交叉验证中取得Macro-F1为0.723±0.026,在参考分组评估中为0.664±0.086。在自适应分辨率分析中,层级风险从0.212降至0.094,跨父级风险从0.062降至0.026,同时在普通协议下保留了约91.5%的回答覆盖率。物理增强效果具有上下文依赖性:在普通重采样下劣于校准边际,但在参考分组评估下大幅改善了AURC。仅使用CPU的性能剖析显示,单样本端到端延迟中位数为0.713毫秒(P95为1.028毫秒),远低于电网在线DGA数据的采样频率。因此,本研究强调风险可控的信息释放,而非底层分类器的普遍优越性。探索性时序结果仅作为透明性分析呈现,不应被解读为已验证的早期预警能力的证据。
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