一种基于投影变化的避雷器故障监测方法及装置与流程

本申请涉及避雷器在线故障诊断技术领域，特别涉及一种基于投影变化的避雷器故障监测方法及装置。

背景技术：

目前，输电线路避雷器对于限制线路雷电过电压、提高线路耐雷水平、降低系统因雷击故障引起的跳闸率有重要的作用，避雷器在长期运行中其保护性能逐渐下降甚至损坏，使输电线路失去对雷电过电压的防护作用，甚至引起跳闸。但是电网运行单位无法直观地了解线路避雷器的运行状态，通常必须将避雷器拆除进行检查。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种基于投影变化的避雷器故障监测方法及装置，以解决电网运行单位无法直观地了解线路避雷器的运行状态的问题。

一方面，根据本申请的实施例，提供了一种基于投影变化的避雷器故障监测方法，包括：

提取实验避雷器样本电压和电流的波形特征，得到实验避雷器样本特征向量；

提取被测避雷器电压和电流的波形特征，得到被测避雷器特征向量；

计算所述被测避雷器特征向量在所述实验避雷器样本特征向量的投影；

根据所述投影判断所述被测避雷器的运行状态和故障类别。

进一步地，所述提取实验避雷器样本电压和电流的波形特征的步骤，包括：

采集正常运行状态避雷器和不同故障类别避雷器的电压和电流；

通过小波变换提取所述电压和电流的波形特征。

进一步地，所述提取被测避雷器电压和电流的波形特征的步骤，包括：

采集所述被测避雷器的电压和电流；

通过小波变换提取所述电压和电流的波形特征。

进一步地，所述计算被测避雷器特征向量在实验避雷器样本特征向量的投影的公式，包括：

其中，u1表示实验避雷器样本电压特征向量，ux表示被测避雷器电压特征向量，表示电压相量夹角，i1表示实验避雷器样本电流特征向量，ix表示被测避雷器电流特征向量，cosθ表示电流相量夹角。

进一步地，所述根据投影判断被测避雷器的运行状态和故障类别的步骤，包括：

比较所述投影的大小；

选取投影最大值对应的实验避雷器样本运行状态和故障类别为所述被测避雷器的运行状态和故障类别。

另一方面，根据本申请的实施例，提供了一种基于投影变化的避雷器故障监测装置，包括：

第一提取单元，用于提取实验避雷器样本电压和电流的波形特征，得到实验避雷器样本特征向量；

第二提取单元，用于提取被测避雷器电压和电流的波形特征，得到被测避雷器特征向量；

计算单元，用于计算所述被测避雷器特征向量在所述实验避雷器样本特征向量的投影；

判断单元，用于根据所述投影判断所述被测避雷器的运行状态和故障类别。

进一步地，所述第一提取单元包括：

第一采集单元，用于采集正常运行状态避雷器和不同故障类别避雷器的电压和电流；

第一提取子单元，用于通过小波变换提取所述电压和电流的波形特征。

进一步地，所述第二提取单元包括：

第二采集单元，用于采集所述被测避雷器的电压和电流；

第二提取子单元，用于通过小波变换提取所述电压和电流的波形特征。

进一步地，所述判断单元包括：

比较单元，用于比较所述投影的大小；

选取单元，用于选取投影最大值对应的实验避雷器样本运行状态和故障类别为所述被测避雷器的运行状态和故障类别。

由以上技术方案可知，本申请实施例提供一种基于投影变化的避雷器故障监测方法及装置，所述方法包括：提取实验避雷器样本电压和电流的波形特征，得到实验避雷器样本特征向量；提取被测避雷器电压和电流的波形特征，得到被测避雷器特征向量；计算所述被测避雷器特征向量在所述实验避雷器样本特征向量的投影；根据所述投影判断所述被测避雷器的运行状态和故障类别。本申请通过计算被测避雷器与实验避雷器样本向量之间的投影大小判断此时避雷器的运行状态，实时对避雷器运行状态进行监测，准确快速判断避雷器运行状态，提高输电线路系统运行的稳定性，降低雷害事故率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本申请实施例示出的一种基于投影变化的避雷器故障监测方法的流程图；

图2为根据本申请实施例示出的一种基于投影变化的避雷器故障监测装置的结构框图。

具体实施方式

参阅图1，本申请实施例提供了一种基于投影变化的避雷器故障监测方法，包括：

步骤s1、提取实验避雷器样本电压和电流的波形特征，得到实验避雷器样本特征向量；

进一步地，所述提取实验避雷器样本电压和电流的波形特征的步骤，包括：

采集正常运行状态避雷器和不同故障类别避雷器的电压和电流；

通过小波变换提取所述电压和电流的波形特征。

步骤s2、提取被测避雷器电压和电流的波形特征，得到被测避雷器特征向量；

进一步地，所述提取被测避雷器电压和电流的波形特征的步骤，包括：

采集所述被测避雷器的电压和电流；

通过小波变换提取所述电压和电流的波形特征。

步骤s3、计算所述被测避雷器特征向量在所述实验避雷器样本特征向量的投影；

进一步地，所述计算被测避雷器特征向量在实验避雷器样本特征向量的投影的公式，包括：

其中，u1表示实验避雷器样本电压特征向量，ux表示被测避雷器电压特征向量，表示电压相量夹角，i1表示实验避雷器样本电流特征向量，ix表示被测避雷器电流特征向量，cosθ表示电流相量夹角。

步骤s4、根据所述投影判断所述被测避雷器的运行状态和故障类别。

进一步地，所述根据投影判断被测避雷器的运行状态和故障类别的步骤，包括：

比较所述投影的大小；

选取投影最大值对应的实验避雷器样本运行状态和故障类别为所述被测避雷器的运行状态和故障类别。

目前避雷器的故障主要可以分为老化和受潮，每种故障的电压电流的波形不同，可以通过小波分析将电压电流在不同频率分量下的幅值制作成一个向量，如果故障或运行状态相同，被测避雷器与实验避雷器样本对应的向量近似平行，即被测避雷器向量在已知的实验避雷器样本向量上的投影越大，通过比较投影大小，就可以确定运行状态和故障类别。

由以上技术方案可知，本申请实施例提供一种基于投影变化的避雷器故障监测方法，包括：提取实验避雷器样本电压和电流的波形特征，得到实验避雷器样本特征向量；提取被测避雷器电压和电流的波形特征，得到被测避雷器特征向量；计算所述被测避雷器特征向量在所述实验避雷器样本特征向量的投影；根据所述投影判断所述被测避雷器的运行状态和故障类别。本申请通过计算被测避雷器与实验避雷器样本向量之间的投影大小判断此时避雷器的运行状态，实时对避雷器运行状态进行监测，且对避雷器运行状态准确快速判断，提高输电线路系统运行的稳定性，降低雷害事故率。

参阅图2，本申请实施例提供了一种基于投影变化的避雷器故障监测装置，包括：

第一提取单元101，用于提取实验避雷器样本电压和电流的波形特征，得到实验避雷器样本特征向量；

第二提取单元102，用于提取被测避雷器电压和电流的波形特征，得到被测避雷器特征向量；

计算单元103，用于计算所述被测避雷器特征向量在所述实验避雷器样本特征向量的投影；

判断单元104，用于根据所述投影判断所述被测避雷器的运行状态和故障类别。

进一步地，所述第一提取单元101包括：

第一采集单元，用于采集正常运行状态避雷器和不同故障类别避雷器的电压和电流；

第一提取子单元，用于通过小波变换提取所述电压和电流的波形特征。

进一步地，所述第二提取单元102包括：

第二采集单元，用于采集所述被测避雷器的电压和电流；

第二提取子单元，用于通过小波变换提取所述电压和电流的波形特征。

进一步地，所述判断单元104包括：

比较单元，用于比较所述投影的大小；

选取单元，用于选取投影最大值对应的实验避雷器样本运行状态和故障类别为所述被测避雷器的运行状态和故障类别。

由以上技术方案可知，本申请实施例提供一种基于投影变化的避雷器故障监测方法及装置，所述方法包括：提取实验避雷器样本电压和电流的波形特征，得到实验避雷器样本特征向量；提取被测避雷器电压和电流的波形特征，得到被测避雷器特征向量；计算所述被测避雷器特征向量在所述实验避雷器样本特征向量的投影；根据所述投影判断所述被测避雷器的运行状态和故障类别。本申请通过计算被测避雷器与实验避雷器样本向量之间的投影大小判断此时避雷器的运行状态，实时对避雷器运行状态进行监测，准确快速判断避雷器运行状态，提高输电线路系统运行的稳定性，降低雷害事故率。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。