一种变电站内高压断路器运行状态的预警方法与流程

本发明具体涉及一种变电站内高压断路器运行状态的预警方法，属于电气设备监测。

背景技术：

1、变电站是电力系统的枢纽，高压断路器是变电站的重要设备，在变电站正常运行时用于接通和切断负荷电流，在变电站故障时用于切除故障电流。高压断路器数量巨大，承受电压高，一旦高压断路器的运行状态发生问题将引起自身故障进而造成电网停电等重大事故发生，如某一220kv变电所中的一个sw4-220型少油断路器，小雨时发生污秽闪络，造成该变电所全部停电。因此，对高压断路器的运行状态进行预警就显得十分重要，现有技术中对高压断路器运行状态的判预警主要通过单一参数的在线监测，即监测高压断路器的某一参数看该参数是否正常。但高压断路器是一个包含众多部件的系统，某种参量可能对某一类故障的判断具有优势(如振动信号分析断路器机械故障)，难以对不同类型的断路器潜伏性故障都具有优势(如振动信号对分析漏电故障帮助不大)，因此现有技术关于高压断路器运行状态的状态预警准确率不够。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：如何对高压断路器运行状态进行准确的预警。

2、本发明所提出的技术方案是：一种变电站内高压断路器运行状态的预警方法，在所述高压断路器的a相、b相和c相立柱上分别设置电场强度测量传感器和气敏传感器；在所述高压断路器旁设置摄像头，并执行以下步骤：

3、步骤1：设置所述电场强度测量传感器、气敏传感器、摄像头的采集频率将所述电场强度测量传感器按照所述采集频率采集的所述高压断路器的a相、b相和c相上的单相电场强度数据收集起来形成a相电场强度数据集合ea、b相电场强度数据集合eb和c相电场强度数据集合ec；将所述气敏传感器按照采集频率采集的所述高压断路器上的气体浓度数据收集起来形成气体浓度数据集合ic；将所述a相电场强度数据集合ea、b相电场强度数据集合eb、c相电场强度数据集合ec和气体浓度数据集合ic中的数据收集起来形成结构化数据集合ijg；将所述摄像头按照采集频率采集的非结构数据收集起来形成断路器非结构数据集合ifjg，所述非结构数据是所述摄像头拍摄出的图片中提取出的数据；将从变电站后台采集的半结构数据收集起来形成断路器半结构数据集合ibjg，所述半结构数据是从所述变电站后台采集到的历史信息中提取的数据，所述历史信息包括断路器基本信息和运维检修记录信息；

4、步骤2：设定每次对高压断路器进行运行状态预警的时间周期t，所述时间周期是所述电场强度测量传感器、气敏传感器和摄像头连续进行n次采样时间的累计，n>0且n是自然数；

5、步骤3：通过下式(1)得到所述高压断路器在所述时间周期t内的结构化特征ω1，

6、

7、式(1)中，i＝a、b或c；ei(t)是所述ijg中ei在所述时间周期t内第t次采样时的单相电场强度数据；是电场强度的状态阈值；ic(t)是所述ijg中ic在所述时间周期t内第t次采样时的气体浓度数据；ithreshold_1是气体浓度的状态阈值；

8、步骤4：通过下式(2)计算得到所述高压断路器在所述时间周期t内的非结构化特征ω2，

9、

10、式(2)中，ifjg(t)是所述ifjg在所述时间周期t内第t次采用时的非结构数据；

11、步骤5：通过下式(3)计算得到所述高压断路器在所述时间周期t内的半结构化特征ω3，

12、

13、式(3)中，ibjg(t)是所述ibjg在所述时间周期t内第t次采用时的半结构数据；

14、步骤6：通过下式(4)计算得到所述高压断路器的状态预警特征ωyj，所述状态预警特征ωyj是由所述结构化特征ω1、非结构化特征ω2和半结构化特征ω3的累加组成；

15、ωyj＝ω1+ω2+ω3  (4)，

16、当状态预警特征ωyj大于等于1时，即可认为所述高压断路器出现运行状态问题，快要达到运行状态极限，此时发出运行状态警报；若状态预警特征ωyj小于1，则认为所述高压断路器的运行状态正常。

17、进一步，所述步骤1中非结构数据的提取过程如下：

18、所述摄像头按照所述采集频率拍照，拍照完成后，所述摄像头自动识别照片中的信息，若摄像头判断照片中所述高压断路器出现了一次污闪，则所述摄像头自动将本次采集图片的非结构数据取为0.5；若摄像头判断照片中所述高压断路器出现了一次疑似污闪则所述摄像头自动将本次采集图片的非结构数据取为0.2；若摄像头判断照片中所述高压断路器正常则所述摄像头自动将本次采集图片的非结构数据取为0。

19、进一步，所述步骤1中半结构数据的提取过程如下：

20、从所述变电站后台采集历史信息，采集完成后，对所有的历史信息进行识别，若识别的历史信息中出现了高压断路器缺陷信息，则自动将本次采集的历史信息的半结构数据取为1；若识别的历史信息中出现了其他缺陷信息，则自动将本次采集的历史信息的半结构数据取为0.2；若识别的历史信息中出现了高压断路器缺陷信息或其他缺陷信息的同时也出现了超期未检修信息，则自动将本次采集的历史信息的半结构数据在上述数据基础上增加0.1；若识别的历史信息中出现了高压断路器缺陷信息或其他缺陷信息的同时也出现了半年内进行过检修信息，则自动将本次采集的历史信息的半结构数据在上述数据基础上减少0.2。

21、本发明的有益效果是：由于本发明对高压断路器的运行状态采用了结构数据(每相的电场强度数据和气体浓度数据)、非结构数据(摄像头拍摄的图片提取出的数据)和半结构数据(从后台中采集的历史信息提取出的数据)的融合判断，使得高压断路器进行运行状态判断的过程更加全面且使得运行状态判断的结果更加准确。

技术特征：

1.一种变电站内高压断路器运行状态的预警方法，其特征在于：在所述高压断路器的a相、b相和c相立柱上分别设置电场强度测量传感器和气敏传感器；在所述高压断路器旁设置摄像头，并执行以下步骤：

2.根据权利要求1所述的变电站内高压断路器运行状态的预警方法，其特征在于：所述步骤1中非结构数据的提取过程如下：

3.根据权利要求1所述的变电站内高压断路器运行状态的预警方法，其特征在于：所述步骤1中半结构数据的提取过程如下：

技术总结
本发明一种变电站内高压断路器运行状态的预警方法，在高压断路器的A相、B相和C相立柱上分别设置电场强度测量传感器和气敏传感器；在高压断路器旁设置摄像头，并执行以下步骤：先设置各种传感器和摄像头的采集频率并将采集的数据收集起来形成集合，然后设置进行运行状态预警的时间周期并计算出时间周期内高压断路器的结构特征、非结构特征和半结构特征，最后通过累加结构特征、非结构特征和半结构特征得到高压断路器的状态预警特征，通过状态预警特征对高压断路器的运行状态进行预警；由于本发明对高压断路器的运行状态采用了结构数据、非结构数据和半结构数据的融合判断，使得高压断路器进行运行状态判断的过程更加全面且结果更加准确。

技术研发人员：陈昊,耿亚明,李国锋,纪洁,刘怀宇,肖迈,肖耀,徐胜蓝,陈旖旎,许自强,徐伟伦
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司南京供电分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15