一种变电站二次回路在线状态监视和异常诊断方法与流程

本发明涉及变电站二次回路领域，具体涉及变电站二次回路在线状态监视和异常诊断方法。

背景技术：

1、目前变电站二次回路的运行状态都缺乏有效的监视方法，二次元件与回路运行状态成为盲区。二次回路出现异常，一般都是回路中的接点异常导致，包括接点损坏、接点受潮、行程开关不到位、接线松动等等。目前，现场出现二次回路缺陷时，二次检修人员到现场通用做法是通过测量回路接点电位进行检查，并且需要逐段逐个进行排查，耗时耗力效率低下。

2、针对这一问题，现在有部分文献和专利提出了一些智能化改进方法，例如运用智能设备的链路层，采用基于光纤通讯的数字传输，将回路变为goose报文形式进行监视，但这种方法依靠庞大的通信量，且智能设备和变电站的智能化需要耗费大量成本，不利于传统变电站的改造；还有文章提出可以通过扰动检测模块检测信号扰动，再根据扰动结果判断二次回路中是否发生故障，但这种方法很难精准判定具体哪里出现故障，只能知道在哪个相中检测到扰动，不利于快速维护和处理。

技术实现思路

1、本发明目的是提供一种变电站二次回路的监视方法，不仅能够及时判断二次回路中故障的具体位置，而且不需要对原有变电站进行过度改造。

2、本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

3、一种变电站二次回路在线状态监视和异常诊断方法，包括步骤：

4、建立图纸数据库，按照设备区进行知识抽取，形成知识图谱，所述知识图谱中每个实体对应一个接点中的一个触头；

5、将回路中的接点两侧触头分别作为电容的一极，另一极接地，电容处设置霍尔传感器；

6、根据接点触头电位信息及磁场变化情况来判断接点状态，最终形成接点状态数据集；

7、根据正常运行状态确定局部离群因子lof参考数据集，当接点发生变位时，计算该接点的局部离群因子lof实时值，计算得到局部离群因子增量并形成局部离群因子增量数据集，局部离群因子增量数据集中最大值对应的接点就是异常接点，该接点所在支路就是故障支路。

8、优选的，接点状态的判断方式为：如果两侧触头有电位且一致，接点为导通状态；两侧有电位但不一致，接点为断开状态；两侧无电位也无磁场，处于中间状态，进入接点自检模式，所述自检模式通过单独的自检电源检测，如果两侧都有电位或者磁场变化那么接点为导通状态，如果只有一侧点位或者磁场变化那么接点为断开状态。

9、优选的，根据变电站设备间隔，在每个间隔分别建立接点状态数据集。

10、优选的，异常接点的判定步骤包括：

11、根据一次开关状态及节点正常状态信息，对需要监测的各接点状态信息进行排序，计算每个接点的局部离群因子数值，形成间隔局部离群因子参考数据集；

12、当某个间隔内的触头磁场发生变化时，启动该间隔所有触头电位进行测量并录波，当某个触头电位有过零点时，对该间隔所有接点的实际位置和电位进行收集并录波，电位稳定后，重新进行接点通断状态检测，形成新的接点状态数据集并对局部离群因子样本数据集进行计算赋值；

13、新的接点状态数据集形成后，对应形成新的间隔局部离群因子数据样本集，计算每个接点的局部离群因子增量δ，并生成间隔局部离群因子增量数据集；

14、局部离群因子增量最大值δdi对应的接点就是异常接点，该接点所在支路就是故障支路。

15、优选的，局部离群因子增量δ的计算过程为：

16、新的间隔局部离群因子数据样本集中每个接点的局部离群因子计算值记为lof(di)′,再计算每个接点的局部离群因子增量其中，lof(di)是间隔局部离群因子参考数据集中的接点局部离群因子参考值。

17、优选的，局部离群因子的计算步骤为：

18、对于每一个接点数据，计算该接点与其它接点的曼哈顿距离；

19、计算k距离k_dist(di)，所述k距离为：将接点di到其他接点的距离按从小到大排序，接点到第k个接点的距离；

20、找到接点di的k距离邻域nk(di)，所述nk(di)为到接点di的距离小于k_dist(di)的接点集合；

21、计算第k可达距离reach_distk(dr,di)，即接点di的k距离和接点di到接点dr之间距离的最大值，

22、reach_distk(dr,di)＝max{k_dist(di),dist(dr,di)}

23、其中，dr为除di外的其他接点；

24、计算局部可达密度irdk(di)，接点di的k距离邻域内的所有接点到接点di的平均可达距离的倒数：

25、

26、计算局部离群因子lof(di)，即接点di的k距离邻域中所有点的局部可达密度与接点di的局部可达密度之比的平均数：

27、

28、优选的，dr∈{di-1,di+1}，di-1、di+1分别为di前、后的两个接点。

29、优选的，图纸数据库的信息包括接点首段端子排名称、接点信息、节点末端端子排名称、电缆首端端子排名称、电缆信息、电缆末端端子排名称，将信息分为接点和电缆两种类型，构成信息组<接点首端端子排名称，接点信息，接点末端端子排名称>和<电缆首端端子排名称，电缆信息，电缆末端端子排名称>。

30、优选的，接点信息包括节点名称、首末端线帽号、接点回路传输信息。所述电缆信息包括电缆名称、电缆线帽号、电缆回路传输信息。

31、本发明的优点在于：

32、建立的知识图谱可以将二次回路逐条展示，并利用采集的电压进行端子排电压信息显示，在知识图谱的组建过程中，将短接线及二次电缆线芯也视为接点也融入其中，这样可以监视二次接线松动情况，为二次设备消缺提供更加全面的信息。

33、利用知识图谱进行二次回路在线状态监视，并运用改进局部离群因子算法对二次回路异常接点及故障回路进行异常诊断的技术方法，提高了二次检修人员的消缺效率，同时推进二次回路与全环节实时数据在数字虚拟空间的融合统一、动态分析，建成状态可知、业务可视、问题可查的“二次回路数字空间”，全面提升在更大空间、更大时间范围内精准掌握和预测二次回路运行状态的能力。

技术特征：

1.一种变电站二次回路在线状态监视和异常诊断方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述变电站二次回路在线状态监视和异常诊断方法，其特征在于，所述接点状态的判断方式为：如果两侧触头有电位且一致，接点为导通状态；两侧有电位但不一致，接点为断开状态；两侧无电位也无磁场，处于中间状态，进入接点自检模式，所述自检模式通过单独的自检电源检测，如果两侧都有电位或者磁场变化那么接点为导通状态，如果只有一侧点位或者磁场变化那么接点为断开状态。

3.根据权利要求1所述变电站二次回路在线状态监视和异常诊断方法，其特征在于，根据变电站设备间隔，在每个间隔分别建立接点状态数据集。

4.根据权利要求3所述变电站二次回路在线状态监视和异常诊断方法，其特征在于，所述异常接点的判定步骤包括：

5.根据权利要求4所述变电站二次回路在线状态监视和异常诊断方法，其特征在于，所述局部离群因子增量δ的计算过程为：

6.根据权利要求4所述变电站二次回路在线状态监视和异常诊断方法，其特征在于，所述局部离群因子的计算步骤为：

7.根据权利要求6所述变电站二次回路在线状态监视和异常诊断方法，其特征在于，所述dr∈{di-1,di+1}，di-1、di+1分别为di前、后的两个接点。

8.根据权利要求1所述变电站二次回路在线状态监视和异常诊断方法，其特征在于，所述图纸数据库的信息包括接点首段端子排名称、接点信息、节点末端端子排名称、电缆首端端子排名称、电缆信息、电缆末端端子排名称，将信息分为接点和电缆两种类型，构成信息组<接点首端端子排名称，接点信息，接点末端端子排名称>和<电缆首端端子排名称，电缆信息，电缆末端端子排名称>。

9.根据权利要求8所述变电站二次回路在线状态监视和异常诊断方法，其特征在于，所述接点信息包括节点名称、首末端线帽号、接点回路传输信息。所述电缆信息包括电缆名称、电缆线帽号、电缆回路传输信息。

技术总结
本发明公开了一种变电站二次回路在线状态监视和异常诊断方法，通过建立知识图谱对应接点信息，根据接点触头电位信息及磁场变化情况来判断接点状态，当接点发生变位时，计算局部离群因子增量，从而找到异常接点和故障支路。运用改进局部离群因子算法对二次回路异常接点及故障回路进行异常诊断的技术方法能够提高二次检修人员的消缺效率，还能在更大空间、更大时间范围内精准掌握和预测二次回路运行状态的能力。

技术研发人员：辛岩,徐立千,张小虎,张兆斌,高林,徐继昭,王炎,刘华斌,赵卫斌,尤一帆
受保护的技术使用者：国网山东省电力公司德州供电公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15