基于粗糙集理论的电网电容型设备绝缘监测系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于粗糙集理论的电网电容型设备绝缘监测系统，包括有信号变送模块、信号处理模块、数据采集模块、信号传输模块和绝缘预诊断报警模块。本发明能有效地分析和处理传感器采集的表征电网电容型设备绝缘状态的不精确、不一致和不完备数据，能对电网电容型设备绝缘状态提供有效的监测及预警，提高了电网电容型设备的利用率，为电力企业节约了大量的检修费用。
【专利说明】基于粗糙集理论的电网电容型设备绝缘监测系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及电容型设备的绝缘监测系统领域，具体是一种基于粗糙集理论的电网电容型设备绝缘监测系统。
【背景技术】
[0002]随着电力系统向高电压、大容量、互联网发展，对电力系统安全可靠性指标的要求也越来越高，传统预防性试验的局限性也越来越明显，而在线绝缘监测是在不影响设备运行的条件下，对设备状况连续或定时进行的监测，这种监测是自动进行的，它能够对设备进行实时的检查和监测运行中的状态，提高了设备利用率，可为电力企业节约大量检修费用。
[0003]电网电容型设备的绝缘监测需要对大量的数据信号进行快速、准确地分析判断，从而采取相应有效的措施。为了提高绝缘故障诊断的准确性和快速性，目前已经引入了专家系统、人工神经网络、遗传算法和Petri网络等智能算法，这些方法对送至控制中心的准确、完整的信号大都可以取得较为满意的结果，但在不确定、不完备信号等复杂的故障诊断模式下，目前尚无妥善的解决方法。
[0004]而粗糙集理论具有较强的容错能力，它的最大优点是不需要提供求解问题时所需处理数据集合之外的任何先验信息，能有效地分析和处理不精确、不一致等各种不完备数据。可见，开发研制一种基于粗糙集理论的电网电容型设备绝缘监测系统是一项极具现实意义和经济价值的工作。
【发明内容】
[0005]本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种基于粗糙集理论的电网电容型设备绝缘监测系统。
[0006]本发明的技术方案如下:
[0007]一种基于粗糙集理论的电网电容型设备绝缘监测系统，其特征在于:包括有信号变送模块、信号处理模块、数据采集模块、信号传输模块和绝缘预诊断报警模块；所述的信号变送模块包括有微电流传感器和电压互感器，微电流传感器和电压互感器从电网电容型设备上检测出反映该电网电容型设备绝缘状态的三相电压、泄漏电流和介质损耗三种物理量，并将上述三种物理量转换为合适的电信号后传送到所述的信号处理模块；所述的信号处理模块对所述信号变送模块输入的电信号进行预处理后传送到所述的数据采集模块，同时对所述信号变送模块输入的电信号进行滤波和抗浪涌保护；所述的数据采集模块对所述信号处理模块输入的经过预处理的电信号进行采集、A/D转换和记录后传送到所述的信号传输模块；信号传输模块将所述数据采集模块采集到的电信号传送到所述的绝缘预诊断报警模块；绝缘预诊断报警模块对所述信号传输模块输入的数据进行处理，利用粗糙集理论的决策表约简方法进行绝缘故障诊断，向电网电容型设备输出相应的报警控制信号。
[0008]所述的基于粗糙集理论的电网电容型设备绝缘监测系统，其特征在于:所述的绝缘预诊断报警模块包括有上位机和报警继电器，其中上位机接收所述信号传输模块输入的数据，运行绝缘预诊断软件进行分析判断，根据判断结果控制报警继电器开断，向电网电容型设备输出相应的报警控制信号。
[0009]本发明的有益效果:
[0010]本发明能有效地分析和处理传感器采集的表征电网电容型设备绝缘状态的不精确、不一致和不完备数据，能对电网电容型设备绝缘状态提供有效的监测及预警，提高了电网电容型设备的利用率，为电力企业节约了大量的检修费用。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本发明结构原理框图。
[0012]图2为本发明电网电容型设备绝缘故障诊断的粗糙集方法流程图。
【具体实施方式】
[0013]参见图1，一种基于粗糙集理论的电网电容型设备绝缘监测系统，包括有信号变送模块1、信号处理模块2、数据采集模块3、信号传输模块4和绝缘预诊断报警模块5 ;信号变送模块I包括有微电流传感器和电压互感器，微电流传感器和电压互感器从电网电容型设备6上检测出反映该电网电容型设备绝缘状态的三相电压、泄漏电流和介质损耗三种物理量，并将上述三种物理量转换为合适的电信号后传送到信号处理模块2，同时对电信号起着观测和读数的作用；信号处理模块2对信号变送模块I输入的电信号进行预处理后传送到数据采集模块3，同时利用EMC技术对信号变送模块I输入的电信号进行滤波和抗浪涌保护，对信号变送模块I输入的电信号中的干扰信号进行抑制；数据采集模块3对信号处理模块2输入的经过预处理的电信号进行采集、A/D转换和记录后传送到信号传输模块4 ;信号传输模块4将数据采集模块3采集到的电信号通过RS485接口传送到绝缘预诊断报警模块5 ;绝缘预诊断报警模块5对信号传输模块4输入的数据进行处理，利用粗糙集理论的决策表约简方法进行绝缘故障诊断，向电网电容型设备6输出相应的报警控制信号。
[0014]本发明中，绝缘预诊断报警模块5包括有上位机和报警继电器，其中上位机接收信号传输模块4输入的数据，运行绝缘预诊断软件进行分析判断，根据判断结果控制报警继电器开断，向电网电容型设备6输出相应的报警控制信号。
[0015]以下结合附图2对本发明作进一步的说明:
[0016]电网电容型设备绝缘故障诊断的粗糙集方法流程如下:电网电容型设备的绝缘故障诊断可描述成一个模式分类问题，因此很适合用粗糙集理论的决策表方法来处理，具体讲就是把观察或测量到的电网电容型设备的故障征兆作为对故障分类的条件属性，实际存在的故障作为决策属性建立决策表，先利用粗糙集理论强大的约简能力对原始信息进行化简而得到多个与原始信息表等价的约简，然后对约简进一步化简，找到最小约简，并抽取决策规则。针对实际情况下的某电网电容型设备的故障征兆，找到对应的规则，对其进行诊断。实际上，是利用故障信息的冗余性，通过避开遗漏的或错误的信息来处理不完备的故障信息。
[0017]表I给出了征兆集合C列表，表2给出了故障类型及其相应的征兆，根据表2就可以写出电网电容型设备绝缘故障诊断的决策表(见表3)。决策表经过删除多余的条件属性，获得 4 个约简:{C2, C4, C6, C7}，{C2, C3, C4, C5, C7}，{Cl, C2, C4, C6}，{Cl, C2, C3, C4,C5}。这4个约简保持了与原决策表完全相同的分类能力，但所需的条件属性却大大减少，清晰地显示了每个故障的重要特征，具有与原决策表相同的诊断能力。
[0018]从4个约简可提取简化的故障诊断规则，如规则I (Rulel):1f (C2=land C7=l)Then(D=Dl)等。利用这些简化的诊断规则可以很容易地对电网电容型设备的绝缘故障进行诊断。
[0019]在表3中，U表示样本编号，Ci (i=l，2，…)和D分别表示条件属性和决策属性，其中，当条件属性Ci的值为I时表示征兆信息出现或不正常，当条件属性Ci的值为O时表示征兆信息不出现或正常。
[0020]表1征兆集合C列表
【权利要求】
1.一种基于粗糙集理论的电网电容型设备绝缘监测系统，其特征在于:包括有信号变送模块、信号处理模块、数据采集模块、信号传输模块和绝缘预诊断报警模块；所述的信号变送模块包括有微电流传感器和电压互感器，微电流传感器和电压互感器从电网电容型设备上检测出反映该电网电容型设备绝缘状态的三相电压、泄漏电流和介质损耗三种物理量，并将上述三种物理量转换为合适的电信号后传送到所述的信号处理模块；所述的信号处理模块对所述信号变送模块输入的电信号进行预处理后传送到所述的数据采集模块，同时对所述信号变送模块输入的电信号进行滤波和抗浪涌保护；所述的数据采集模块对所述信号处理模块输入的经过预处理的电信号进行采集、A/D转换和记录后传送到所述的信号传输模块；信号传输模块将所述数据采集模块采集到的电信号传送到所述的绝缘预诊断报警模块；绝缘预诊断报警模块对所述信号传输模块输入的数据进行处理，利用粗糙集理论的决策表约简方法进行绝缘故障诊断，向电网电容型设备输出相应的报警控制信号。
2.根据权利要求1所述的基于粗糙集理论的电网电容型设备绝缘监测系统，其特征在于:所述的绝缘预诊断报警模块包括有上位机和报警继电器，其中上位机接收所述信号传输模块输入的数据，运行绝缘预诊断软件进行分析判断，根据判断结果控制报警继电器开断，向电网电容型设备输出相应的报警控制信号。
【文档编号】G01R31/12GK103760456SQ201310752889
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】张克贵, 贺伟 申请人:合肥天海电气技术有限公司