一种电力设备温度故障诊断方法及系统与流程

本发明涉及电力设备温度故障诊断，尤其涉及一种电力设备温度故障诊断方法及系统。

背景技术：

1、变电站中电气设备的正常运行是整个电网安全、稳定和可靠运作的重要保障。电气设备由于长期处于高压，大电流的运行状态，故障发生频繁。有关统计资料表明：尽管电气设备故障有着多种形式，但超过80％的电气设备(如变压器、互感器和断路器)发生故障前普遍存在发热异常现象，这是由于连接松动、接触不良、泄露电流、漏磁等常见的电气设备故障都会导致设备发热，其主要表现为局部区域的温度升高，若无法做到及时地判断故障类型，延误最佳检修时机，会造成设备绝缘能力降低，加速老化等更严重问题，导致更大的经济损失。

2、目前，针对变电站的设备发热故障的检测，主要是采用人工巡检方式，对电力设备定时拍摄红外热成像照片，查看设备温度是否超过最高温度值来判断设备是否故障，但经过电力设备的较高电流和电压也会导致设备发热，为避免误判常规方法是将最高温度值定得较高，这样导致设备温度达到最高值时已造成设备损坏，同时也不能发现在较低电流和电压水平下的异常高温，从而导致很难对电气设备故障做出全面，准确和及时的判别。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明提供了一种电力设备温度故障诊断方法及系统，能够解决背景技术中提到的问题。

4、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

5、第一方面，本发明提供了一种电力设备温度故障诊断方法，包括：

6、获取目标变电站的温度数据以及同一时刻的电流电压监测数据，并对所述目标变电站的温度数据以及同一时刻的电流电压监测数据进行预处理，所述预处理用于剔除非正常状态变电站数据；

7、将剔除非正常状态变电站数据后的温度数据投影到目标变电站中电力设备上，建立不同电力设备温度数据集；

8、预设第一聚类策略以及设备故障评价指标，结合不同电力设备温度数据集确定设备指标偏差项；

9、根据所述设备指标偏差项确定电力设备故障程度和故障位置，并基于所述故障程度进行故障报警。

10、作为本发明所述的电力设备温度故障诊断方法的一种优选方案，其中：所述对所述目标变电站的温度数据以及同一时刻的电流电压监测数据进行预处理包括：

11、通过获取目标变电站使用的热成像仪的心跳报文状态判断对应的热成像仪是否处于正常运行状态；

12、若判断为正常运行状态，则保留该热成像仪的温度数据；

13、若判断为非正常运行状态，则将处于非正常运行状态的温度数据删除；

14、通过电网网络拓扑图对电流电压监测数据进行一致性判断，所述一致性判断包括判断相同电压等级电压是否一致以及判断电流是否满足流入与流出和为零；

15、若一致性判断成立，即相同电压等级电压一致且电流满足流入与流出和为零，则保留该电流电压监测数据；

16、若一致性判断不成立，即存在相同电压等级电压不一致或电流满足流入与流出和不为零，则删除该电流电压监测数据。

17、作为本发明所述的电力设备温度故障诊断方法的一种优选方案，其中：所述将剔除非正常状态变电站数据后的温度数据投影到目标变电站中电力设备上，建立不同电力设备温度数据集包括：

18、建立关于目标变电站的空间直角坐标系，记目标变电站中电力设备任意一点为pi＝{xi,yi,zi}，其中，xi为该点x轴坐标，yi为该点y轴坐标，zi为该点z轴坐标，对应该坐标位置的温度数据为ti，并记该电力设备上存在m个测温点数量，则对应电力设备的温度数据集表示为：

19、

20、其中，i表示第i个测温点；

21、记存在某种电力设备a，则目标变电站中电力设备a的全部数据集表示为：

22、

23、其中，kj表示第j个电力设备a的温度数据集，n表示目标变电站中类型为电力设备a的电力设备的个数。

24、作为本发明所述的电力设备温度故障诊断方法的一种优选方案，其中：所述预设第一聚类策略包括：

25、将同种电压等级的同一种类型电力设备进行统一聚类；

26、按照坐标进行对齐；

27、计算统一聚类后的同种电压等级的同一种类型电力设备之间的设备温度距离系数以及设备相似度系数；

28、根据所述设备温度距离系数以及设备相似度系数完成聚类。

29、作为本发明所述的电力设备温度故障诊断方法的一种优选方案，其中：所述预设第一聚类策略还包括：

30、所述设备温度距离系数lab表示为：

31、

32、其中，a、b分别表示同种电压等级的同一种类型电力设备中第a个电力设备以及第b个电力设备，k表示第a个设备或第b个设备中第k个测温点，m表示电力设备上存在测温点数量，tak表示第a个设备中第k个测温点的温度数据，tbk表示第b个设备中第k个测温点的温度数据；

33、所述设备相似度系数sab表示为：

34、

35、其中，kak表示第a个设备中第k个测温点的温度数据集，kbk表示第b个设备中第k个测温点的温度数据集。

36、作为本发明所述的电力设备温度故障诊断方法的一种优选方案，其中：所述预设第一聚类策略还包括：预设第一温度距离阈值、第二温度距离阈值、第一相似度阈值以及第二相似度阈值，且第一温度距离阈值<第二温度距离阈值，第一相似度阈值<第二相似度阈值。

37、作为本发明所述的电力设备温度故障诊断方法的一种优选方案，其中：所述设备故障评价指标包括：

38、若同种电压等级的同一种类型电力设备中第a个电力设备以及第b个电力设备的设备温度距离系数lab大于第二温度距离阈值，且设备相似度系数sab大于第二相似度阈值，则此时认定第a个电力设备或第b个电力设备存在一个故障，且为第一故障状态；

39、若同种电压等级的同一种类型电力设备中第a个电力设备以及第b个电力设备的设备温度距离系数lab小于第一温度距离阈值，且设备相似度系数sab小于第一相似度阈值，则此时认定第a个电力设备或第b个电力设备存在一个故障，且为第二故障状态；

40、若同种电压等级的同一种类型电力设备中第a个电力设备以及第b个电力设备的设备温度距离系数lab大于第二温度距离阈值，且设备相似度系数sab小于第一相似度阈值，则此时认定第a个电力设备或第b个电力设备存在一个故障，且为第三故障状态；

41、若设备温度距离系数lab以及设备相似度系数sab取值为其他状态，则此时认定第a个电力设备或第b个电力设备均为故障。

42、第二方面，本发明提供了一种电力设备温度故障诊断系统，包括：

43、数据获取模块，用于获取目标变电站的温度数据以及同一时刻的电流电压监测数据，并对所述目标变电站的温度数据以及同一时刻的电流电压监测数据进行预处理，所述预处理用于剔除非正常状态变电站数据；

44、数据集建立模块，用于将剔除非正常状态变电站数据后的温度数据投影到目标变电站中电力设备上，建立不同电力设备温度数据集；

45、偏差项计算模块，用于预设第一聚类策略以及设备故障评价指标，结合不同电力设备温度数据集确定设备指标偏差项；

46、报警模块，用于根据所述设备指标偏差项确定电力设备故障程度和故障位置，并基于所述故障程度进行故障报警。

47、第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的方法的步骤。

48、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。

49、与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明提出一种电力设备温度故障诊断方法及系统，获取目标变电站的温度数据以及同一时刻的电流电压监测数据，并对所述目标变电站的温度数据以及同一时刻的电流电压监测数据进行预处理，所述预处理用于剔除非正常状态变电站数据；将剔除非正常状态变电站数据后的温度数据投影到目标变电站中电力设备上，建立不同电力设备温度数据集；预设第一聚类策略以及设备故障评价指标，结合不同电力设备温度数据集确定设备指标偏差项；根据所述设备指标偏差项确定电力设备故障程度和故障位置，并基于所述故障程度进行故障报警。能够更准确地识别电力设备的发热异常，提高故障诊断的及时性和准确性，有效避免因设备发热导致的设备损坏和经济损失。同时，通过动态调整的温度阈值，能够适应不同电流电压条件下的设备状态，提高故障检测的全面性。