[发明专利]一种电力设备载流故障在线诊断预警方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力设备载流故障在线诊断预警方法。

背景技术

电网运行过程中需要大量电力设备相互协调工作才能完成从发电、输电、到配电的整个过程。电力设备是电网的硬件基础，若其发生故障，将危及电网的正常运行。电力设备的故障多种多样，大致可分为内部故障和外部故障两类。内部故障主要是指发生在电力设备壳体或固体绝缘材料内部的电气回路故障和绝缘介质劣化引起的各种故障。外部故障主要是指电路中的连接件、设备外部触点等由于压接不良等原因，导致接触电阻增大，在大电流作用下，产生更多电阻损耗，导致触点局部过热而引发的故障。这类故障发生比例高，局部温升明显，情况恶化快，如不及时处理，容易导致恶性事故。

目前电力设备载流故障的诊断和预警已取得一些成果，通过测量电力系统现场电气量、温度、气体成分等来判断设备的工作状态。

在公开号为CN201607492U的专利申请文件说明书中描述了一种10KV电力电容器故障预警系统，根据电容器的温升值和电容值发证报警信号，对电容器故障起到预警作用。但是，系统只是对温度做了简单的阈值判断，不具备数据分析能力，容易出现误判和漏判。

在公开号为CN101533060的专利申请文件说明书中描述了一种基于行波电气量测量的电力系统故障预警方法，通过记录电力设备上测量到的行波电气量和监测电力设备是否发生扰动来判断电力设备的工作状态。由于很多场合无法或者不便获得电力设备触点的电气量，此方法的应用领域受到限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种基于主成分分析法的电力设备载流故障在线预警方法。通过分析电力设备中触点温度的变化情况，监测触点的工作状况，及时发现载流故障隐患，不仅能够在线监测触点温度的变化情况，精确定位出现故障或存在隐患的触点，而且能够分析触点的长期工作状况，及时发现处于缓慢升温状态的老化触点，以便用户及时采取措施，防患于未然。

本发明所采用的技术方案是：本发明是一种电力设备载流故障在线诊断预警方法，该方法包括以下步骤：

(1)采集电力设备触点的实时温度，对采集到的电力设备触点实时温度数据进行预处理，剔除无效数据，计算多个时间尺度的温度平均值，并设定温度值的主成分特征值的阀值，所述时间尺度即为某一段时间；

(2)采用主成分分析法对温度数据进行分析，对实时温度进行实时主成分分析，对不同时间尺度的平均温度值进行变尺度主成分分析，监测实时温度和不同时间尺度的平均温度值的主成分特征值的变化；

(3)若监测到的实时温度和不同时间尺度的平均温度值的主成分特征值和所设定的主成分特征值的阀值相比过高，则进行步骤(4)，否则重复步骤(1)和(2)；

(4)提取主成分特征值过高的温度数据，对温度数据进行变化方向的判断，若温度变化为下降，则为正常状态，重复步骤(1)和(2)，若温度变化为上升，则进行步骤(5)；

(5)利用K-means聚类分析法对温度数据进行聚类分析，得到正常触点和异常触点两类集合，异常触点即为存在故障或存在故障隐患的触点，进而进行预警。

在步骤(1)中需要剔除的无效数据包括低于环境温度或者高于温度采集器的温度测量上限的温度数据。

本发明的有益效果是：由于本发明采用主成分分析法(PCA)对实时温度和不同时间尺度的平均温度值分别进行实时主成分分析和变尺度主成分分析，从而去除数据中带有的噪声，且监测出存在故障或可能存在故障的电力设备触点，同时采用K-means聚类算法进行聚类分析，从而确定发生故障或可能存在故障的触点的位置，另外，主成分分析法监测的响应速度较快，在触点温度上升的初期，特征值快速上升，为诊断系统进一步分析和预警提供了足够的时间。同时，基于主成分分析法的电力设备载流故障预警方法算法简单，实时性强，所以，本发明在很大程度上提高了电力系统的可靠性。

附图说明

图1是本发明方法的流程图；

图2是实施例中某电站4号电容柜在2010-08-24的在线温度值记录示意图；

图3是实施例中某电站4号电容柜在2010-08-24的在线温度值的主成分特征值曲线图。

具体实施方式

本发明提供了一种电力设备载流故障在线诊断预警方法，该方法包括以下步骤：