[发明专利]一种基于模糊理论的高压断路器电寿命诊断方法

说明书

技术领域

本发明属于电力设备在线监测与故障诊断技术领域，具体涉及一种基于模糊理论的高压断路器电寿命诊断方法。

背景技术

随着社会与经济快速发展，电力系统在国民经济中的地位日趋重要。随着电压等级的提高与装机容量的增大，用户对供电质量和供电可靠性的要求越来越高，这给电力设备监测与诊断技术提出了更高要求。高压断路器是电力系统中最重要的控制和保护设备，正常情况下能够在规定时间内承载、开断、关合正常和故障电流。高压断路器的可靠运行对电力系统的安全稳定至关重要。

随着电子技术的进步和传感器技术、光纤技术、计算机技术、信息处理等技术的发展，以及故障机理、特征信号提取方法的深入研究，使得在线监测和故障诊断技术逐步进入了实用化阶段。高压断路器故障诊断的任务是根据在设备的在线监测信息，结合已知的结构特性和参数以及环境条件，参考设备的运行历史，确定设备故障的性质、程度、类别和部位，明确故障的征兆、原因以及发展趋势。

目前支持向量机、神经网络等人工智能算法已广泛应用于高压断路器的故障诊断，但是由于这些方法仍存在自身的局限性，实际的诊断准确率与诊断效率仍难以满足现场应用的要求。以基于神经网络的故障诊断方法为例，该方法需要大量的故障样本库供神经网络训练，且神经网络学习收敛速度慢，容易陷入局部极小点，导致诊断效率低，诊断准确性差，难以满足现场应用的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于模糊理论的高压断路器电寿命诊断方法，该方法将模糊理论应用于高压断路器的电寿命诊断中，充分考虑了反映断路器电寿命的开关磨损、时间参数、平均分合闸速度、接触电阻等因素，建立高压断路器电寿命诊断指标体系，并对高压断路器电寿命进行诊断。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于模糊理论的高压断路器电寿命诊断方法，包括以下步骤：步骤一：将开关磨损、时间参数、平均分合闸速度、接触电阻因素列入因素集，作为诊断因素，确定诊断语集，将各因素诊断统一设为：

V={V_i|i=1,2,3,4}={优良(V₁)，一般(V₂)，注意(V₃)，警戒(V₄)}；

步骤二：确定权重集，采用层次分析法来确定各因素权重；步骤三：确定隶属函数及关系矩阵；步骤四：进行模糊算子和评价指标的处理。

进一步，在步骤一中，将开关磨损因素具体分为触头电磨损、累计使用次数、累计使用年数三个因素；将时间参数具体分为三相分闸不同期性和三相和闸不同期性；上述具体因素与平均合闸速度、平均分闸速度、接触电阻一起作为诊断高压断路器电寿命的8个具体因素。

进一步，在步骤三中，将每一个诊断因素信号经模糊化以后分为四级，每个因素对应矩阵的一行，每一组因素对应一个矩阵。

进一步，在步骤三中，根据断路器的N_l-I_c曲线，可求得任意大小开断电流Ic的对应允许开断数N_l，则对应的单次开断的相对电磨损为1／N_l(定义为Q_m)，求得∑Q_m，其电寿命就为f(x)=∑Q_m，∑Q_m为0到1之间的数字，直接作为隶属函数x值。

进一步，在步骤三中，分、合闸同期性应满足下列要求：相间合闸不同期≯5ms；相间分闸不同期≯3ms；同相各断口间合闸不同期≯3ms；同相各断口间分闸不同期≯2ms，建立三相分闸不同期性和三相和闸不同期性的隶属函数。

进一步，在步骤三中，对于平均分闸速度与平均合闸速度，其对断路器状态影响的模糊分布用Gauss分布函数表示为：

f(x)=exp[-(x-ab)2]]]>