[发明专利]一种基于MOSVR与箱形图分析的GIS设备故障检测与定位方法

说明书

本发明公开了一种基于MOSVR与箱形图分析的GIS设备故障检测与定位方法，涉及电气设备状态监测及故障检测技术领域；其包括采集GIS设备的振动信号，计算振动信号的基波分量占总频率分量的百分比并获得其振动特征，结合多输出支持向量回归模型融合GIS设备多测点的振动特征并搭建其振动特征估计器，通过振动特征估计值与实际测量值之间残差的相对值来计算GIS设备的实时检测指标，通过指数移动加权平均算法处理实时检测指标并实时计算自适应阈值；其通过采集GIS设备的振动信号、获得振动特征、搭建振动特征估计器、计算实时检测指标及自适应阈值等，实现GIS设备故障检测。

技术领域

本发明涉及电气设备状态监测及故障检测技术领域，尤其涉及一种基于MOSVR与箱形图分析的GIS设备故障检测与定位方法。

背景技术

目前，GIS设备占地面积小、运行可靠性高、受外界影响小、干净清洁等诸多优点，其装机容量逐年上升，已得到广泛的认可。但是，受外界因素以及其它自然、人为因素的影响，GIS设备异常运行事故时有发生。一方面，GIS设备内部充有六氟化硫气体，进行维修需要事先排除气体，这使得维修过程相对复杂，维修周期长。另一方面，GIS设备结构复杂，设备运行异常因素不易确定，盲目的检修不利于设备的安全经济运行。

目前，针对GIS设备的内部故障检测方法主要包括检测设备超高频信号[1]、超声波信号[2]、金属外壳振动信号以及气体分解产物[3]等：

(1)GIS设备内部出现类似局部放电类的绝缘故障会产生电磁波、机械波信号以及不同的气体分解产物。通过不同设备采集此类信号，分析信号的不同特征即可实现GIS设备绝缘故障的检测。

(2)与变压器设备类似，正常运行状态下GIS设备金属会产生基频为100Hz的振动，当发生机械故障时，故障频率集中于低频段0Hz～2KHz，当设备发生绝缘故障时，故障频率集中于高频段2KHz～20KHz[4]。另外，振动信号采集结构简单不会对设备造成影响。

但是现存GIS设备内部故障检测方法均存在一定的不足：

(1)现存的GIS故障检测方法大都集中于内部绝缘放电故障，对常见的机械故障研究较少。

(2)虽然利用振动检测法可以兼顾绝缘故障和机械故障的检测，但针对GIS设备金属外壳多测点振动信息的融合问题没有得到有效解决。

(3)由于GIS外壳振动信号易受负载电流的影响，目前不存在如何选择振动信号不受负载电流影响的故障检测特征的方案。

(4)现有方法尚不能够在故障产生初期感知故障，也无法准确定位故障位置。

引用的技术文件：

[1]黄凤萍,刘开贵.超高频在线监测技术在GIS局部放电检测中的应用[J].南方电网技术,2013,7(3):76-80。

[2]周电波,丁登伟,盖世诚,等.基于超声波诊断的GlS设备异常分析方法[J].中国电力,2018,51(4):53-60。

[3]齐波,李成榕,骆立实,等.GIS中局部放电与气体分解产物关系的试验[J].高电压技术,2010,36(4):957-963。

[4]李凯,许洪华,陈冰冰,等.GIS振动机理及固有频率研究[J].电测与仪表,2017,54(3):14-18。

现有技术问题及思考：

如何解决融合GIS多测点振动特征实现设备故障检测与故障定位的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于MOSVR与箱形图分析的GIS设备故障检测与定位方法，其通过采集GIS设备的振动信号、获得振动特征、搭建振动特征估计器、计算实时检测指标及自适应阈值等，实现GIS设备故障检测。