[發明專利]一種避雷器運行狀態在線監測及評估方法和系統

有效

• 申請號: 202011116747.5
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112255484B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 董曼玲;呂中賓;王超凡;寇曉適;姚德貴;郭磊;張科;趙賢根;何俊佳;王棟
• 申請（專利權）人: 國網河南省電力公司電力科學研究院;華中科技大學;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R31/52;G01R19/165
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 王萍;肖繼軍

1.一種避雷器運行狀態在線監測及評估方法，其特征在于：

所述方法包括以下步驟：

步驟1：獲取避雷器的在線和歷史運行狀態數據；

步驟2：分析歷史運行狀態數據及其各高次諧波分量在不同絕緣劣化狀態下的大小和增大倍數響應情況，篩選得到避雷器缺陷特征數據參量及其變化規律；

步驟3：開展避雷器老化觀測試驗，進行缺陷類型表象與避雷器缺陷特征數據參量的關聯分析，確定避雷器運行狀態評估指標；

步驟4：基于避雷器運行狀態評估指標，建立避雷器運行狀態評估模型；

步驟5：將歷史運行狀態數據輸入避雷器運行狀態評估模型進行模型訓練，將在線運行狀態數據作為實時輸入量輸入避雷器運行狀態評估模型進行預測，從而實現對避雷器設備運行狀態評估及發展趨勢預測。

2.根據權利要求1所述的一種避雷器運行狀態在線監測及評估方法，其特征在于：

步驟1中，依據目前已安裝投運的避雷器監測設備，獲取避雷器在線和歷史運行狀態數據：泄漏電流全電流和泄漏電流阻性電流。

3.根據權利要求1或2所述的一種避雷器運行狀態在線監測及評估方法，其特征在于：

步驟2所述絕緣劣化狀態分為受潮、污穢和老化。

4.根據權利要求3所述的一種避雷器運行狀態在線監測及評估方法，其特征在于：

步驟3所述缺陷類型表象分為內部缺陷結構變化及電壓梯度、泄漏電流、J-E曲線和C-V曲線的變化。

5.根據權利要求1-4任一所述的一種避雷器運行狀態在線監測及評估方法，其特征在于：

步驟3中，避雷器老化觀測試驗中，使用介電譜測試系統測量試樣的介電性能，從而表征分析內部缺陷；

采用掃描電子顯微鏡觀察微觀結構的變化，所述微觀結構包括整體晶粒晶界的分布、形狀尺寸、局部有無孔洞和熔融現象。

6.根據權利要求1或5所述的一種避雷器運行狀態在線監測及評估方法，其特征在于：

步驟3所述避雷器運行狀態評估指標包括運行狀態數據及其各高次諧波分量的幅值和變化率。

7.根據權利要求1或6所述的一種避雷器運行狀態在線監測及評估方法，其特征在于：

步驟4中，采用遺傳算法或粒子群算法，建立避雷器運行狀態評估模型，具體包括：

步驟4.1：初始化：個體為需求解的目標函數自變量組成的一組解，N個個體組成種群，種群內的個體之間互相獨立；在滿足所求解問題的相關約束條件下，隨機初始化個體取值，使其在優化問題的可行解域內；

步驟4.2：內循環—迭代類切線尋優：計算種群中個體的適應度值，依次對于個體施加微增量；

步驟4.3：判斷是否達到內循環終止條件：對于n+1次迭代，驗證是否在優化問題的可行解域內；若出界，則舍棄第n+1次迭代值，內循環迭代終止，更新種群最優解，若未出界，則重復初始化及內循環迭代；

步驟4.4：判斷是否達到外循環終止條件：當算法迭代達到最大設定的最大代數或者尋優中某一代的最優解在經過規定的N代后，其值保持穩定不變時，外循環終止，算法尋優過程結束，輸出搜索到的最優解及其所對應變量的取值；若未達到，則更新種群個體，進入內循環迭代。

8.根據權利要求1-7任一所述的一種避雷器運行狀態在線監測及評估方法，其特征在于：

所述高次諧波分量是指三次、五次和七次諧波分量。

9.根據權利要求1-8任一所述的一種避雷器運行狀態在線監測及評估方法的避雷器運行狀態在線監測及評估系統，其特征在于：

所述系統包括：

數據獲取模塊，用于獲取避雷器的在線和歷史運行狀態數據；

特征數據參量篩選模塊，用于分析歷史運行狀態數據及其各高次諧波分量在不同絕緣劣化狀態下的大小和增大倍數響應情況，篩選得到避雷器缺陷特征數據參量；

運行狀態評估指標確定模塊，用于開展避雷器老化觀測試驗，進行缺陷類型表象與避雷器缺陷特征數據參量的關聯分析，確定避雷器運行狀態評估指標；

模型建立模塊，用于基于避雷器運行狀態評估指標，建立避雷器運行狀態評估模型；

預測模塊，用于將歷史運行狀態數據輸入避雷器運行狀態評估模型進行模型訓練，將在線運行狀態數據作為實時輸入量輸入避雷器運行狀態評估模型進行預測，從而實現對避雷器設備運行狀態評估及發展趨勢預測。