[發(fā)明專利]一種母線接頭高阻連接故障診斷方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110717802.4
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113281682B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張榮標(biāo);董建航;張業(yè)成
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: G01R31/66
• 分類號: G01R31/66;G06F30/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開一種輸變電系統(tǒng)中母線接頭高阻連接故障診斷方法，采集母線各支線上每個母線接頭表面溫度和環(huán)境溫度，聚類分析得到異常節(jié)點(diǎn)和正常工作節(jié)點(diǎn)；將母線接頭平均接觸電阻，各支線上正常工作節(jié)點(diǎn)平均表面溫度和平均環(huán)境溫度作為訓(xùn)練好的最小二乘支持向量機(jī)模型Ⅰ的輸入，輸出各支線上的母線接頭工作電流；將每個異常節(jié)點(diǎn)的母線接頭表面溫度、環(huán)境溫度、此異常節(jié)點(diǎn)的工作電流輸入訓(xùn)練好的最小二乘支持向量機(jī)模型Ⅱ中，輸出此異常節(jié)點(diǎn)的接觸電阻；將每個異常節(jié)點(diǎn)的接觸電阻與接觸電阻閾值進(jìn)行比較，如果超過接觸電阻閾值，則該異常節(jié)點(diǎn)為故障節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)在無電流參數(shù)情況下對母線接頭進(jìn)行故障診斷，解決單獨(dú)測量溫度信號無法提前預(yù)警的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電氣設(shè)備故障診斷領(lǐng)域，特別是針對輸變電系統(tǒng)中母線接頭的高阻連接故障診斷。

背景技術(shù)

母線接頭作為輸變電系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一，高阻連接故障是母線接頭主要故障之一，大部分是由于長期溫升過高發(fā)熱，導(dǎo)致絕緣材料老化、接觸電阻變大而引起火災(zāi)事故。母線接頭處的溫升主要是由電流熱效應(yīng)產(chǎn)生的，所以故障情況下接觸電阻的增大是母線接頭出現(xiàn)異常溫升最主要的原因。

中國發(fā)明專利申請?zhí)枮?01210289448.0的文獻(xiàn)公開的一種氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線接頭過熱故障診斷方法和系統(tǒng)、以及中國發(fā)明專利申請?zhí)枮?01210289036.7的文獻(xiàn)公開的氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線接頭過熱故障檢測與判別方法等，只對母線接頭溫度進(jìn)行測量做出診斷和報(bào)警，只有在溫度達(dá)到超溫限才會作出反應(yīng)，無法提前預(yù)警，故障判斷存在滯后性。由于母線接頭內(nèi)溫升主要是由接觸電阻在電流的熱效應(yīng)下產(chǎn)生的，所以監(jiān)測接觸電阻的變化可以在溫度超限前檢測到故障。但是對接觸電阻的監(jiān)測很難在不改變母線原有結(jié)構(gòu)的情況下實(shí)現(xiàn)，所以目前大多是基于母線接頭的溫度信號和電流信號對母線接頭運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和故障診斷，例如中國發(fā)明專利申請?zhí)枮?01810488399.0的文獻(xiàn)公開的一種母線槽遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)，需要對母線接頭的電流信號進(jìn)行采集，但是電流信號的采集同樣比較困難，封閉的母線接頭結(jié)構(gòu)無法安裝電流互感器，而電流信號的無接觸測量在多節(jié)點(diǎn)監(jiān)測情況下成本較高，實(shí)用性差。隨著傳感器網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增大，大量實(shí)時到達(dá)的數(shù)據(jù)在處理和診斷過程中給系統(tǒng)的運(yùn)算資源帶來了極大的挑戰(zhàn)，許多正常工作的節(jié)點(diǎn)占用著計(jì)算資源，造成了不必要的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有母線接頭故障診斷存在的問題，提供一種優(yōu)化的母線接頭高阻連接故障診斷方法，實(shí)時準(zhǔn)確地提前預(yù)警故障。

為實(shí)現(xiàn)上述診斷方法的目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是按以下步驟：

步驟A：采集母線各支線上每個母線接頭表面溫度和環(huán)境溫度，對所有母線接頭表面溫度和環(huán)境溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析，得到異常節(jié)點(diǎn)和正常工作節(jié)點(diǎn)；

步驟B：計(jì)算出母線接頭平均接觸電阻分別求取各支線上正常工作節(jié)點(diǎn)的平均表面溫度和平均環(huán)境溫度

步驟C：將所述的母線接頭平均接觸電阻各支線上正常工作節(jié)點(diǎn)的平均表面溫度和平均環(huán)境溫度作為訓(xùn)練好的最小二乘支持向量機(jī)模型Ⅰ的輸入，最小二乘支持向量機(jī)模型Ⅰ輸出各支線上的母線接頭工作電流I₂、I₄…I_2K、I_2K+1，K是支線數(shù)量；

步驟D：根據(jù)各支線上的母線接頭工作電流I₂、I₄…I_2K、I_2K+1計(jì)算出總線上的母線接頭工作電流I₁、I₃…I_2K-1，I₁為總線初始電流；

步驟E：將每個異常節(jié)點(diǎn)的母線接頭表面溫度、環(huán)境溫度、此異常節(jié)點(diǎn)的工作電流輸入訓(xùn)練好的最小二乘支持向量機(jī)模型Ⅱ中，最小二乘支持向量機(jī)模型Ⅱ輸出此異常節(jié)點(diǎn)的接觸電阻；

步驟F：將每個異常節(jié)點(diǎn)的接觸電阻與接觸電阻閾值進(jìn)行比較，如果超過接觸電阻閾值，則該異常節(jié)點(diǎn)為故障節(jié)點(diǎn)。