CN117110587B - 一种油中溶解气体在线监测异常告警方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种油中溶解气体在线监测异常告警方法及系统，涉及装置监测技术领域。该方法基于对在线监测数据的分析处理，针对不同情况，会分别触发在线监测装置处于离线状态的告警、存在无效数据的告警、在线监测装置非正常上传的告警以及装置计算错误的告警。该方法能够克服现有技术中由于油中溶解气体在线监测装置异常导致的油中溶解气体在线监测频繁误报警，避免降低对主设备运行状态的感知能力。

Description

一种油中溶解气体在线监测异常告警方法及系统

技术领域

本发明涉及装置监测技术领域，具体而言，涉及一种油中溶解气体在线监测异常告警方法及系统。

背景技术

油中溶解气体在线监测是一种十分有效的检测油浸式电力变压器和高压电抗器运行状态的技术手段。该技术通过监测电力变压器或高压电抗器油中甲烷（CH₄）、乙炔（C₂H₂）、乙烯（C₂H₄）、乙烷（C₂H₆）、氢气（H₂）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO₂）气体浓度来分析判断电力变压器或高压电抗器内部是否存在发热或放电缺陷，帮助设备运维人员提前采取针对性运维检修措施，避免设备故障停运。通常采用定期或必要时取油送入实验室进行离线油中溶解气体检测，该方法准确性相对较高，但实时性不足，而目前油中溶解气体在线监测装置的监测周期可以缩短至2个小时，具有较高的实时性。

但是，相比于取油开展离线油中溶解气体检测，油中溶解气体在线监测技术受限于监测装置工艺质量参差不齐等实际问题，经常出现数据虚假上传、数据跳变等异常问题。如对该类问题不进行甄别，会导致油中溶解气体分析结果频繁误报，降低对主设备的运行状态感知能力。因此，急需针对处在异常工作状态的油中溶解气体在线监测装置提出一种有效的告警方法及系统。

发明内容

本发明的目的包括提供了一种油中溶解气体在线监测异常告警方法及系统，以克服现有技术中由于油中溶解气体在线监测装置异常导致的油中溶解气体在线监测频繁误报警，降低对主设备运行状态的感知能力。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种油中溶解气体在线监测异常告警方法，方法包括：

定时获取在线监测数据；

形成在线监测数据集D_o以及待处理数据集D_p；

在D_o和D_p均为空集且被监测主设备处于在运状态的情况下，触发在线监测装置处于离线状态的告警；

在D_p不为空集且D_p中有气体的浓度为空值的情况下，触发存在无效数据的告警；

在D_p不为空集、D_p中没有气体的浓度为空值且D_p中有气体的浓度小于0µL/L或大于9999µL/L的情况下，触发存在无效数据的告警；

在D_p不为空集、D_p中没有气体的浓度为空值、D_p中没有气体的浓度小于0µL/L或大于9999µL/L且甲烷、乙烯、乙烷、氢气、一氧化碳以及二氧化碳的浓度均为0，触发存在无效数据的告警；

将未触发无效数据告警的数据形成数据集D_a，其中，D_a属于D_p；

在D_a不为空集的情况下，合并D_a和D_o形成D_ao；

在D_ao中存在连续n条监测数据中的气体浓度均无变化，触发在线监测装置非正常上传的告警，其中，n≥3；

在D_ao中不存在连续n条监测数据中的气体浓度均无变化的情况下，去除D_a中重复的n-1条数据，保留重复的n条数据中监测时间t最早的数据，形成数据集D_b；

在D_b不为空集且D_b中有数据满足|CH₄+C₂H₂+C₂H₄+C₂H₆-THC|>0.1的情况下，触发装置计算错误的告警。

在可选的实施方式中，形成在线监测数据集D_o以及待处理数据集D_p的步骤包括：

取当前时间t₀距离监测时间t不超过3小时的数据，记为数据集D_n；

匹配同一ID，并取同一ID下已处理录入、且当前时间t₀距离监测时间t不超过48小时的数据，记为在线监测数据集D_o；

当监测数据d满足d∈D_n且d不属于D_o，则将监测数据d计入待处理数据，形成待处理数据集D_p。

在可选的实施方式中，浓度无变化的气体包括甲烷、乙炔、乙烯、乙烷、氢气、一氧化碳以及二氧化碳。

在可选的实施方式中，方法还包括：

在D_b不为空集且D_b中没有数据满足|CH₄+C₂H₂+C₂H₄+C₂H₆-THC|>0.1的情况下，将D_b中的每条数据标记为已处理的在线监测数据。

在可选的实施方式中，每条所述在线监测数据至少包含在线监测装置、监测时间、甲烷气体浓度、乙炔气体浓度、乙烯气体浓度、乙烷气体浓度、氢气气体浓度、一氧化碳气体浓度、二氧化碳以及总烃浓度。

在可选的实施方式中，定时获取在线监测数据的步骤包括：

编写接口程序定时获取每台电力变压器或高压电抗器的油中溶解气体的未处理的在线监测数据，还获取被监测主设备及在线监测装置的台账数据，台账数据中包括已处理的在线监测数据。

在可选的实施方式中，定时取值触发间隔为2小时。

第二方面，本发明提供一种油中溶解气体在线监测异常告警系统，所述系统包括：

数据采集模块，用于定时获取在线监测数据；

控制器，用于形成在线监测数据集D_o以及待处理数据集D_p；在D_o和D_p均为空集且被监测主设备处于在运状态的情况下，触发在线监测装置处于离线状态的告警；在D_p不为空集且D_p中有气体的浓度为空值的情况下，触发存在无效数据的告警；在D_p不为空集、D_p中没有气体的浓度为空值且D_p中有气体的浓度小于0µL/L或大于9999µL/L的情况下，触发存在无效数据的告警；在D_p不为空集、D_p中没有气体的浓度为空值、D_p中没有气体的浓度小于0µL/L或大于9999µL/L且甲烷、乙烯、乙烷、氢气、一氧化碳以及二氧化碳的浓度均为0，触发存在无效数据的告警；将未触发无效数据告警的数据形成数据集D_a，其中，D_a属于D_p；在D_a不为空集的情况下，合并D_a和D_o形成D_ao；在D_ao中存在连续n条监测数据中的气体浓度均无变化，触发在线监测装置非正常上传的告警，其中，n≥3；在D_ao中不存在连续n条监测数据中的气体浓度均无变化的情况下，去除D_a中重复的n-1条数据，保留重复的n条数据中监测时间t最早的数据，形成数据集D_b；在D_b不为空集且D_b中有数据满足|CH₄+C₂H₂+C₂H₄+C₂H₆-THC|>0.1µL/L的情况下，触发装置计算错误的告警。

本发明实施例提供的油中溶解气体在线监测异常告警方法及系统的有益效果包括：

能够通过准实时分析油中溶解气体在线监测数据特征，辨识油中溶解气体在线监测装置离线状态数据特征、无效数据特征、装置非正常上传特征、装置计算错误特征，从而实现油中溶解气体在线监测装置异常告警，并提取出有效数据，克服现有技术中由于油中溶解气体在线监测装置异常导致的油中溶解气体在线监测频繁误报警问题，并提出了针对油中溶解气体在线监测装置异常的辨识策略，有利于加强运维人员对油中溶解气体在线监测装置的运维管理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的油中溶解气体在线监测异常告警方法的一部分流程图；

图2为本发明实施例提供的油中溶解气体在线监测异常告警方法的另一部分流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

请参考图1和图2，本实施例提供了一种油中溶解气体在线监测异常告警方法（以下简称：方法），方法包括以下步骤：

S1：定时获取在线监测数据。

具体的，编写接口程序定时获取每台电力变压器或高压电抗器的油中溶解气体的未处理的在线监测数据，还获取被监测主设备及在线监测装置的台账数据，台账数据中包括已处理的在线监测数据，定时取值触发间隔为2小时。

S1中获取的在线监测数据包括未处理的在线监测数据和已处理的在线监测数据。每条在线监测数据至少包含在线监测装置ID、监测时间t、甲烷（CH₄）气体浓度、乙炔（C₂H₂）气体浓度、乙烯（C₂H₄）气体浓度、乙烷（C₂H₆）气体浓度、氢气（H₂）气体浓度、一氧化碳（CO）气体浓度、二氧化碳(CO₂)以及总烃（THC）浓度。

S2：形成在线监测数据集D_o以及待处理数据集D_p。

具体的，取当前时间t₀距离监测时间t不超过3小时（即满足t₀-t≤3小时）的数据，记为数据集D_n。

匹配同一ID，并取同一ID下已处理录入、且当前时间t₀距离监测时间t不超过48小时（即满足t₀-t≤48小时）的数据，记为在线监测数据集D_o。

当监测数据d满足d∈D_n且d不属于D_o，则将监测数据d计入待处理数据，形成待处理数据集D_p。

S3：判断D_o和D_p是否均为空集。

若D_o和D_p均为空集，则执行S4。

S4：判断被监测主设备是否处于在运状态。

若被监测主设备处于在运状态，则执行S5。

S5：触发在线监测装置处于离线状态的告警，即在D_o和D_p均为空集且被监测主设备处于在运状态的情况下，触发在线监测装置处于离线状态的告警。

若被监测主设备不处于在运状态，则方法结束。

在S3的判断中，若D_o和D_p不均为空集，则执行S6。

S6：判断D_p是否为空集。

若D_p为空集，则方法结束。

若D_p不为空集，则执行S7。

S7：判断D_p中是否有气体的浓度为空值，即判断D_p的监测数据d中是否有任一气体的浓度为空值，其中，任一气体可以是CH₄、C₂H₂、C₂H₄、C₂H₆、H₂、CO、CO₂。

若D_p中有气体的浓度为空值，则执行S8。

S8：触发存在无效数据的告警，即执行S8的条件是：D_p不为空集且D_p中有气体的浓度为空值。

若D_p中没有气体的浓度为空值，则执行S9。

S9：判断D_p中是否有气体的浓度小于0µL/L或大于9999µL/L。

若D_p中有气体的浓度小于0µL/L或大于9999µL/L，则执行S8，这里执行S8的条件是：D_p不为空集、D_p中有气体的浓度为空值且D_p中有气体的浓度小于0µL/L或大于9999µL/L。

若D_p中没有气体的浓度小于0µL/L或大于9999µL/L，则执行S10。

请查阅图2，S10：判断甲烷、乙烯、乙烷、氢气、一氧化碳以及二氧化碳的浓度是否均为0µL/L。

若甲烷、乙烯、乙烷、氢气、一氧化碳以及二氧化碳的浓度均为0µL/L，则执行S8，这里执行S8的条件是：在D_p不为空集、D_p中没有气体的浓度为空值、D_p中没有气体的浓度小于0µL/L或大于9999µL/L且甲烷、乙烯、乙烷、氢气、一氧化碳以及二氧化碳的浓度均为0µL/L。

若甲烷、乙烯、乙烷、氢气、一氧化碳以及二氧化碳的浓度不均为0µL/L，则执行S11。

S11：将未触发无效数据告警的数据形成数据集D_a，其中，D_a属于D_p。

S12：判断D_a是否为空集。

若D_a为空集，则方法结束。

若D_a不为空集，则执行S13。

S13：合并D_a和D_o形成D_ao，即D_ao=D_a∪D_o。

S14：判断D_ao中是否存在连续n条监测数据中的气体浓度均无变化，其中，n≥3，气体可以是甲烷、乙炔、乙烯、乙烷、氢气、一氧化碳以及二氧化碳。

若D_ao中存在连续n条监测数据中的气体浓度均无变化，则执行S15。

S15：触发在线监测装置非正常上传的告警。

若D_ao中不存在连续n条监测数据中的气体浓度均无变化，则执行S16。

S16：去除D_a中重复的n-1条数据，保留重复的n条数据中监测时间t最早的数据，形成数据集D_b，即D_b属于D_a。

S17：判断是否D_b为空集。

若D_b为空集，则方法结束。

若D_b不为空集，则执行S18。

S18：判断D_b中任一条数据是否满足|CH₄+C₂H₂+C₂H₄+C₂H₆-THC|>0.1，即判断D_b中任一条数据是否满足：甲烷、乙炔、乙烯、乙烷、总烃的浓度之和的绝对值大于0.1。

若D_b中有数据满足|CH₄+C₂H₂+C₂H₄+C₂H₆-THC|>0.1，则执行S19。

S19：触发装置计算错误的告警。

若D_b中没有数据满足|CH₄+C₂H₂+C₂H₄+C₂H₆-THC|>0.1，则认为D_b中每条数据都为可用有效数据，执行S20。

S20：将D_b中的每条数据标记为已处理的在线监测数据，并返回执行S1。

本实施例还提供一种油中溶解气体在线监测异常告警系统（以下简称：系统），系统包括相互连接的数据采集模块和控制器，数据采集模块用于执行上述方法中的S1，控制器用于执行上述方法中的S2~S20。

本实施例提供的油中溶解气体在线监测异常告警方法及系统的有益效果包括：

能够通过准实时分析油中溶解气体在线监测数据特征，辨识油中溶解气体在线监测装置离线状态数据特征、无效数据特征、装置非正常上传特征、装置计算错误特征，从而实现油中溶解气体在线监测装置异常告警，并提取出有效数据，克服现有技术中由于油中溶解气体在线监测装置异常导致的油中溶解气体在线监测频繁误报警问题，并提出了针对油中溶解气体在线监测装置异常的辨识策略，有利于加强运维人员对油中溶解气体在线监测装置的运维管理。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种油中溶解气体在线监测异常告警方法，其特征在于，所述方法包括：

定时获取在线监测数据；

形成在线监测数据集D_o以及待处理数据集D_p；

在D_o和D_p均为空集且被监测主设备处于在运状态的情况下，触发在线监测装置处于离线状态的告警；

在D_p不为空集且D_p中有气体的浓度为空值的情况下，触发存在无效数据的告警；

在D_p不为空集、D_p中没有气体的浓度为空值且D_p中有气体的浓度小于0µL/L或大于9999µL/L的情况下，触发存在无效数据的告警；

在D_p不为空集、D_p中没有气体的浓度为空值、D_p中没有气体的浓度小于0µL/L或大于9999µL/L且甲烷、乙烯、乙烷、氢气、一氧化碳以及二氧化碳的浓度均为0，触发存在无效数据的告警；

将未触发无效数据告警的数据形成数据集D_a，其中，D_a属于D_p；

在D_a不为空集的情况下，合并D_a和D_o形成D_ao；

在D_ao中存在连续n条监测数据中的气体浓度均无变化，触发在线监测装置非正常上传的告警，其中，n≥3；

在D_ao中不存在连续n条监测数据中的气体浓度均无变化的情况下，去除D_a中重复的n-1条数据，保留重复的n条数据中监测时间t最早的数据，形成数据集D_b；

在D_b不为空集且D_b中有数据满足|CH₄+C₂H₂+C₂H₄+C₂H₆-THC|>0.1µL/L的情况下，触发装置计算错误的告警。

2.根据权利要求1所述的油中溶解气体在线监测异常告警方法，其特征在于，所述形成在线监测数据集D_o以及待处理数据集D_p的步骤包括：

取当前时间t₀距离监测时间t不超过3小时的数据，记为数据集D_n；

匹配同一ID，并取同一ID下已处理录入、且当前时间t₀距离监测时间t不超过48小时的数据，记为在线监测数据集D_o；

当监测数据d满足d∈D_n且d不属于D_o，则将监测数据d计入待处理数据，形成待处理数据集D_p。

3.根据权利要求1所述的油中溶解气体在线监测异常告警方法，其特征在于，浓度无变化的气体包括甲烷、乙炔、乙烯、乙烷、氢气、一氧化碳以及二氧化碳。

4.根据权利要求1所述的油中溶解气体在线监测异常告警方法，其特征在于，所述方法还包括：

在D_b不为空集且D_b中没有数据满足|CH₄+C₂H₂+C₂H₄+C₂H₆-THC|>0.1µL/L的情况下，将D_b中的每条数据标记为已处理的在线监测数据。

5.根据权利要求1所述的油中溶解气体在线监测异常告警方法，其特征在于，每条所述在线监测数据至少包含在线监测装置、监测时间、甲烷气体浓度、乙炔气体浓度、乙烯气体浓度、乙烷气体浓度、氢气气体浓度、一氧化碳气体浓度、二氧化碳以及总烃浓度。

6.根据权利要求1所述的油中溶解气体在线监测异常告警方法，其特征在于，所述定时获取在线监测数据的步骤包括：

编写接口程序定时获取每台电力变压器或高压电抗器的油中溶解气体的未处理的在线监测数据，还获取被监测主设备及在线监测装置的台账数据，台账数据中包括已处理的在线监测数据。

7.一种油中溶解气体在线监测异常告警系统，其特征在于，所述系统包括：

数据采集模块，用于定时获取在线监测数据；

控制器，用于形成在线监测数据集D_o以及待处理数据集D_p；在D_o和D_p均为空集且被监测主设备处于在运状态的情况下，触发在线监测装置处于离线状态的告警；在D_p不为空集且D_p中有气体的浓度为空值的情况下，触发存在无效数据的告警；在D_p不为空集、D_p中没有气体的浓度为空值且D_p中有气体的浓度小于0µL/L或大于9999µL/L的情况下，触发存在无效数据的告警；在D_p不为空集、D_p中没有气体的浓度为空值、D_p中没有气体的浓度小于0µL/L或大于9999µL/L且甲烷、乙烯、乙烷、氢气、一氧化碳以及二氧化碳的浓度均为0，触发存在无效数据的告警；将未触发无效数据告警的数据形成数据集D_a，其中，D_a属于D_p；在D_a不为空集的情况下，合并D_a和D_o形成D_ao；在D_ao中存在连续n条监测数据中的气体浓度均无变化，触发在线监测装置非正常上传的告警，其中，n≥3；在D_ao中不存在连续n条监测数据中的气体浓度均无变化的情况下，去除D_a中重复的n-1条数据，保留重复的n条数据中监测时间t最早的数据，形成数据集D_b；在D_b不为空集且D_b中有数据满足|CH₄+C₂H₂+C₂H₄+C₂H₆-THC|>0.1µL/L的情况下，触发装置计算错误的告警。