CN115372759B - 一种变电站二次回路的线缆故障诊断系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站二次回路的线缆故障诊断系统及方法，系统包括：故障诊断平台；电子标签终端，设置于二次回路设备，用于对二次回路设备参数进行记录，在收到请求信息后根据自身ID信息进行融合计算后反馈；移动终端，用于发送请求信息，在收到反馈后进行验证，通过验证后与电子标签终端建立连接并传输数据，对数据以故障链进行筛选后得到故障参数信息传输并至故障诊断平台。本发明电子标签终端在融合计算后才进行反馈，因此错误的请求信息不会得到电子标签终端的回应，同时对反馈信息进行验证，错误的反馈信息不会使双方传输数据，因此同时只会有一个电子标签终端与移动终端建立连接，解决了冲突和干扰问题，可以防止电子标签选择错误。

Description

一种变电站二次回路的线缆故障诊断系统及方法

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，特别涉及一种变电站二次回路的线缆故障诊断系统及方法。

背景技术

变电站二次回路作为变电二次设备的重要组成部分，其正确性和可靠性是保证变电二次设备安全可靠运行的前提和条件。初步统计，近年来因二次回路(包括二次电缆、端子排、空气开关及一次辅助设备和回路等)原因而发生的事故和缺陷呈不断上升趋势。由于二次回路遍布变电站各个电气元件，其引发的事故存在隐蔽性和发散性，增加了日常运行维护的难度。

针对早期投运变电站出现的一系列问题，可对二次回路中的相关设备进行改进，积极选用新设备。如：采用直流空气开关和直流电源监控装置、螺旋式大电流切换端子、开关线圈保护器、加强阻燃端子和端子箱的防潮、瓦斯继电器防进水措施等，这些新技术新设备的使用有效提高二次回路的可靠性。

除了可靠性，为提高电气二次回路故障诊断的及时性和准确性，现有技术还对从故障诊断方法和诊断流程上了做了改进，如：针对户外型电流互感器长期运行在高温及强电磁干扰的复杂环境中产生的渐变性故障（包括漂移偏差和变比偏差故障）。从元件物理温度特性出发，构建漂移偏差故障和变比偏差故障电流数学模型，利用光纤差动保护通道作为双端交换电流信息的通道，根据双端互感器类型不同，分别建立电流互感器渐变性故障诊断判据，通过将双端保护装置输出电流值进行纵向及横向比较分析，能够快速查找出故障电流互感器。

然而，虽然故障诊断技术已经非常成熟，但数据源头的信息采集环节仍然存在一些问题。随着二次回路中电子器件的广泛使用，在提高二次回路先进性的同时，运维工作量显著增加，为了便于巡检和数据采集，目前会使用到电子标签技术在各关键位置进行数据传输，然而多个电子标签之间容易产生冲突和干扰，目前的解决方式中缺少反馈机制，无法确定电子标签选择是否准确，因此仍然不能解决冲突和干扰问题。

发明内容

针对现有技术在巡检时多个电子标签之间存在冲突和干扰的问题，本发明提供了一种变电站二次回路的线缆故障诊断系统及方法，在已有的故障诊断平台基础上，优化了数据的采集和传输过程，通过电子标签终端与移动终端的验证和反馈，双向确认连接目标，即解决了冲突和干扰问题，又可以防止电子标签选择错误。

以下是本发明的技术方案。

一种变电站二次回路的线缆故障诊断系统，包括故障诊断平台，还包括：

电子标签终端，设置于二次回路设备，用于对二次回路设备参数进行记录，在收到请求信息后根据自身ID信息进行融合计算后反馈；

移动终端，用于发送请求信息，在收到反馈后进行验证，通过验证后与电子标签终端建立连接并传输数据，对数据以故障链进行筛选后得到故障参数信息并传输至故障诊断平台。

本发明中，电子标签终端在融合计算后才进行反馈，因此错误的请求信息不会得到电子标签终端的回应，同时移动终端对反馈信息进行验证，错误的反馈信息不会使双方传输数据，因此同时只会有一个电子标签终端与移动终端建立连接，解决了冲突和干扰问题，又可以防止电子标签选择错误。

作为优选，所述电子标签终端包括采集器、电子标签及控制器，所述采集器采集二次回路设备参数，所述电子标签记录二次回路设备参数，所述控制器读取电子标签收到的请求信息并根据自身ID信息进行融合计算，将计算结果写入电子标签，由电子标签进行反馈。

作为优选，所述移动终端包括交互模块、处理器、射频模块、筛选模块、通讯模块，所述交互模块显示人机交互界面并提供输入功能，所述处理器用于根据需求生成请求信息及验证反馈信息，所述射频模块用于发送请求信息并连接电子标签终端，所述筛选模块用于从传输的数据中以故障链进行筛选并提取故障参数信息，所述通讯模块用于建立与故障诊断平台的连接并传输故障参数信息。

作为优选，所述处理器用于执行以下步骤：

根据想要连接的电子标签终端的ID、需求数据信息生成请求信息；

收到反馈信息后，对反馈信息进行解析，以完成验证。

作为优选，所述根据想要连接的电子标签终端的ID、需求数据信息生成请求信息，包括：

将电子标签终端的ID、需求数据信息转换为二进制数后拼接，得到请求信息。

作为优选，所述根据自身ID信息进行融合计算，包括：将自身ID转换为二进制数，判断请求信息中是否存在完全一致的字段，如存在，则进行融合计算，将请求信息中ID对应的二进制数删除，保留需求数据信息对应的二进制数，得到反馈信息。

作为优选，所述验证的过程包括：将反馈信息中的二进制数与请求信息中需求数据信息对应的二进制数进行对比，如一致则通过验证。

作为优选，所述筛选模块用于执行以下步骤：

对数据根据采集时间进行排序，并根据是否含有电子标签终端设置的故障标记，将不同时段采集的参数作为元素分为第一参数集合及第二参数集合，其中第一参数集合内的元素含有故障标记；

判断第一参数集合中每个元素或多个元素组合之间是否存在时间周期，如存在，则将第一参数集合中的元素作为故障参数信息，如不存在，则连接第一参数集合中各元素对应的时段，形成故障时间链，从第二参数集合中提取包含在该故障时间链范围内的元素，转移至第一参数集合，将修改后的第一参数集合中的元素作为故障参数信息。

由于一般的采集设备不具有强大的运算能力，因此在故障标记时仅仅依靠是否超过数值范围进行判断，但实际故障时，可能会出现某一参数暂时在数值上回归合理范围，但实际上此时仍然处在故障中的情况，因此这里引入了周期判断，如初次故障标记的参数具有周期性，则表示故障与周期有关，如不具有周期性，则故障一般持续存在，则将第二参数集合中符合条件的部分转移至第一参数集合，以得到更准确的故障参数信息。这种计算过程运算量较小，硬件需求较低，适用于小型化低成本设备，却可以有效增加故障参数信息的准确率。

本发明还提供一种变电站二次回路的线缆故障诊断方法，基于上述一种变电站二次回路的线缆故障诊断系统，包括以下步骤：

利用设置于二次回路设备的电子标签终端对二次回路设备参数进行记录，在收到请求信息后根据自身ID信息进行融合计算后反馈；

利用移动终端发送请求信息，在收到反馈后进行验证，通过验证后与电子标签终端建立连接并传输数据，将数据中的故障参数信息传输至故障诊断平台；

故障诊断平台根据故障参数信息匹配故障特征库，得到故障类型。

本发明的实质性效果包括：本发明中，电子标签终端在融合计算后才进行反馈，因此错误的请求信息不会得到电子标签终端的回应，同时移动终端对反馈信息进行验证，错误的反馈信息不会使双方传输数据，因此同时只会有一个电子标签终端与移动终端建立连接，解决了冲突和干扰问题，又可以防止电子标签选择错误。引入了周期判断，如初次故障标记的参数具有周期性，则表示故障与周期有关，如不具有周期性，则故障一般持续存在，则将第二参数集合中符合条件的部分转移至第一参数集合，以得到更准确的故障参数信息。这种计算过程运算量较小，硬件需求较低，适用于小型化低成本设备，却可以有效增加故障参数信息的准确率。

附图说明

图1所示是本发明实施例的系统框图。

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，下面将结合实施例，对本技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

应当理解，在本发明的各种实施例中，各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

应当理解，在本发明中，“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应当理解，在本发明中，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“包含A、B和C”、“包含A、B、C”是指A、B、C三者都包含，“包含A、B或C”是指包含A、B、C三者之一，“包含A、B和/或C”是指包含A、B、C三者中任1个或任2个或3个。

下面以具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

实施例：

一种变电站二次回路的线缆故障诊断系统，如图1所示，包括：

故障诊断平台，根据故障参数信息在故障特征库中进行匹配，得到故障类型；

电子标签终端，设置于二次回路设备，用于对二次回路设备参数进行记录，在收到请求信息后根据自身ID信息进行融合计算后反馈；

移动终端，用于发送请求信息，在收到反馈后进行验证，通过验证后与电子标签终端建立连接并传输数据，对数据以故障链进行筛选后得到故障参数信息并传输至故障诊断平台。

其中，电子标签终端基于RFID电子标签，移动终端为手持式巡检设备或安装射频模块的智能手机。

本实施例中，电子标签终端在融合计算后才进行反馈，因此错误的请求信息不会得到电子标签终端的回应，同时移动终端对反馈信息进行验证，错误的反馈信息不会使双方传输数据，因此同时只会有一个电子标签终端与移动终端建立连接，解决了冲突和干扰问题，又可以防止电子标签选择错误。

其中，电子标签终端包括采集器、电子标签及控制器，所述采集器采集二次回路设备参数，所述电子标签记录二次回路设备参数，所述控制器读取电子标签收到的请求信息并根据自身ID信息进行融合计算，将计算结果写入电子标签，由电子标签进行反馈。二次回路设备种类根据巡检要求选择，如二次电缆、端子排、空气开关等，二次回路设备参数同样根据巡检的要求进行采集，如电流、电压、温度等。

其中，移动终端包括交互模块、处理器、射频模块、筛选模块、通讯模块，所述交互模块显示人机交互界面并提供输入功能，所述处理器用于根据需求生成请求信息及验证反馈信息，所述射频模块用于发送请求信息并连接电子标签终端，所述筛选模块用于从传输的数据中以故障链进行筛选并提取故障参数信息，所述通讯模块用于建立与故障诊断平台的连接并传输故障参数信息。其中，筛选模块的硬件载体可以是单独设置的处理芯片，也可以集成在处理器中。

本实施例的处理器根据想要连接的电子标签终端的ID、需求数据信息生成请求信息；收到反馈信息后，对反馈信息进行解析，以完成验证。

本实施例中，将电子标签终端的ID、需求数据信息转换为二进制数后拼接，得到请求信息。例如电子标签终端的ID为5609，则二进制后的数为1 0101 1110 1001。需求数据信息一般位数较长，这里不再罗列。

其中，根据自身ID信息进行融合计算，包括：将自身ID转换为二进制数，判断请求信息中是否存在完全一致的字段，如存在，则进行融合计算，将请求信息中ID对应的二进制数删除，保留需求数据信息对应的二进制数，得到反馈信息。

验证的过程包括：将反馈信息中的二进制数与请求信息中需求数据信息对应的二进制数进行对比，如一致则通过验证。

本实施例的筛选模块用于执行以下步骤：

对数据根据采集时间进行排序，并根据是否含有电子标签终端设置的故障标记，将不同时段采集的参数作为元素分为第一参数集合及第二参数集合，其中第一参数集合内的元素含有故障标记；

判断第一参数集合中每个元素或多个元素组合之间是否存在时间周期，如存在，则将第一参数集合中的元素作为故障参数信息，如不存在，则连接第一参数集合中各元素对应的时段，形成故障时间链，从第二参数集合中提取包含在该故障时间链范围内的元素，转移至第一参数集合，将修改后的第一参数集合中的元素作为故障参数信息。

由于一般的采集设备不具有强大的运算能力，因此在故障标记时仅仅依靠是否超过数值范围进行判断，但实际故障时，可能会出现某一参数暂时在数值上回归合理范围，但实际上此时仍然处在故障中的情况，因此这里引入了周期判断，如初次故障标记的参数具有周期性，则表示故障与周期有关，如不具有周期性，则故障一般持续存在，则将第二参数集合中符合条件的部分转移至第一参数集合，以得到更准确的故障参数信息。这种计算过程运算量较小，硬件需求较低，适用于小型化低成本设备，却可以有效增加故障参数信息的准确率。

本实施例还提供一种变电站二次回路的线缆故障诊断方法，基于上述一种变电站二次回路的线缆故障诊断系统，包括以下步骤：

利用设置于二次回路设备的电子标签终端对二次回路设备参数进行记录，在收到请求信息后根据自身ID信息进行融合计算后反馈；

利用移动终端发送请求信息，在收到反馈后进行验证，通过验证后与电子标签终端建立连接并传输数据，将数据中的故障参数信息传输至故障诊断平台；

故障诊断平台根据故障参数信息匹配故障特征库，得到故障类型。

通过以上实施方式的描述，所属领域的技术人员可以了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将具体装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的结构和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的关于结构的实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个结构，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，结构或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上内容，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种变电站二次回路的线缆故障诊断系统，包括故障诊断平台，其特征在于，还包括：

电子标签终端，设置于二次回路设备，用于对二次回路设备参数进行记录，在收到请求信息后根据自身ID信息进行融合计算后反馈；

移动终端，用于发送请求信息，在收到反馈后进行验证，通过验证后与电子标签终端建立连接并传输数据，对数据以故障链进行筛选后得到故障参数信息并传输至故障诊断平台；

所述移动终端包括交互模块、处理器、射频模块、筛选模块、通讯模块，所述交互模块显示人机交互界面并提供输入功能，所述处理器用于根据需求生成请求信息及验证反馈信息，所述射频模块用于发送请求信息并连接电子标签终端，所述筛选模块用于从传输的数据中以故障链进行筛选并提取故障参数信息，所述通讯模块用于建立与故障诊断平台的连接并传输故障参数信息；

所述处理器用于执行以下步骤：

根据想要连接的电子标签终端的ID、需求数据信息生成请求信息；

收到反馈信息后，对反馈信息进行解析，以完成验证；

所述根据想要连接的电子标签终端的ID、需求数据信息生成请求信息，包括：

将电子标签终端的ID、需求数据信息转换为二进制数后拼接，得到请求信息；

所述根据自身ID信息进行融合计算，包括：将自身ID转换为二进制数，判断请求信息中是否存在完全一致的字段，如存在，则进行融合计算，将请求信息中ID对应的二进制数删除，保留需求数据信息对应的二进制数，得到反馈信息；

所述验证的过程包括：将反馈信息中的二进制数与请求信息中需求数据信息对应的二进制数进行对比，如一致则通过验证；

所述筛选模块用于执行以下步骤：

对数据根据采集时间进行排序，并根据是否含有电子标签终端设置的故障标记，将不同时段采集的参数作为元素分为第一参数集合及第二参数集合，其中第一参数集合内的元素含有故障标记；

判断第一参数集合中每个元素或多个元素组合之间是否存在时间周期，如存在，则将第一参数集合中的元素作为故障参数信息，如不存在，则连接第一参数集合中各元素对应的时段，形成故障时间链，从第二参数集合中提取包含在该故障时间链范围内的元素，转移至第一参数集合，将修改后的第一参数集合中的元素作为故障参数信息。

2.根据权利要求1所述的一种变电站二次回路的线缆故障诊断系统，其特征在于，所述电子标签终端包括采集器、电子标签及控制器，所述采集器采集二次回路设备参数，所述电子标签记录二次回路设备参数，所述控制器读取电子标签收到的请求信息并根据自身ID信息进行融合计算，将计算结果写入电子标签，由电子标签进行反馈。

3.一种变电站二次回路的线缆故障诊断方法，基于如权利要求1-2任意一项所述的一种变电站二次回路的线缆故障诊断系统，其特征在于，包括以下步骤：

利用设置于二次回路设备的电子标签终端对二次回路设备参数进行记录，在收到请求信息后根据自身ID信息进行融合计算后反馈；

利用移动终端发送请求信息，在收到反馈后进行验证，通过验证后与电子标签终端建立连接并传输数据，将数据中的故障参数信息传输至故障诊断平台；

故障诊断平台根据故障参数信息匹配故障特征库，得到故障类型。

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