CN116660703B - 基于数据分析的配网系统绝缘故障在线监测系统 - Google Patents

基于数据分析的配网系统绝缘故障在线监测系统 Download PDF

Info

Publication number
CN116660703B
CN116660703B CN202310959116.7A CN202310959116A CN116660703B CN 116660703 B CN116660703 B CN 116660703B CN 202310959116 A CN202310959116 A CN 202310959116A CN 116660703 B CN116660703 B CN 116660703B
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
insulation resistance
measurement
precision
coefficient
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202310959116.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116660703A (zh
Inventor
李青松
王学葵
李士新
陈军涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Spady Electric Technology Co ltd
Original Assignee
Anhui Spady Electric Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui Spady Electric Technology Co ltd filed Critical Anhui Spady Electric Technology Co ltd
Priority to CN202310959116.7A priority Critical patent/CN116660703B/zh
Publication of CN116660703A publication Critical patent/CN116660703A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116660703B publication Critical patent/CN116660703B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G01R31/1263Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation
    • G01R31/1272Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation of cable, line or wire insulation, e.g. using partial discharge measurements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/025Measuring very high resistances, e.g. isolation resistances, i.e. megohm-meters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F18/00Pattern recognition
    • G06F18/10Pre-processing; Data cleansing
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F18/00Pattern recognition
    • G06F18/20Analysing
    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16YINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY SPECIALLY ADAPTED FOR THE INTERNET OF THINGS [IoT]
    • G16Y20/00Information sensed or collected by the things
    • G16Y20/10Information sensed or collected by the things relating to the environment, e.g. temperature; relating to location
    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16YINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY SPECIALLY ADAPTED FOR THE INTERNET OF THINGS [IoT]
    • G16Y40/00IoT characterised by the purpose of the information processing
    • G16Y40/10Detection; Monitoring
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00002Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by monitoring
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H02J13/00022Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using wireless data transmission
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/001Methods to deal with contingencies, e.g. abnormalities, faults or failures
    • H02J3/0012Contingency detection
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
    • Y04S10/52Outage or fault management, e.g. fault detection or location

Abstract

本发明公开了基于数据分析的配网系统绝缘故障在线监测系统,涉及配网故障监测技术领域,包括绝缘电阻测量模块、自检模块、数据处理模块、警报模块以及远程通信模块;通过绝缘电阻测量模块实时测量配网系统中所有电缆的绝缘电阻时,自检模块定时获取与绝缘电阻测量模块测量精度相关的参数,并通过参数建立精度系数,依据精度系数与精度阈值的对比结果判断绝缘电阻测量模块的运行状态。本发明在运行过程中,具有自检功能,从而能够在绝缘电阻测量模块运行状态差时发出警报提示,有效保障对配网系统的监测精度,从而保障配网系统的稳定运行。

Description

基于数据分析的配网系统绝缘故障在线监测系统
技术领域
本发明涉及配网故障监测技术领域,具体涉及基于数据分析的配网系统绝缘故障在线监测系统。
背景技术
配网系统是电力系统中的一个重要组成部分,用于将电力从高压输电系统传送到最终用户的低压配电网中,它包括输电和配电环节,主要用于电力传输、分配和管理,在配网系统中,绝缘故障是指电力设备或线路中的绝缘材料出现故障或破损,导致电流从正常路径中偏离的情况,这种故障可能导致电流漏到周围环境或其他电路中,引发电弧、火灾或设备损坏,甚至对人员和财产造成危害;
监测系统是一种用于实时监测和诊断配网系统中绝缘状态的系统,它通过采集和分析各个节点的电气参数和绝缘状态数据,可以提供对潜在故障的早期警示,帮助运营人员及时采取措施,以减少故障发生、提高系统可靠性和安全性。
现有技术存在以下不足:
为了提高对配网系统绝缘故障的监测精度,现有技术中,通常是在配网系统的各个节点上设置绝缘电阻测量仪实时监测配网系统电缆的绝缘状况,从而能够在电缆出现绝缘故障时及时警报,然而,随着使用时间的推移以及环境中存在不稳定因素,均会导致绝缘电阻测量仪的监测精度降低,现有的监测系统对绝缘电阻测量仪没有自检处理,当绝缘电阻测量仪监测精度下降时,一是可能会导致绝缘电阻测量仪频繁误报警,二是导致绝缘电阻测量仪无法实时测量,从而无法保证配网系统运行的稳定性。
发明内容
本发明的目的是提供基于数据分析的配网系统绝缘故障在线监测系统,以解决背景技术中不足。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:基于数据分析的配网系统绝缘故障在线监测系统,包括绝缘电阻测量模块、自检模块、数据处理模块、警报模块以及远程通信模块;
绝缘电阻测量模块:在配网系统运行时,实时测量配网系统中所有电缆的绝缘电阻;
自检模块:在绝缘电阻测量模块运行过程中,定时获取与绝缘电阻测量模块测量精度相关的参数,并通过参数建立精度系数,依据精度系数与精度阈值的对比结果判断绝缘电阻测量模块的运行状态;
数据处理模块:若判断结果为绝缘电阻测量模块运行状态差时,数据处理模块不对绝缘电阻数据进行预处理和分析,若判断结果为绝缘电阻测量模块运行状态好时,数据处理模块对实时测量的电缆绝缘电阻数据进行预处理和分析,识别电缆绝缘故障;
警报模块:当收到的判断结果为绝缘电阻测量模块运行状态差时,发出第一警报信号,当收到的分析结果为配网系统电缆绝缘故障时,发出第二警报信号;
远程通信模块:基于物联网将第一警报信号以及第二警报信号远程发送至管理中心。
在一个优选的实施方式中,所述自检模块在绝缘电阻测量模块运行过程中,定时获取与绝缘电阻测量模块测量精度相关的参数,参数包括测量回路参数以及电极参数,测量回路参数包括电压漂移浮动系数以及无线电干扰频率,电极参数包括电极电流测量标准差。
在一个优选的实施方式中,所述电压漂移浮动系数的计算表达式为:
式中,为电压漂移浮动系数,/>为测量回路实时电压漂移,/>为温度波动预警的时段,/>为湿度波动预警的时段。
在一个优选的实施方式中,所述温度波动预警的时段的获取逻辑为:设置测量回路温度运行范围,并通过温度传感器实时监测测量回路环境温度,当实时监测的环境温度不在测量回路温度运行范围内时,发出预警;
所述湿度波动预警的时段的获取逻辑为:设置测量回路湿度运行范围,并通过湿度传感器实时监测测量回路环境湿度,当实时监测的环境湿度不在测量回路湿度运行范围内时,发出预警。
在一个优选的实施方式中,所述无线电干扰频率中,j为测量回路运行T时长过程中所检测到的无线电干扰次数编号,且j为{1、2、3、...、m},m为大于0的正整数,/>表示第j次无线电干扰时长之和。
在一个优选的实施方式中,所述电极电流测量标准差的计算表达式为:
式中,为电极电流测量标准差,/>,/>表示电流的测量次数,/>为正整数,/>表示单个测量的电极电流值,/>表示所有测量的电极电流值的平均值。
在一个优选的实施方式中,所述自检模块将电压漂移浮动系数、无线电干扰频率以及电极电流测量标准差综合计算获取精度系数,计算表达式为:
式中,为电压漂移浮动系数,/>为无线电干扰频率,/>为电极电流测量标准差,/>、/>、/>分别为电压漂移浮动系数、无线电干扰频率以及电极电流测量标准差的比例系数,且/>、/>、/>均大于0。
在一个优选的实施方式中,获取精度系数后,所述自检模块将精度系数/>与精度阈值进行对比,若精度系数<精度阈值,判断绝缘电阻测量模块的运行状态差,若精度系数≥精度阈值,判断绝缘电阻测量模块的运行状态好。
在上述技术方案中,本发明提供的技术效果和优点:
1、 本发明通过绝缘电阻测量模块实时测量配网系统中所有电缆的绝缘电阻时,自检模块定时获取与绝缘电阻测量模块测量精度相关的参数,并通过参数建立精度系数,依据精度系数与精度阈值的对比结果判断绝缘电阻测量模块的运行状态,该监测系统运行过程中,具有自检功能,从而能够在绝缘电阻测量模块运行状态差时发出警报提示,有效保障对配网系统的监测精度,从而保障配网系统的稳定运行;
2、 本发明通过自检模块在绝缘电阻测量模块运行过程中,定时获取与绝缘电阻测量模块测量精度相关的参数,参数包括测量回路参数以及电极参数,测量回路参数包括电压漂移浮动系数以及无线电干扰频率,电极参数包括电极电流测量标准差,并将电压漂移浮动系数、无线电干扰频率以及电极电流测量标准差综合计算获取精度系数,有效提高数据的处理效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的方法流程图。
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。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。
实施例1:请参阅图1所示,本实施例所述基于数据分析的配网系统绝缘故障在线监测系统,包括绝缘电阻测量模块、自检模块、数据处理模块、警报模块以及远程通信模块;
绝缘电阻测量模块:设置在配网系统的各个节点上,在配网系统运行时,实时测量配网系统中所有电缆的绝缘电阻,并将绝缘电阻数据发送至数据处理模块;
A、安装绝缘电阻测量模块:在配网系统的各个节点上安装绝缘电阻测量模块,这些模块通常包括绝缘电阻测量仪器,用于测量电缆的绝缘电阻;
B、连接测量仪器:将绝缘电阻测量模块与测量仪器进行连接,这通常涉及将测量仪器与电缆节点之间的连接线路进行连接,以建立测量回路,
C、启动测量仪器:启动绝缘电阻测量仪器,确保其正常工作;
D、设置测量参数:根据需要设置测量参数,例如测量范围、采样率等,这些参数可以根据电缆的特性和测量要求进行调整;
E、发起测量:在配网系统运行时,定期或按需发起测量命令,要求绝缘电阻测量模块对所有电缆进行绝缘电阻测量,测量命令可以通过集中监控系统或远程控制方式发送;
F、测量数据记录和传输:绝缘电阻测量模块将测量得到的绝缘电阻数据进行记录,并根据需要进行传输,传输方式可以是通过有线或无线通信手段将数据发送到集中监控系统或数据存储设备。
自检模块:在绝缘电阻测量模块运行过程中,定时获取与绝缘电阻测量模块测量精度相关的参数,并通过参数建立精度系数,依据精度系数与精度阈值的对比结果判断绝缘电阻测量模块的运行状态,判断结果发送至数据处理模块以及警报模块;
数据处理模块:若判断结果为绝缘电阻测量模块运行状态差时,数据处理模块不对绝缘电阻数据进行预处理和分析,若判断结果为绝缘电阻测量模块运行状态好时,数据处理模块对实时测量的电缆绝缘电阻数据进行预处理,包括数据清洗、滤波等处理步骤,分析预处理后的绝缘电阻数据,检测异常情况并识别电缆绝缘故障,分析结果发送至警报模块;
A、数据清洗:对采集到的数据进行清洗,去除可能存在的异常或无效数据,这可以包括检测和修复数据传输中的错误、删除采集设备故障引起的异常数据点等;
B、数据滤波:应用滤波算法对原始数据进行平滑处理,去除高频噪声和突发干扰,以获得更稳定的绝缘电阻数据,常用的滤波方法包括移动平均滤数据校正:根据实际情况,进行数据校正操作,如温度校正、湿度校正等,这可以通过采集环境参数和使用校正模型来修正测量结果,以提高测量的准确性;
C、数据存储和管理:将经过预处理的电缆绝缘电阻数据存储到数据库或文件中,以便后续分析和查询,同时,建立合适的数据管理机制,包括数据索引、备份和恢复等,以确保数据的可靠性和完整性。
警报模块:当收到的判断结果为绝缘电阻测量模块运行状态差时,发出第一警报信号,当收到的分析结果为配网系统电缆绝缘故障时,发出第二警报信号,第一警报信号与第二警报信号可用不同颜色的灯光进行区别,例如第一警报信号为蓝灯闪烁,第二警报信号为黄灯闪烁,第一警报信号以及第二警报信号发送至远程通信模块;
远程通信模块:基于物联网将第一警报信号以及第二警报信号远程发送至管理中心,管理中心显示的第一警报信号可为“绝缘电阻测量模块故障”,第二警报信号可为“配网系统电缆绝缘故障”,当接收管理中心接收第一警报信号时,需要向绝缘电阻测量模块检修人员发送检修信号,当接收管理中心接收第二警报信号时,需要向配网系统管理人员发送维护信号;
数据编码与打包:将第一警报信号和第二警报信号进行数据编码,并按照预定的通信协议进行打包,这确保信号能够在物联网网络中进行传输;
远程通信建立:远程通信模块使用物联网技术与管理中心建立通信连接,这可以通过无线通信方式,如无线局域网(Wi-Fi)、蜂窝网络(3G/4G/5G)等进行;
信号传输:通过建立的通信连接,远程通信模块将打包的警报信号发送至管理中心,这通常涉及将数据包发送到预定的服务器或云平台;
数据解码与解析:在管理中心,接收到警报信号后,进行数据解码与解析操作,这将还原出原始的第一警报信号和第二警报信号,以便进一步处理和分析。
本申请通过绝缘电阻测量模块实时测量配网系统中所有电缆的绝缘电阻时,自检模块定时获取与绝缘电阻测量模块测量精度相关的参数,并通过参数建立精度系数,依据精度系数与精度阈值的对比结果判断绝缘电阻测量模块的运行状态,该监测系统运行过程中,具有自检功能,从而能够在绝缘电阻测量模块运行状态差时发出警报提示,有效保障对配网系统的监测精度,从而保障配网系统的稳定运行。
实施例2:自检模块在绝缘电阻测量模块运行过程中,定时获取与绝缘电阻测量模块测量精度相关的参数,并通过参数建立精度系数,依据精度系数与精度阈值的对比结果判断绝缘电阻测量模块的运行状态;
其中,绝缘电阻测量模块包括绝缘电阻测量仪;
自检模块在绝缘电阻测量模块运行过程中,定时获取与绝缘电阻测量模块测量精度相关的参数,参数包括测量回路参数以及电极参数,测量回路参数包括电压漂移浮动系数以及无线电干扰频率,电极参数包括电极电流测量标准差;
自检模块将电压漂移浮动系数、无线电干扰频率以及电极电流测量标准差综合计算获取精度系数,计算表达式为:
式中,为电压漂移浮动系数,/>为无线电干扰频率,/>为电极电流测量标准差,/>、/>、/>分别为电压漂移浮动系数、无线电干扰频率以及电极电流测量标准差的比例系数,且/>、/>、/>均大于0。
获取精度系数后,将精度系数/>与精度阈值进行对比,若精度系数<精度阈值,判断绝缘电阻测量模块的运行状态差,若精度系数≥精度阈值,判断绝缘电阻测量模块的运行状态好。
本申请通过自检模块在绝缘电阻测量模块运行过程中,定时获取与绝缘电阻测量模块测量精度相关的参数,参数包括测量回路参数以及电极参数,测量回路参数包括电压漂移浮动系数以及无线电干扰频率,电极参数包括电极电流测量标准差,并将电压漂移浮动系数、无线电干扰频率以及电极电流测量标准差综合计算获取精度系数,有效提高数据的处理效率,并且依据精度系数与精度阈值的对比结果判断绝缘电阻测量模块的运行状态,从而使管理中心实时获取绝缘电阻测量模块的运行状态。
警报模块:当收到的判断结果为绝缘电阻测量模块运行状态差时,发出第一警报信号,此时表明绝缘电阻测量模块的测量精度下降,继续使用容易出现误报或不报等问题,远程通信模块基于物联网将第一警报信号远程发送至管理中心,管理中心显示的第一警报信号可为“绝缘电阻测量模块故障”当接收管理中心接收第一警报信号时,需要向绝缘电阻测量模块检修人员发送检修信号,检修人员需要及时对绝缘电阻测量模块进行检修处理,以保障绝缘电阻测量模块的稳定运行。
电压漂移浮动系数的计算表达式为:
式中,为电压漂移浮动系数,/>为测量回路实时电压漂移,/>为温度波动预警的时段,/>为湿度波动预警的时段。
电压漂移浮动系数越大,会对测量回路带来以下影响:
1)测量准确性:电压漂移会导致测量结果的偏移,使得测量值与实际值之间存在误差,较大的电压漂移将导致较大的测量误差,降低测量回路的准确性;
2)稳定性:电压漂移反映了测量回路的稳定性,如果电压漂移较小,意味着测量回路的工作稳定,测量结果在一段时间内保持一致,而较大的电压漂移会使测量结果发生明显的变化,表示测量回路的不稳定性;
3)可追溯性:电压漂移较小的测量回路可以更好地追踪测量结果的变化,在需要长时间监测或对测量结果进行比较和分析的应用中,较小的电压漂移有助于确保测量的可追溯性;
4)系统精度:测量回路中存在较大的电压漂移可能会限制系统的精度,电压漂移会引入额外的测量误差,使得测量结果与实际值之间的偏差增大,降低了系统的精度。
温度和湿度的变化可以影响测量回路中的电子元件和材料的特性,进而引起电压漂移,具体影响包括:
1)电子元件参数变化:温度变化会导致电子元件的电阻、电容、电感等参数发生变化,这些参数的变化会影响测量回路的工作条件,从而影响电压测量的准确性和稳定性;
2)热电势效应:温度变化还会引起测量回路中的热电势效应,热电势效应是指不同材料之间的温差引起的电势差,这些电势差会干扰测量回路中的电压测量,导致电压漂移;
3)材料热膨胀:温度变化会导致测量回路中的材料发生热膨胀,进而影响连接器、电缆和电极的接触性能,不良的接触可能引入额外的电阻、电容或接触问题,导致电压漂移;
4)湿度引起的电导率变化:湿度的变化会影响测量回路中的材料电导率,高湿度环境下,电缆绝缘材料可能变得不理想,导致电流泄漏,从而影响电压测量结果。
温度波动预警的时段的获取逻辑为:在测量回路运行过中,温度过大或过小均会导致测量回路电压偏移,因此,设置测量回路温度运行范围,并通过温度传感器实时监测测量回路环境温度,当实时监测的环境温度不在测量回路温度运行范围内时,发出预警。
湿度波动预警的时段的获取逻辑为:在测量回路运行过中,湿度过大或过小均会导致测量回路电压偏移,因此,设置测量回路湿度运行范围,并通过湿度传感器实时监测测量回路环境湿度,当实时监测的环境湿度不在测量回路湿度运行范围内时,发出预警。
无线电干扰频率中,j为测量回路运行T时长过程中所检测到的无线电干扰次数编号,且j为{1、2、3、...、m},m为大于0的正整数,/>表示第j次无线电干扰时长之和,本实施例中,将无线电每次开始干扰到结束干扰记为一次干扰。
无线电干扰频率越大,对测量回路会产生以下影响:
信号干扰:高频无线电干扰信号会通过电磁感应或辐射方式进入测量回路,干扰信号可能与待测信号叠加在一起,导致测量结果发生偏移或噪声增加,这会影响测量回路的准确性和稳定性;
串扰:高频无线电干扰信号可能通过电缆、导线或接触器等传导路径,引起与待测信号之间的串扰,这种串扰可能导致测量回路中的信号失真、波形畸变,从而产生误差;
灵敏度下降:高频无线电干扰信号可能引起测量回路中的元件或电路的灵敏度下降,例如,干扰信号可能导致放大器的饱和或非线性增益,降低测量回路的灵敏度和动态范围;
噪声增加:高频干扰信号的存在可能引入额外的噪声,干扰测量回路的信号处理和放大过程,这会导致信噪比下降,降低测量回路的分辨率和准确性。
电极电流测量标准差的计算表达式为:
式中,为电极电流测量标准差,/>,/>表示电流的测量次数,/>为正整数,/>表示单个测量的电极电流值,/>表示所有测量的电极电流值的平均值。
具体计算逻辑为:
1)进行多次电极电流的测量:进行多次独立的电极电流测量,记录每次测量得到的电流数值,确保测量条件和方法的一致性;
2)计算电流平均值:将所有测量得到的电流值相加,然后除以测量次数,得到电流的平均值;
3)计算每次测量值与平均值之间的差值:将每次测量得到的电流值与平均值进行差值计算;
4)计算差值的平方:对每次测量值与平均值之间的差值进行平方操作;
5)求和:将所有差值平方进行求和操作;
6)计算方差:将差值平方的总和除以测量次数减1,得到方差;
7)计算标准差:对方差进行平方根操作,得到标准差。
为了更好的说明电极电流测量标准差,我们举例如下:
假设我们进行一次电极电流测量实验,测量了某电极的电流值,得到了以下测量结果(单位:mA):3.2,3.4,3.5,3.2,3.3;
首先,我们需要计算电极电流测量结果的平均值,将上述测量结果相加并除以测量次数,得到平均值:(3.2+3.4+3.5+3.2+3.3)/5=3.32mA;
接下来,计算每个测量值与平均值之差的平方,并将其相加:((3.2-3.32)2+(3.4-3.32)2+(3.5-3.32)2+(3.2-3.32)2+(3.3-3.32)2)=0.076mA2;
然后,将上述结果除以测量次数减1,并求平方根,得到电极电流测量的标准差:sqrt(0.076/(5-1))=0.122mA;因此,根据上述测量结果,电极电流测量的标准差为0.122mA。
电极电流测量的标准差表示了测量结果的离散程度,在上述例子中,标准差为0.122 mA,表示测量结果相对平均值的离散程度较小,即测量值较为接近平均值,较小的标准差通常表示较高的测量精度和一致性,而较大的标准差则表示测量结果的离散程度较大,可能存在较大的测量误差或变化性,当离散程度较大时,可能存在电极损坏或电极与电缆接触不良等问题,从而影响绝缘故障监测精度。
上述公式均是去量纲取其数值计算,公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式,公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。
上述实施例,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时,上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令或计算机程序。在计算机上加载或执行所述计算机指令或计算机程序时,全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集合的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,DVD)、或者半导体介质。半导体介质可以是固态硬盘。
应理解,本文中术语“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,A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,其中A,B可以是单数或者复数。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系,但也可能表示的是一种“和/或”的关系,具体可参考前后文进行理解。
本申请中,“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指的这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,a,b,或c中的至少一项(个),可以表示:a,b,c,a-b,a-c,b-c,或a-b-c,其中a,b,c可以是单个,也可以是多个。
应理解,在本申请的各种实施例中,上述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,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,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系统,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,装置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。
所述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或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。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,在本申请各个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。
所述功能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,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请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部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机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台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述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-onlymemory,ROM)、随机存取存储器(randomaccessmemory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,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所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.基于数据分析的配网系统绝缘故障在线监测系统,其特征在于:包括绝缘电阻测量模块、自检模块、数据处理模块、警报模块以及远程通信模块;
绝缘电阻测量模块:在配网系统运行时,实时测量配网系统中所有电缆的绝缘电阻;
自检模块:在绝缘电阻测量模块运行过程中,定时获取与绝缘电阻测量模块测量精度相关的参数,并通过参数建立精度系数,依据精度系数与精度阈值的对比结果判断绝缘电阻测量模块的运行状态;
所述参数包括测量回路参数以及电极参数,测量回路参数包括电压漂移浮动系数以及无线电干扰频率,电极参数包括电极电流测量标准差;
数据处理模块:若判断结果为绝缘电阻测量模块运行状态差时,数据处理模块不对绝缘电阻数据进行预处理和分析,若判断结果为绝缘电阻测量模块运行状态好时,数据处理模块对实时测量的电缆绝缘电阻数据进行预处理和分析,识别电缆绝缘故障;
警报模块:当收到的判断结果为绝缘电阻测量模块运行状态差时,发出第一警报信号,当收到的分析结果为配网系统电缆绝缘故障时,发出第二警报信号;
远程通信模块:基于物联网将第一警报信号以及第二警报信号远程发送至管理中心;
所述电压漂移浮动系数的计算表达式为:
式中,pyd为电压漂移浮动系数,Y(t)为测量回路实时电压漂移,[tw,th]为温度波动预警的时段,[ts,tj]为湿度波动预警的时段;
所述温度波动预警的时段的获取逻辑为:设置测量回路温度运行范围,并通过温度传感器实时监测测量回路环境温度,当实时监测的环境温度不在测量回路温度运行范围内时,发出预警;
所述湿度波动预警的时段的获取逻辑为:设置测量回路湿度运行范围,并通过湿度传感器实时监测测量回路环境湿度,当实时监测的环境湿度不在测量回路湿度运行范围内时,发出预警。
2.根据权利要求1所述的基于数据分析的配网系统绝缘故障在线监测系统,其特征在于:所述无线电干扰频率中,j为测量回路运行T时长过程中所检测到的无线电干扰次数编号,且j为{1、2、3、...、m},m为大于0的正整数,grj表示第j次无线电干扰时长之和。
3.根据权利要求2所述的基于数据分析的配网系统绝缘故障在线监测系统,其特征在于:所述电极电流测量标准差djc的计算表达式为:
式中,djc为电极电流测量标准差,i={1、2、3、...、n},n表示电流的测量次数,n为正整数,dli表示单个测量的电极电流值,lavg表示所有测量的电极电流值的平均值。
4.根据权利要求3任一项所述的基于数据分析的配网系统绝缘故障在线监测系统,其特征在于:所述自检模块将电压漂移浮动系数、无线电干扰频率以及电极电流测量标准差综合计算获取精度系数jdx,计算表达式为:
式中,pyd为电压漂移浮动系数,为无线电干扰频率,djc为电极电流测量标准差,α、β、γ分别为电压漂移浮动系数、无线电干扰频率以及电极电流测量标准差的比例系数,且α、β、γ均大于0。
5.根据权利要求4所述的基于数据分析的配网系统绝缘故障在线监测系统,其特征在于:获取精度系数jdx后,所述自检模块将精度系数jdx与精度阈值进行对比,若精度系数<精度阈值,判断绝缘电阻测量模块的运行状态差,若若精度系数≥精度阈值,判断绝缘电阻测量模块的运行状态好。
CN202310959116.7A 2023-08-01 2023-08-01 基于数据分析的配网系统绝缘故障在线监测系统 Active CN116660703B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310959116.7A CN116660703B (zh) 2023-08-01 2023-08-01 基于数据分析的配网系统绝缘故障在线监测系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310959116.7A CN116660703B (zh) 2023-08-01 2023-08-01 基于数据分析的配网系统绝缘故障在线监测系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116660703A CN116660703A (zh) 2023-08-29
CN116660703B true CN116660703B (zh) 2023-11-10

Family

ID=87715789

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310959116.7A Active CN116660703B (zh) 2023-08-01 2023-08-01 基于数据分析的配网系统绝缘故障在线监测系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116660703B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117368675B (zh) * 2023-12-05 2024-03-19 广东环威电线电缆股份有限公司 电缆绝缘性能测试方法及相关装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040092016A (ko) * 2003-04-23 2004-11-03 주식회사 파워트론 비상전원시스템의 열화진단(품질감시)장치
CN102928684A (zh) * 2011-08-10 2013-02-13 上海安科瑞电气股份有限公司 一种医疗隔离电源系统用的绝缘监测装置
CN104977513A (zh) * 2015-06-30 2015-10-14 国家电网公司 高压电缆外护套绝缘状态在线监测系统及其控制方法
KR101865086B1 (ko) * 2017-11-15 2018-06-07 (주) 동보파워텍 사고데이터 분석과 내부 이상상태 감시 및 진단 기능을 구비한 고장감시진단장치 내장형 수배전반
WO2020118533A1 (zh) * 2018-12-11 2020-06-18 中广核工程有限公司 核电站泄漏监测报警方法及报警系统
CN114371372A (zh) * 2021-12-08 2022-04-19 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 一种硅橡胶复合绝缘子老化状态评估方法及装置
CN115051328A (zh) * 2022-06-30 2022-09-13 广东电网有限责任公司 一种配网直流断路器运行评估系统及方法
CN116181416A (zh) * 2023-04-26 2023-05-30 河北工程大学 一种冲击地压多参量超前预警系统及方法
CN116488351A (zh) * 2023-05-30 2023-07-25 江西时代创智科技发展有限公司 一种基于物联网的低压配电箱远程监控方法和系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110174137B (zh) * 2019-05-07 2020-06-19 西安交通大学 一种基于非电量综合特征信息的变压器监测装置的监测方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040092016A (ko) * 2003-04-23 2004-11-03 주식회사 파워트론 비상전원시스템의 열화진단(품질감시)장치
CN102928684A (zh) * 2011-08-10 2013-02-13 上海安科瑞电气股份有限公司 一种医疗隔离电源系统用的绝缘监测装置
CN104977513A (zh) * 2015-06-30 2015-10-14 国家电网公司 高压电缆外护套绝缘状态在线监测系统及其控制方法
KR101865086B1 (ko) * 2017-11-15 2018-06-07 (주) 동보파워텍 사고데이터 분석과 내부 이상상태 감시 및 진단 기능을 구비한 고장감시진단장치 내장형 수배전반
WO2020118533A1 (zh) * 2018-12-11 2020-06-18 中广核工程有限公司 核电站泄漏监测报警方法及报警系统
CN114371372A (zh) * 2021-12-08 2022-04-19 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 一种硅橡胶复合绝缘子老化状态评估方法及装置
CN115051328A (zh) * 2022-06-30 2022-09-13 广东电网有限责任公司 一种配网直流断路器运行评估系统及方法
CN116181416A (zh) * 2023-04-26 2023-05-30 河北工程大学 一种冲击地压多参量超前预警系统及方法
CN116488351A (zh) * 2023-05-30 2023-07-25 江西时代创智科技发展有限公司 一种基于物联网的低压配电箱远程监控方法和系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
一种具有频率自适应能力的高精度数字积分算法;胡蔚中;杜衡;;电力科学与工程(第02期);全文 *
胡蔚中 ; 杜衡 ; .一种具有频率自适应能力的高精度数字积分算法.电力科学与工程.2017,(第02期),全文. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN116660703A (zh) 2023-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107831422B (zh) 一种gis设备局部放电诊断方法及系统
CN116660703B (zh) 基于数据分析的配网系统绝缘故障在线监测系统
CN106324321A (zh) 一种氧化锌避雷器阻性电流的监测方法及装置
CN107247204B (zh) 超、特高压串补装置中限压器的状态监测系统及监测方法
CN103576059A (zh) 一种变压器匝间放电综合故障诊断方法及系统
CN109284933B (zh) 一种基于数理统计的电子式互感器状态评估系统及方法
CN109283433A (zh) 一种针对局部放电和接地环流的电缆联合检测装置及方法
CN103235277A (zh) 智能化变电站容性设备在线监测系统集成化调试装置
CN116365716A (zh) 一种基于物联网平台的用电检查系统
CN107797007B (zh) 一种现场容性设备在线监测装置的校验系统及检验方法
CN111289812A (zh) 一种输变电设备状态监测管理方法及其系统
CN111521965B (zh) 一种变压器套管介损检测装置校正系统以及方法
Bao et al. On-line anomaly detection for the measurement error of HVPT in the multi-bus structure
CN115684829A (zh) 一种电力二次回路故障检测预警方法及系统
CN110244127B (zh) 一种变压器的扫频阻抗测试装置及方法
CN104991222B (zh) 计量自动化终端质量评价系统
CN108279284A (zh) 一种变压器水分含量测试仪
CN115308644A (zh) 基于电流偏移比差分析的变压器绕组故障检测方法及系统
Shen et al. Development of online monitoring system for 1500 V ethylene–propylene–rubber DC feeder cable of Shanghai urban rail transit
CN117486029B (zh) 基于传感器网络的电梯能耗实时监控方法及系统
CN106154122A (zh) 一种可追溯的电力电缆检测控制系统
CN117031211B (zh) 一种台区电网故障诊断方法
CN117148076B (zh) 一种多特征融合的高压开关柜局部放电识别方法及系统
CN113504498B (zh) 一种局部放电智能感知终端的性能检测方法及系统
CN116482519B (zh) 一种微集成电路的自测试管理系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant