CN116930819A - 基于热成像的电流端子排温度在线监测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于热成像的电流端子排温度在线监测方法及系统，涉及变电站设备监测技术领域，包括：获取端子箱电流端子实时温度分布信息；通过外信子站将获取的电流端子实时温度分布信息上送至二次智能运维管控平台；判断电流端子温度是否存在异常，若存在异常，发布存在电流二次回路开路隐患告警信息。本发明提供的基于热成像的电流端子排温度在线监测方法具备测量数据自校验功能的同时可抑制环境温度影响。通过对端子箱不同电流端子温度进行聚集性分析，对同一电流端子温度进行历史数据挖掘，辨识电流二次回路开路隐患，判断结果不受运行方式和环境变化影响，具有较强的鲁棒性和较高的准确率。
Description
技术领域
本发明涉及变电站设备监测技术领域，具体为基于热成像的电流端子排温度在线监测方法及系统。
背景技术
电流互感器二次回路负责将电流采样值传送至保护、测控、计量等设备，其是否可靠连接直接影响到保护装置是否能正确动作、测控装置远程监测是否可靠、计量仪表电量计算是否准确。因电流互感器二次回路开路导致的设备非计划停运、端子箱烧毁等事故层出不穷，严重影响电网安全稳定运行，因此及时发现并消除电流二次回路开路隐患至关重要。
电流端子异常温升是电流互感器二次回路开路最显著的特征之一，因此测量电流端子温度可作为及时发现并消除电流二次回路开路隐患的重要手段。此前，主要通过运行人员周期性地手持红外测温仪对端子箱电流端子进行测温，但存在测量周期长、人工判断主观臆断成分大等问题，在线测量电流端子温度为解决上述问题提供了可行的技术手段。
公开号为CN110567597A的专利公开了一种电流端子排温度监测装置，公开号为CN112254823A的专利公开了一种实时监测端子排温度的测温装置，上述专利目的用于实时获取电流端子温度，但未对获取的电流端子温度数据进行判断，识别电流二次回路开路隐患。
公开号为CN219104211U的专利公开了一种继电保护电流端子感温装置，通过“有色-无色”和“无色-有色”的转变来识别电流二次回路开路隐患，然而较高的环境温度同样会导致颜色转变，易发生误判。公开号为CN110702262A的专利公开了一种电流互感器二次回路端子排温度监测系统，公开号为CN110567597A的专利公开了一种电流端子排温度监测装置，公开号为CN206945164U公开了一种端子排温度监测报警电路，上述专利在电流端子温度达到预设温度阈值即认为存在电流二次回路开路隐患，单一判据判断准确性不高。
公开号为CN115436865A的专利公开了一种基于红外热成像的电流互感器二次回路监测系统及方法，通过综合对比一条完整的二次电流回路测温信息判断异常电流端子，但如何进行综合对比未见述及。
因此，在实现电流端子温度实时监测的基础上，要及时发现并消除电流二次回路开路隐患识别仍需解决以下问题：
（1）具备数据自校验功能。测温元器件布置于户外端子箱，运行环境相对恶劣，且数据传输中间环节多，易出现数据异常、丢帧现象导致误判。
（2）修正环境热传递效应的影响。端子箱位于户外高压开关场，户外电流端子温度除自身电流热效应外，还会受环境热传递效应影响。
（3）判断方法有较强的鲁棒性。实际运行中电流二次回路流过的电流随系统运行方式的变化而变化，端子箱运行气候条件也会大范围变化，工程应用应能克服上述不利影响。
发明内容
鉴于上述存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明解决的技术问题是：现有的监测方法存在无法进行数据自校验，修正环境热传递效应带来的影响，以及如何克服实际运行过程中的不利影响的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：基于热成像的电流端子排温度在线监测方法，包括：获取端子箱电流端子实时温度分布信息；通过外信子站将获取的电流端子实时温度分布信息上送至二次智能运维管控平台；判断电流端子温度是否存在异常，若存在异常，发布存在电流二次回路开路隐患告警信息；所述判断电流端子温度是否存在异常包括定义电流端子测量温度合理度区间，当电流端子i测量温度T c-i 位于合理度阈值区间内，初步确认上送至二次智能运维管控平台的电流端子测量温度为合理数据；当电流端子i测量温度T c-i 位于合理度阈值区间外时，连续进行3个采样点判断，若T c-i 、T c-i+1 、T c-i+2 连续三个采样点均位于合理度区间外时，发布热成像传感器采样异常告警；若初步判断为合理数据，进行电流端子理论温度校验，确认热成像传感器测量误差在允许范围内，根据保信子站上送至二次智能运维管控平台的二次电流i II 对电流端子i的理论温度T l-i 进行计算，通过计算误差率k 1校验测量温度；当0≤k 1≤5%时，确认上送至二次智能运维管控平台的电流端子测量温度数据为正确数据，测量数据未在传输中间环节产生误差，可用于判断温度异常电流端子；若k 1不符合预设阈值，判断测量数据因传输中间环节产生误差，发布热成像传感器采样误差告警。
作为本发明所述的基于热成像的电流端子排温度在线监测方法的一种优选方案，其中：所述实时温度分布信息具体为通过在线测温成像仪对电流端子温度进行采集，获取端子箱所有电流端子温度分布信息；所述上送至二次智能运维管控平台具体为外信子站采集单元的信息经过管理单元处理后上送至二次智能运维管控平台。
作为本发明所述的基于热成像的电流端子排温度在线监测方法的一种优选方案，其中：所述电流端子测量温度合理度区间表示为：
；
其中，T h 表示当前环境温度，T max表示电流端子历史最高测量温度。
所述理论温度表示为：
；
其中，电流端子i的理论温度T l-i 是P f 、P s 的函数，P f 、P s 分别对应焦耳热功率和散热功率，R表示电流端子i及其所属二次回路电阻，Δt表示保信子站上送二次电流i II 的时间间隔，散热功率P s 为对流散热功率P sc 和辐射散热功率P sr 之和，π表示圆周率，λ f 表示空气导热系数，T h 表示环境温度，N u0 表示空气流速为0时的努塞尔数，D表示二次回路线径，σ B 表示斯蒂芬—玻尔兹曼常数，ε表示二次回路导线材料的辐射系数，m表示单位长度二次回路导线质量，c表示二次回路导线材料等效比热容。
所述理论温度校验表示为：
；
其中，k 1表示误差率。
作为本发明所述的基于热成像的电流端子排温度在线监测方法的一种优选方案，其中：所述判断温度异常电流端子包括采用上下四分位法对端子箱内不同绕组电流端子测量温度进行聚集性分析，初步筛选测量温度离群的电流端子，定义不同绕组电流端子测量温度矩阵。
所述矩阵表示为：
；
其中，T c-A1 、T c-A2 、T c-A3 、T c-AN 分别对应端子箱第1、2、3、N个绕组A相电流端子测量温度，T c-B1 、T c-B2 、T c-B3 、T c-BN 分别对应端子箱第1、2、3、N个绕组B相电流端子测量温度，T c-C1 、T c-C2 、T c-C3 、T c-CN 分别对应端子箱第1、2、3、N个绕组C相电流端子测量温度定义上下四分位聚集区间(Y，Z)，M 3是将T c-A 所有元素按列进行从小到大排序后排列第75%的值，M 1是将T c-A 所有元素按列进行从小到大排序后排列第25%的值，int()表示取整函数。
若T c-i 落入上下四分位聚集区间(Y，Z)，判断电流端子温度未离群，温度正常，若T c-i 未落入上下四分位聚集区间(Y，Z)，筛选出测量温度未落入上下四分位聚集区间(Y，Z)的电流端子i，采用标准差法对电流端子i对应的三相电流端子测量温度进行聚集性分析。
作为本发明所述的基于热成像的电流端子排温度在线监测方法的一种优选方案，其中：所述聚集性分析表示为：
；
其中，T AVE 表示识别出的电流端子i对应的三相电流端子测量温度平均值，sd表示三相电流端子测量温度标准差，T c-Ai 、T c-Bi 、T c-Ci 分别对应A、B、C相电流端子测量温度，＆表示与，即同时满足。
当电流端子i测量温度T c-i 不满足聚集性分析条件时，筛选出测量温度离群电流端子的相别。
作为本发明所述的基于热成像的电流端子排温度在线监测方法的一种优选方案，筛选出温度离群的电流端子及其相别后，对时间阈值内的电流端子温度发展趋势进行分析，确认电流端子是否存在温度异常；提取电流端子i预设时间内同一运行时刻下的电流端子测量温度进行比较，表示为：
；
其中，T c-i 表示当前时刻电流端子i的测量温度，T c-i-24h 表示当前时刻24小时前电流端子i的测量温度，T c-i-48h 表示当前时刻48小时前电流端子i的测量温度。
当电流端子测量温度满足阈值时，判断电流端子i温度正常，当电流端子测量温度不满足阈值时，对同一天内电流端子不同时刻的数据进行分析，定义电流端子温升函数T c-i (t)，表示为：
；
其中，T c-i (t)为电流端子i在t时刻的测量温度，T c-i (t-Δt)为电流端子i在t-Δt时刻的测量温度，Δt为电流端子温度上送时间间隔。
对T c-i （t）进行求导求取电流端子i温升变化率：
；
对实际测温数据进行统计分析，当电流端子i温升变化率满足变化率阈值时判定电流端子i温度正常。
所述变化率阈值表示为：
；
当不满足变化率阈值时，连续进行3个采样点判断，当、/>、均不满足变化率阈值时，判定电流端子i确为温度异常电流端子，判断对应二次回路存在开路隐患，发布告警。
本发明的另外一个目的是提供一种基于热成像的电流端子排温度在线监测系统，其能通过构建配网作业远程安全通信系统，消除了实际运行中二次回路电流变化、端子箱运行气候条件的影响。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于热成像的电流端子排温度在线监测系统，包括：数据采集模块、无线通信模块、管理模块、电力调度模块以及运维管控模块；所述数据采集模块通过在线测温热成像仪采集数据，通过无线通信模块传输数据；所述无线通信模块用于将数据采集模块收集的数据通过无线通信传输至管理模块；所述管理模块用于接收无线通信模块接收的数据，完成端子箱电流端子温度分布的采集、处理、存储、展示；所述电力调度模块用于通过生产管理区网络将管理模块的数据上送至运维管控模块；所述运维管控模块用于对电流端子温度分布信息进行识别，得到每一电流端子的测量温度，判断电流端子温度是否存在异常，识别温度异常电流端子，发布电流二次回路开路隐患告警信息。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述基于热成像的电流端子排温度在线监测方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述基于热成像的电流端子排温度在线监测方法的步骤。
本发明的有益效果：本发明提供的基于热成像的电流端子排温度在线监测方法对电流端子温度进行测量温度合理度校验、理论温度校验，并利用热力学第二定律对环境温度进行修正，具备测量数据自校验功能的同时可抑制环境温度影响。通过对端子箱不同电流端子温度进行聚集性分析，对同一电流端子温度进行历史数据挖掘，辨识电流二次回路开路隐患，判断结果不受运行方式和环境变化影响，具有较强的鲁棒性和较高的准确率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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的一些实施例，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它的附图。其中：
图1为本发明一个实施例提供的基于热成像的电流端子排温度在线监测方法的整体流程图。
图2为本发明第一个实施例提供的基于热成像的电流端子排温度在线监测方法红外传感器布置示意图。
图3为本发明第二个实施例提供的一种基于热成像的电流端子排温度在线监测系统的整体结构图。
图4为本发明第二个实施例提供的一种基于热成像的电流端子排温度在线监测系统的监测架构图。
图5为本发明第四个实施例提供的基于热成像的电流端子排温度在线监测方法的温度曲线图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都应当属于本发明的保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方其中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
参照图1-图2，为本发明的一个实施例，提供了基于热成像的电流端子排温度在线监测方法，包括：
S1：获取端子箱电流端子实时温度分布信息。
如图2所示，获取端子箱电流端子实时温度分布信息的方法为：通过在线测温成像仪对电流端子温度进行采集，热成像传感器测温视场角为90°×65.3°，能快速、简便且无接触地获取端子箱所有电流端子温度分布信息，经过红外图像识别可进一步得到此端子箱内各电流端子测量温度。一台在线测温成像仪对应一个一次间隔的端子箱。
S2：通过外信子站将获取的电流端子实时温度分布信息上送至二次智能运维管控平台。
电流端子实时温度上送至二次智能运维管控平台的路径为：外信子站采集单元的信息经过管理单元处理后上送至二次智能运维管控平台。
外信子站指安装在厂站端负责与接入的二次在线监测装置通信，完成端子箱电流端子温度分布的采集、处理、存储、展示，并按要求向二次智能运维管控平台发送信息的硬件及软件系统。
外信子站采集单元负责采集端子箱电流端子温度分布信息，含在线测温成像仪。外信子站管理单元含服务器、规约转换器、无线接收汇聚单元等，通过安全生产Ⅲ区网络即生产管理区网络将采集单元采样的数据上送至二次智能运维管控平台。
二次智能运维管控平台指在调度机构为厂站端二次设备开展远方相关业务的信息化平台，实现以下功能：对外信子站上送的电流端子温度分布信息进行识别，得到每一电流端子的测量温度；判断电流端子温度是否存在异常，识别温度异常电流端子，发布电流二次回路开路隐患告警信息。
S3：判断电流端子温度是否存在异常，如有异常则发布存在电流二次回路开路隐患告警信息。
电流端子温度异常判别步骤包括：电流端子测量温度合理度校验，根据热力学第二定律，正常情况下电流端子温度应高于环境温度，定义电流端子测量温度合理度区间：
；
其中，T h 为当前环境温度，T max为此电流端子历史最高测量温度，当电流端子i测量温度T c-i 位于合理度区间，初步确认上送至二次智能运维管控平台的电流端子测量温度为合理数据，热成像传感器无数据异常、丢帧现象，同时消除环境温度影响，避免高温天气下电流端子温度过高误判。
当电流端子i测量温度T c-i 位于合理度区间之外，则连续进行3个采样点判断，若T c-i 、T c-i+1 、T c-i+2 连续三个采样点均位于合理度区间之外，则发布热成像传感器采样异常告警，否则进入下一步。
进行电流端子理论温度校验：在初步判断的基础上，进一步开展电流端子理论温度校验，确认热成像传感器测量误差在允许范围内。根据保信子站上送至二次智能运维管控平台的二次电流i II 对电流端子i的理论温度T l-i 进行计算：
；
其中，电流端子i的理论温度T l-i 是P f 、P s 的函数，P f 、P s 分别对应焦耳热功率和散热功率，R表示电流端子i及其所属二次回路电阻，Δt表示保信子站上送二次电流i II 的时间间隔，散热功率P s 为对流散热功率P sc 和辐射散热功率P sr 之和，π表示圆周率，λ f 表示空气导热系数，T h 表示环境温度，N u0 表示空气流速为0时的努塞尔数，D表示二次回路线径，σ B 表示斯蒂芬—玻尔兹曼常数，ε表示二次回路导线材料的辐射系数，m表示单位长度二次回路导线质量，c表示二次回路导线材料等效比热容。
计算误差率k 1用于校验测量温度：
；
根据实际统计分析，当0≤k 1≤5%时，确认上送至二次智能运维管控平台的电流端子测量温度数据为正确数据，测量数据未因传输中间环节产生较大误差，可用于判断温度异常电流端子，进入下一步；否则认为测量数据因传输中间环节产生了较大误差，发布热成像传感器采样误差告警。
充分利用电流端子温度实时上送及二次智能运维管控平台数据处理优势，根据电流二次回路无开路隐患时，不同电流端子的测量温度数据分布应呈现一定聚集性这一特征，对端子箱内不同电流端子温度进行融合对比，筛选出温度离群电流端子及其相别：
首先采用上下四分位法对端子箱内不同绕组电流端子测量温度进行聚集性分析，初步筛选测量温度离群的电流端子：
定义不同绕组电流端子测量温度矩阵T c ：
；
其中，T c-A1 、T c-A2 、T c-A3 、T c-AN 分别对应端子箱第1、2、3、N个绕组A相电流端子测量温度，T c-B1 、T c-B2 、T c-B3 、T c-BN 分别对应端子箱第1、2、3、N个绕组B相电流端子测量温度，T c-C1 、T c-C2 、T c-C3 、T c-CN 分别对应端子箱第1、2、3、N个绕组C相电流端子测量温度定义上下四分位聚集区间(Y，Z)：
；
其中，M 3是将T c-A 所有元素按列进行从小到大排序后排列第75%的值，M 1是将T c-A 所有元素按列进行从小到大排序后排列第25%的值，int()表示取整函数，若T c-i 落入上下四分位聚集区间(Y，Z)，则认为电流端子温度未离群，温度正常，否则筛选出测量温度未落入上下四分位聚集区间(Y，Z)的电流端子i进入下一步。
因同一绕组三相电流端子位置接近，为提高相邻三相电流端子区分度，精准定位温度离群电流端子相别，采用标准差法对电流端子i对应的三相电流端子测量温度进行聚集性分析：
；
其中，T AVE 为识别出的电流端子i对应的三相电流端子测量温度平均值，sd为三相电流端子测量温度标准差，T c-Ai 、T c-Bi 、T c-Ci 分别对应A、B、C相电流端子测量温度，＆表示与，即同时满足，当电流端子i测量温度T c-i 满足上式时，筛选出测量温度离群电流端子的相别进入下一步。
通过不同电流端子温度聚集性分析可筛选出温度离群的电流端子及其相别，对一定时间范围内的电流端子温度发展趋势进行分析可进一步确认电流端子是否确实存在温度异常，因此充分利用二次智能运维管控平台历史数据存储及数据处理优势：
同一电流端子，在临近运行天内其测量温度的变化应在允许范围内，根据这一特征，基于二次智能运维管控平台，提取电流端子i在预设时间内同一运行时刻下的电流端子测量温度进行比较，本发明中预设时间为3天：
其中，T c-i 为当前时刻电流端子i的测量温度，T c-i-24h 为当前时刻24小时前电流端子i的测量温度，T c-i-48h 为当前时刻48小时前电流端子i的测量温度，根据实际运行统计分析，当满足上式时认为电流端子i温度正常，否则进入下一步。
进一步缩小时间范围，对同一天内电流端子不同时刻的数据进行分析。电流二次回路可靠连接时，电流端子温度变化应是缓慢的，当电流二次回路存在开路隐患时，电流端子温度会在瞬间产生较大温升，基于此，定义电流端子温升函数T c-i (t):
；
其中，T c-i (t)为电流端子i在t时刻的测量温度，T c-i (t-Δt)为电流端子i在t-Δt时刻的测量温度，Δt为电流端子温度上送时间间隔，对T c-i （t）进行求导求取电流端子i温升变化率：
；
实际测温数据进行统计分析，当电流端子i温升变化率满足下列条件时判定电流端子i温度正常，否则连续进行3个采样点判断，若、/>、/>均不满足下式，判定电流端子i确为温度异常电流端子，判断对应二次回路存在开路隐患，发布告警。
。
实施例2
参照图3-图4，为本发明的一个实施例，提供了一种基于热成像的电流端子排温度在线监测系统，包括：数据采集模块、无线通信模块、管理模块、电力调度模块以及运维管控模块。
数据采集模块通过在线测温热成像仪采集数据，通过无线通信模块传输数据。
无线通信模块用于将数据采集模块收集的数据通过无线通信传输至管理模块。
管理模块用于接收无线通信模块接收的数据，完成端子箱电流端子温度分布的采集、处理、存储、展示。
电力调度模块用于通过安全生产Ⅲ区网络，即生产管理区网络将管理模块的数据上送至运维管控模块。
如图4所示，运维管控模块用于对电流端子温度分布信息进行识别，得到每一电流端子的测量温度，判断电流端子温度是否存在异常，识别温度异常电流端子，发布电流二次回路开路隐患告警信息。
实施例3
本发明的一个实施例，其不同于前两个实施例的是：
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，本发明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）执行本发明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（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，RandomAccess Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置）、便携式计算机盘盒（磁装置）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器）、光纤装置以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方其中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方其中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。
实施例4
参照图5，为本发明的一个实施例，提供了基于热成像的电流端子排温度在线监测方法，为了验证本发明的有益效果，通过经济效益计算和仿真实验进行科学论证。
选取2023年X月18日220kV某变电站110kV某线路某电流端子测量温度，采用本发明所述方法进行理论温度校验、测量温度合理度校验及环境温度校正，完成数据自校验和环境温度影响抑制后用于后续判断。
采用公开号为CN219104211U的专利公开的一种继电保护电流端子感温装置所述的通过感温材料颜色转变（感温变色颜料温度为45℃）来判断温度异常电流端子，识别电流二次回路开路隐患。
采用本发明提出的方法对不同电流端子温度进行聚集性分析，对同一电流端子温度进行历史数据挖掘，借助同一电流端子温度绝对偏差、温升率，识别电流二次回路开路隐患。
采用公开号为CN219104211U的专利识别电流二次回路开路隐患，当电流端子温度超过45℃时，即在18日15:40-18:45期间，感温材料发生颜色转变，判断电流端子温度异常。然通过现场排查，此电流端子所属二次回路连接可靠，无电流二次回路开路隐患，18日15:40-18:45期间温度高于45℃为环境温度、运行方式等因素共同作用的结果，CN219104211U的专利所提方法因无法消除环境温度的影响，且采用颜色转变这一单一判据，误判电流端子温度异常，实验结果如图5所示。
采用本发明提出的方法，以18日17:00的数据为例进行判断（电流端子i对应的测量温度为49.5℃），通过二次智能运维管控平台提取进行判断所需端子箱内4个电流绕组电流端子测量温度如表1所示。
由表1可知，采用本发明提出的方法判断该电流端子温度无异常，与现场排查情况一致，判断结果不受运行方式和环境变化影响，具有较强的鲁棒性和较高的准确率。
表1 2023年X月18日220kV某变电站110kV某线某电流端子判别表
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.基于热成像的电流端子排温度在线监测方法，其特征在于，包括：
获取端子箱电流端子实时温度分布信息；
通过外信子站将获取的电流端子实时温度分布信息上送至二次智能运维管控平台；
判断电流端子温度是否存在异常，若存在异常，发布存在电流二次回路开路隐患告警信息；
所述判断电流端子温度是否存在异常包括定义电流端子测量温度合理度区间，当电流端子i测量温度T c-i 位于合理度阈值区间内，初步确认上送至二次智能运维管控平台的电流端子测量温度为合理数据；
当电流端子i测量温度T c-i 位于合理度阈值区间外时，连续进行3个采样点判断，若T c-i 、T c-i+1 、T c-i+2 连续三个采样点均位于合理度区间外时，发布热成像传感器采样异常告警；
若初步判断为合理数据，进行电流端子理论温度校验，确认热成像传感器测量误差在允许范围内，根据保信子站上送至二次智能运维管控平台的二次电流i II ，计算电流端子i的理论温度T l-i ，通过计算误差率k 1校验测量温度；
当0≤k 1≤5%时，确认上送至二次智能运维管控平台的电流端子测量温度数据为正确数据，测量数据未在传输中间环节产生误差，可用于判断温度异常电流端子；
若k 1＞5%，判断测量数据因传输中间环节产生误差，发布热成像传感器采样误差告警。
2.如权利要求1所述的基于热成像的电流端子排温度在线监测方法，其特征在于：所述实时温度分布信息通过在线测温成像仪对端子箱所有电流端子温度分布信息进行采集得到；
所述上送至二次智能运维管控平台包括外信子站采集单元的信息经过管理单元处理后上送至二次智能运维管控平台。
3.如权利要求1所述的基于热成像的电流端子排温度在线监测方法，其特征在于：所述电流端子测量温度合理度区间表示为，
；
其中，T h 表示当前环境温度，T max表示电流端子历史最高测量温度；
所述理论温度表示为，
；
其中，电流端子i的理论温度T l-i 是P f 、P s 的函数，P f 、P s 分别对应焦耳热功率和散热功率，R表示电流端子i及其所属二次回路电阻，Δt表示保信子站上送二次电流i II 的时间间隔，散热功率P s 为对流散热功率P sc 和辐射散热功率P sr 之和，π表示圆周率，λ f 表示空气导热系数，T h 表示环境温度，N u0 表示空气流速为0时的努塞尔数，D表示二次回路线径，σ B 表示斯蒂芬—玻尔兹曼常数，ε表示二次回路导线材料的辐射系数，m表示单位长度二次回路导线质量，c表示二次回路导线材料等效比热容；
所述理论温度校验表示为，
；
其中，k 1表示误差率。
4.如权利要求3所述的基于热成像的电流端子排温度在线监测方法，其特征在于：所述判断温度异常电流端子包括采用上下四分位法对端子箱内不同绕组电流端子测量温度进行聚集性分析，初步筛选测量温度离群的电流端子，定义不同绕组电流端子测量温度矩阵；
所述矩阵表示为，
；
其中，T c-A1 、T c-A2 、T c-A3 、T c-AN 分别对应端子箱第1、2、3、N个绕组A相电流端子测量温度，T c-B1 、T c-B2 、T c-B3 、T c-BN 分别对应端子箱第1、2、3、N个绕组B相电流端子测量温度，T c-C1 、T c-C2 、T c-C3 、T c-CN 分别对应端子箱第1、2、3、N个绕组C相电流端子测量温度，定义上下四分位聚集区间(Y，Z)，M 3是将T c-A 所有元素按列进行从小到大排序后排列第75%的值，M 1是将T c-A 所有元素按列进行从小到大排序后排列第25%的值，int()表示取整函数；
若T c-i 落入上下四分位聚集区间(Y，Z)，判断电流端子温度未离群，温度正常，若T c-i 未落入上下四分位聚集区间(Y，Z)，筛选出测量温度未落入上下四分位聚集区间(Y，Z)的电流端子i，采用标准差法对电流端子i对应的三相电流端子测量温度进行聚集性分析。
5.如权利要求4所述的基于热成像的电流端子排温度在线监测方法，其特征在于：所述聚集性分析表示为，
；
其中，T AVE 表示识别出的电流端子i对应的三相电流端子测量温度平均值，sd表示三相电流端子测量温度标准差，T c-Ai 、T c-Bi 、T c-Ci 分别对应A、B、C相电流端子测量温度，＆表示与，即同时满足；
当电流端子i测量温度T c-i 不满足聚集性分析条件时，筛选出测量温度离群电流端子的相别。
6.如权利要求5所述的基于热成像的电流端子排温度在线监测方法，其特征在于：筛选出温度离群的电流端子及其相别后，对时间阈值内的电流端子温度发展趋势进行分析，确认电流端子是否存在温度异常；
提取电流端子i预设时间内同一运行时刻下的电流端子测量温度进行比较，表示为，
；
其中，T c-i 表示当前时刻电流端子i的测量温度，T c-i-24h 表示当前时刻24小时前电流端子i的测量温度，T c-i-48h 表示当前时刻48小时前电流端子i的测量温度；
当电流端子测量温度满足阈值时，判断电流端子i温度正常，当电流端子测量温度不满足阈值时，对同一天内电流端子不同时刻的数据进行分析，定义电流端子温升函数T c-i (t)，表示为，
；
其中，T c-i (t)为电流端子i在t时刻的测量温度，T c-i (t-Δt)为电流端子i在t-Δt时刻的测量温度，Δt为电流端子温度上送时间间隔；
对T c-i （t）进行求导求取电流端子i温升变化率，表示为，
；
对实际测温数据进行统计分析，当电流端子i温升变化率满足变化率阈值时判定电流端子i温度正常；
所述变化率阈值表示为，
；
当不满足变化率阈值时，连续进行3个采样点判断，当、/>、/>均不满足变化率阈值时，判定电流端子i确为温度异常电流端子，判断对应二次回路存在开路隐患，发布告警。
7.一种采用如权利要求1~6任一所述的基于热成像的电流端子排温度在线监测方法的系统，其特征在于，包括：数据采集模块、无线通信模块、管理模块、电力调度模块以及运维管控模块；
所述数据采集模块通过在线测温热成像仪采集数据，通过无线通信模块传输数据；
所述无线通信模块用于将数据采集模块收集的数据通过无线通信传输至管理模块；
所述管理模块用于接收无线通信模块接收的数据，完成端子箱电流端子温度分布的采集、处理、存储、展示；
所述电力调度模块用于通过生产管理区网络将管理模块的数据上送至运维管控模块；
所述运维管控模块用于对电流端子温度分布信息进行识别，得到每一电流端子的测量温度，判断电流端子温度是否存在异常，识别温度异常电流端子，发布电流二次回路开路隐患告警信息。
8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的基于热成像的电流端子排温度在线监测方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的基于热成像的电流端子排温度在线监测方法的步骤。
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