电力互感器智能诊断系统及基于决策树分类的诊断方法技术方案

本发明专利技术公开了电力互感器智能诊断系统及基于决策树分类的诊断方法；属于电力设备的智能诊断领域；其技术要点在于：包括：温度监测模块、声音监测模块、电流监测模块、数据采集与存储模块、故障诊断模块、显示与查询模块；所述温度监测模块用于测量互感器铁芯、二次绕组及绝缘介质的温度信号；所述声音监测模块用于测量互感器铁芯、二次绕组及绝缘介质的声音信号；所述电流监测模块用于测量互感器二次侧的电流信号。采用本申请的电力互感器智能诊断系统及基于决策树分类的诊断方法，能够大幅的提高诊断效率与诊断精度。诊断效率与诊断精度。诊断效率与诊断精度。

【技术实现步骤摘要】
电力互感器智能诊断系统及基于决策树分类的诊断方法


[0001]本专利技术属于电力设备的智能诊断领域，涉及到电力互感器智能诊断系统及基于决策树分类的诊断方法。

技术介绍

[0002]互感器主要是用于实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。同时互感器还可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全。所以互感器的故障诊断显得尤为重要。
[0003]针对互感器的诊断研究，现有技术如下：
[0004]CN105487037A一种基于电气参数的互感器故障诊断方法，其特征在于，对互感器进线的三条母线运行温度、三个电压互感器的二次侧电压、三个电流互感器的二次侧电流进行监测，在互感器进线的三条母线运行温度正常时，对同一开关柜内不同电压互感器的二次侧电压进行比较，若其中一个电压互感器的二次侧电压与其他电压互感器二次侧电压相比异常，判断电压互感器存在故障。对同一开关柜内不同电流互感器的二次侧电流进行比较，若其中一个电流互感器二次侧电流与其他电流互感器二次侧电流相比异常，判断电流互感器存在故障。本专利技术能够对互感器故障有准确的诊断效果，实现对互感器故障的及早诊断和发现故障，保证互感器的正常运行。
[0005]CN105675044A一种基于温度的互感器故障诊断方法，其特征在于，所述基于温度的互感器故障诊断方法是：对互感器温度、互感器二次侧出线两接头温度、不同互感器进线的三条母线温度进行监测，对温度数据进行分析获取温度数据的不同特征，三条母线温度数据作为判断运行负荷的对比温度特征，排除当前电力系统运行负荷对互感器运行的温度影响因素，从上述温度数据分析获取的不同特征判断互感器的故障。本专利技术能够对互感器绝缘故障、互感器接头松动故障、互感器内部故障有准确的诊断效果，实现对互感器故障的及早诊断和发现故障，保证互感器的正常运行。
[0006]然而，上述故障诊断技术在分析结构比较复杂的深层次故障时效果不理想，且对操作员能力要求较高。
[0007]因此，有必要从新的技术路线出发，来解决互感器的诊断效果以及诊断效率。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于针对上述现有技术的不足，提出了电力互感器智能诊断系统。该系统能够通过温度监测模块、声音监测模块和电流监测模块实时监测电力互感器铁芯、二次绕组及绝缘介质这些关键部位的温度、声音和电流，并通过通讯模块将监测数据传送给数据采集与存储模块，从而获知该互感器当前的温度、声音和电流的分布及变化情况以及历史变化趋势，最后通过故障诊断模块实现电力互感器的智能诊断。
[0009]本专利技术的另一目的在于提出一种基于决策树分类的诊断方法，以克服现有技术的不足。
[0010]本专利技术采用的技术方案如下：
[0011]一种电力互感器智能诊断系统，包括：温度监测模块、声音监测模块、电流监测模块、数据采集与存储模块、故障诊断模块、显示与查询模块；
[0012]所述温度监测模块用于测量互感器铁芯、二次绕组及绝缘介质的温度信号；
[0013]所述声音监测模块用于测量互感器铁芯、二次绕组及绝缘介质的声音信号；
[0014]所述电流监测模块用于测量互感器二次侧的电流信号；
[0015]所述温度监测模块、所述声音监测模块、所述电流监测模块的输出端与数据采集与存储模块的输入端连接；
[0016]所述数据采集与存储模块与故障诊断模块双向连接，即所述数据采集与存储模块的输出端与故障诊断模块的输入端连接，故障诊断模块的输出端与所述数据采集与存储模块的输入端连接；
[0017]所述显示与查询模块与存储模块与故障诊断模块双向连接，即所述数据采集与存储模块的输出端与显示与查询模块的输入端连接，显示与查询模块的输出端与所述数据采集与存储模块的输入端连接。
[0018]进一步，还包括：通讯模块；所述温度监测模块、所述声音监测模块、所述电流监测模块通过通讯模块与所述数据采集与存储模块连接；
[0019]该系统能够通过温度监测模块、声音监测模块和电流监测模块实时监测电力互感器铁芯、二次绕组及绝缘介质的温度、声音和电流，并通过通讯模块将监测数据传送给数据采集与存储模块，从而获知该互感器当前的温度、声音和电流的分布及变化情况以及历史变化趋势，最后通过故障诊断模块实现电力互感器的智能诊断；
[0020]通过故障诊断模块诊断的结果传输到数据采集与存储模块中，进而在发送到显示与查询模块上；
[0021]同时，显示与查询模块也能够连接数据采集与存储模块中，查询数据采集与存储模块存储的数据：温度监测模块、所述声音监测模块、所述电流监测模块检测的信号，故障诊断模块诊断的结果。
[0022]进一步，温度监测模块为光纤光栅温度传感器，所述光纤光栅温度传感器布置在电力互感器铁芯、二次绕组及绝缘介质上，将采集到的模拟信号，经由高速高精度的模数转换器转换成为数字信号，并通过通讯模块将监测数据传送给数据采集与存储模块。
[0023]进一步，声音监测模块为声音传感器，所述声音传感器布置在电力互感器铁芯、二次绕组及绝缘介质上，将采集到的模拟信号经由高速高精度的模数转换器转换成为数字信号，并通过通讯模块将监测数据传送给数据采集与存储模块。
[0024]进一步，电流监测模块为电流表，所述电流表布置在电力互感器的二次侧，将采集到的模拟信号，经由高速高精度的模数转换器转换成为数字信号，并通过通讯模块将监测数据传送给数据采集与存储模块。
[0025]进一步，数据采集与存储模块，采用个人电脑和/或云端存储服务器；所述数据采集与存储模块用于将光纤光栅温度传感器、声音传感器、电流表所采集的信息进行存储；
[0026]采集到的信息同步上传到云端存储服务器，防止个人电脑在运行时出现故障，造成监测数据的丢失；同时，通过连接云端存储服务器，工作人员在任意时间、任意地点、任意设备上对存储的数据进行访问与分析。
[0027]进一步，显示与查询模块为笔记本电脑、手机、IPAD。
[0028]一种基于决策树分类的诊断方法，采用前述的电力互感器智能诊断系统，所述故障诊断模块保存有互感器计算模型，互感器计算模型为基于决策树分类的计算模型；
[0029]包括以下步骤：
[0030]首先，通过人工智能算法对互感器计算模型进行学习训练；
[0031]其次，将数据采集与存储模块中的温度、声音和电流数据实时的传递给故障诊断模块进行分析，从而实现在设备运行中监测实时数据且实时完成故障诊断的工作。
[0032]进一步，故障诊断模块的互感器计算模型(机器学习模型)，采用CLS算法，该算法是一种决策树分类算法，采用自上至下递归建树的方式；
[0033]在CLS算法生成的决策树中，节点对应于待分类对象的属性，由某一节点引出的弧(即树干)对应于这个属性的取值，叶节点对应于分类的结果。
[0034]进一步，待分类对象的属性包括：互感器声音、二次侧电流、二次绕组温度、铁芯处温度、绝缘介质温度；
[0035]特征属性的值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力互感器智能诊断系统，其特征在于，包括：温度监测模块、声音监测模块、电流监测模块、数据采集与存储模块、故障诊断模块、显示与查询模块；所述温度监测模块用于测量互感器铁芯、二次绕组及绝缘介质的温度信号；所述声音监测模块用于测量互感器铁芯、二次绕组及绝缘介质的声音信号；所述电流监测模块用于测量互感器二次侧的电流信号；所述温度监测模块、所述声音监测模块、所述电流监测模块的输出端与数据采集与存储模块的输入端连接；所述数据采集与存储模块与故障诊断模块双向连接，即所述数据采集与存储模块的输出端与故障诊断模块的输入端连接，故障诊断模块的输出端与所述数据采集与存储模块的输入端连接；所述显示与查询模块与存储模块与故障诊断模块双向连接，即所述数据采集与存储模块的输出端与显示与查询模块的输入端连接，显示与查询模块的输出端与所述数据采集与存储模块的输入端连接。2.根据权利要求1所述的一种电力互感器智能诊断系统，其特征在于，还包括：通讯模块；所述温度监测模块、所述声音监测模块、所述电流监测模块通过通讯模块与所述数据采集与存储模块连接；该系统能够通过温度监测模块、声音监测模块和电流监测模块实时监测电力互感器铁芯、二次绕组及绝缘介质的温度、声音和电流，并通过通讯模块将监测数据传送给数据采集与存储模块，从而获知该互感器当前的温度、声音和电流的分布及变化情况以及历史变化趋势，最后通过故障诊断模块实现电力互感器的智能诊断；通过故障诊断模块诊断的结果传输到数据采集与存储模块中，进而在发送到显示与查询模块上；同时，显示与查询模块也能够连接数据采集与存储模块中，查询数据采集与存储模块存储的数据：温度监测模块、所述声音监测模块、所述电流监测模块检测的信号，故障诊断模块诊断的结果。3.根据权利要求1所述的一种电力互感器智能诊断系统，其特征在于，温度监测模块为光纤光栅温度传感器，所述光纤光栅温度传感器布置在电力互感器铁芯、二次绕组及绝缘介质上，将采集到的模拟信号，经由高速高精度的模数转换器转换成为数字信号，并通过通讯模块将监测数据传送给数据采集与存储模块。4.根据权利要求1或2或3所述的一种电力互感器智能诊断系统，其特征在于，声音监测模块为声音传感器，所述声音传感器布置在电力互感器铁芯、二次绕组及绝缘介质上，将采集到的模拟信号经由高速高精度的模数转换器转换成为数字信号，并通过通讯模块将监测数据传送给数据采集与存储模块。5.根据权利要求4所述的一种电力互感器智能诊断系统，其特征在于，电流监测模块为电流表，所述电流表布置在电力互感器的二次侧，将采集到的模拟信号，经由高速高精度的模数转换器转换成为数字信号，并通过通讯模块将监测数据传送给数据采集与存储模块。6.根据权利要求5所述的一种电力互感器智能诊断系统，其特征在于，数据采集与存储模块，采用个人电脑和/或云端存储服务器；所述数据采集与存储模块用于将光纤光栅温度传感器、声音传感器、电流表所采集的信息进行存储；
采集到的信息同步上传到云端存储服务器，防止个人电脑在运行时出现故障，造成监测数据的丢失；同时，通过连接云端存储服务器，工作人员在任意时间、任意地点、任意设备上对存储的数据进行访问与分析。7.根据权利要求6所述的一种电力互感器智能诊断系统，其特征在于，显示与查询模块为笔记本电脑、手机、IPAD。8.一种基于决策树分类的诊断方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：石颉，丁飞，申海锋，杜国庆，张海婷，胡倩，阮明霞，胡立新，张晓龙，曹登凯，
申请(专利权)人：苏州科技大学，
类型：发明
国别省市：