一种开关柜多导联温度传感器测量效度评价方法技术

本发明专利技术为一种开关柜多导联温度传感器测量效度评价方法，传感器数据多元融合技术领域，针对现有模型评价不准确的问题，采用技术方案如下：一种开关柜多导联温度传感器测量效度评价方法，包括如下步骤：建立开关柜多导联温度监测系统；对搭建的开关柜温度检测系统进行试验标定，获得历史数据；基于灰色关联分析法，提出开关柜多导联温度传感器测量效度计算模型；将目标传感器与近邻传感器进行相似性关联，通过效度评价值评价目标传感器的数据有效性。通过开关柜温度测量数据和传感器测量点之间的关联性系数计算各传感器的测量参考值，进而获得效度评价值，作为带电运行开关柜温度传感器是否失效的依据，评价结果更准确。评价结果更准确。评价结果更准确。

【技术实现步骤摘要】
一种开关柜多导联温度传感器测量效度评价方法


[0001]本专利技术属于传感器数据多元融合
，特别涉及一种开关柜多导联温度传感器测量效度评价方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着智能电网和配电设备一二次融合技术的发展、传感器生产成本的降低，多导联形式的温度传感技术被广泛应用于开关柜内部温度状态监测。多导联形式的温度传感技术指采用分布式测量的方式，将一种或多种温度传感器布置在被测物体的内部和表面，得到被测物体多节点的温度数据，通过温度数据的多元融合还原被测物体温度分布情况的技术。
[0003]由于开关柜内部电磁环境的影响，面向开关柜温度监测的传感器的使用寿命一般都在数年以内，在长期工作过程中不可避免会出现故障、性能的衰退，导致采集到的开关柜温度状态参数发生偏移和失效。为了防止因开关柜温度传感器性能下降或失效导致的误报警和漏报警，对温度传感器测量系统本身的效度分析已经成为目前电力行业关注的热点。
[0004]开关柜内部的主要热源是开关触头和母线排，同时也是开关柜内部温度传感器集中布置的区域；母线排电流产生的热量将通过热传导、热对流和热辐射的形式将热量耦合至柜体结构件、电缆接头和外壁。由于开关柜工作环境较为稳定，因此在开关柜内部能形成具有一定规律的温度分布，不同测点温度数据具有较强的关联性，利用关联性分析进行开关柜温度传感器测量效度评价有利于指导实际生产。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的问题，本专利技术提供一种开关柜多导联温度传感器测量效度评价方法，能够应用于配置了多导联温度传感器的开关柜状态监测系统中，以便效度评价更准确，有利于指导实际生产。
[0006]本专利技术采用技术方案如下：一种开关柜多导联温度传感器测量效度评价方法，包括如下步骤：
[0007]S1，基于温度测温点的测温数据，建立开关柜多导联温度监测系统；
[0008]S2，对搭建的开关柜温度检测系统进行试验标定，记录稳态下各温度测温点的温度随开关柜中负荷电流大小的变化，以获得历史数据；
[0009]S3，通过历史数据对开关柜多导联温度监测系统中多导联温度传感器之间的关联特性及关联的概率分布进行研究，基于灰色关联分析法，提出开关柜多导联温度传感器测量效度计算模型；
[0010]S4，通过开关柜多导联温度传感器测量效度计算模型，将目标传感器与近邻传感器进行相似性关联，通过效度评价值评价目标传感器的数据有效性。
[0011]关联越是紧密的测量节点，传感器测得温度数据就越表现出趋于一致的变化规律，通过开关柜温度测量数据和传感器测量点之间的关联性系数计算各传感器的测量参考
值，进而获得效度评价值，效度评价即为数据可信度，可作为带电运行开关柜温度传感器是否失效的依据，评价结果更准确，有利于指导实际生产。
[0012]进一步地，步骤S1中，所述开关柜多导联温度监测系统具有多个温度测温点，其包括母排测点、触头测点、箱壁测点和电缆测点，所述母排测点、触头测点和电缆测点均包括A相测点、B相测点和C相测点，共10个测温点，多个温度测温点能够改善单一温度数据固有的局限性和不稳定性的缺点，有利于模型精准计算。
[0013]进一步地，步骤S2中，试验标定的过程为：
[0014]S2.1，对开关柜施加负荷电流一定时间，待开关柜内温度分布稳定后读取温度传感器数据；
[0015]S2.2，改变负荷电流大小，重复步骤S2.1，以记录稳态下各温度测温点的温度随开关柜中负荷电流大小的变化。
[0016]进一步地，步骤S3中，开关柜多导联温度传感器测量效度计算模型的具体过程为：
[0017]S3.1，在所述开关柜内共布置N个温度测量点X
i
，其中i∈[0,N
‑
1]，设Y＝X
n
为目标位置的温度监测点，其中n∈[0,N
‑
1]，X1,X2,
…
,X
n
‑1,X
n+1
,
…
,X
N
‑1为近邻温度测量点；
[0018]S3.2，对N个温度测量点X
i
进行一定时间段内的等间隔采样，得到时间序列t
k
＝{t0,t1, t2,
…
,t
m
}，其中k∈[0,m]，得到测量点X
i
的历史温度序列构成的m维向量X
i
(t
k
)，则目标位置温度序列构成的m维向量为Y(t
k
)，通过灰色关联分析法计算得到近邻温度测量点与目标位置温度监测点之间的关联系数Gamma(Y(t
k
),X
i
(t
k
))，每个温度监测点关联系数的算数平均值归一化后，获得该温度测量点与目标位置温度监测点之间的灰色关联度A
i
(t
k
)，灰色关联度构成的灰色关联度矩阵为A
N
×
N
‑1；
[0019]关联系数Gamma(Y(t
k
),X
i
(t
k
))通过如下公式获得：
[0020][0021]式中：ρ为分辨系数，取值范围0～1；a为|Y(t
k
)
‑
X
i
(t
k
)|的最小值；b为|Y(t
k
)
‑
X
i
(t
k
)|的最大值，且i≠n；
[0022]S3.3，通过获得目标位置温度监测点Y的关联度估计值Y'(t
k
)；
[0023]S3.4，通过计算获得目标位置温度监测点对应的传感器的效度。
[0024]进一步地，当GRA
Y
(t
k
)＜0.85时，说明目标传感器失效。
[0025]本专利技术具有的有益效果：
[0026]1.本申请使用了多导联的开关柜温度状态监测系统，能够改善单一温度数据固有的局限性和不稳定性的缺点，通过对同一目标的直接和间接观测值进行综合计算，实现对开关柜内部温度更精确的测量；
[0027]2.通过对开关柜内部热场进行模拟和试验，利用基于K
‑
近邻分类算法得到开关柜内各温度传感器的关联性矩阵，建立多导联温度传感器数据间的联系；
[0028]3.通过开关柜温度测量数据和传感器测量点之间的关联性系数计算各传感器的测量参考值，进而判断传感器的测量效度，可作为带电运行开关柜温度传感器是否失效的依据。
附图说明
[0029]图1为开关柜多导联温度监测系统的温度检测点分布示意图，其中：
[0030]图1(a)为柜体测点示意图；
[0031]图1(b)为母线测点示意图；
[0032]图1(c)为触头测点示意图；
[0033]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开关柜多导联温度传感器测量效度评价方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，基于温度测温点的测温数据，建立开关柜多导联温度监测系统；S2，对搭建的开关柜温度检测系统进行试验标定，记录稳态下各温度测温点的温度随开关柜中负荷电流大小的变化，以获得历史数据；S3，通过历史数据对开关柜多导联温度监测系统中多导联温度传感器之间的关联特性及关联的概率分布进行研究，基于灰色关联分析法，提出开关柜多导联温度传感器测量效度计算模型；S4，通过开关柜多导联温度传感器测量效度计算模型，将目标传感器与近邻传感器进行相似性关联，通过效度评价值评价目标传感器的数据有效性。2.根据权利要求1所述的开关柜多导联温度传感器测量效度评价方法，其特征在于，步骤S1中，所述开关柜多导联温度监测系统具有多个温度测温点，其包括母排测点、触头测点、箱壁测点和电缆测点，所述母排测点、触头测点和电缆测点均包括A相测点、B相测点和C相测点。3.根据权利要求1所述的开关柜多导联温度传感器测量效度评价方法，其特征在于，步骤S2中，试验标定的过程为：S2.1，对开关柜施加负荷电流一定时间，待开关柜内温度分布稳定后读取温度传感器数据；S2.2，改变负荷电流大小，重复步骤S2.1，以记录稳态下各温度测温点的温度随开关柜中负荷电流大小的变化。4.根据权利要求1所述的开关柜多导联温度传感器测量效度评价方法，其特征在于，步骤S3中，开关柜多导联温度传感器测量效度计算模型的具体过程为：S3.1，在所述开关柜内共布置N个温度测量点X
i
，其中i∈[0,N
‑
1]，设Y＝X
n
为目标位置的温度监测点，其中n∈[0,N
‑
1]，X1,X2,
…
,X
n
‑1,X
n+1
,
…
,X
N
‑1为近邻温度测量点；S3.2，对N个温度测量点X
i

【专利技术属性】
技术研发人员：白桦，徐世泽，王正用，邱益林，孔王莺，李江涛，徐凯宏，王若兰，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：