基于故障录波的高压开关三相不同期诊断预警方法、系统及介质技术方案

本发明专利技术公开了一种基于故障录波的高压开关三相不同期诊断预警方法、系统、计算机设备和存储介质，所述方法包括：对故障录波数据进行读取，获取故障发生前后的信号数据；根据信号数据，得到可用于三相不同期诊断的电流录波特征值；根据信号数据，分析高压开关变位情况；针对高压开关变位情况，根据电流录波特征值，计算高压开关三相分合闸时间，进而分析高压开关三相分合闸不同期性存在的风险；针对高压开关变位情况，根据故障录波数据对高压开关分合闸不同期性进行分析，生成高压开关分合闸三相不同期诊断报告。本发明专利技术提供的方法能够及时发现高压开关隐患，提高了电网安全运行的稳定性，具有较强的工程应用价值。具有较强的工程应用价值。具有较强的工程应用价值。

【技术实现步骤摘要】
基于故障录波的高压开关三相不同期诊断预警方法、系统及介质


[0001]本专利技术涉及一种基于故障录波的高压开关三相不同期诊断预警方法、系统、计算机设备和存储介质，属于高压开关诊断


技术介绍

[0002]高压开关在电网中一方面用于控制线路和电气设备的投入投出运行，另一方面结合继电保护系统产生的分合闸信号对线路和设备进行故障切除，保护电力系统的安全运行。目前220KV及以上的高压开关由于线路间安全距离较大，因此每相触头使用一组操作机构，开关动作时由三组操作机构同时动作进行分合闸，在分闸(合闸)动作时操作机构不能联动操作，动作首相和末相的时间差大于一定阈值将出现三相不同期问题。根据《35kV～500kV SF6瓷柱式开关技术规范书》和《110kV
‑
500kV组合电器(GIS和HGIS)技术规范书》要求，高压开关的三相分闸不同期时间须小于3ms，合闸不同期时间须小于5ms，开关分合闸时间须小于60ms。
[0003]高压开关在电网保护中由于多次分合闸产生较多磨损，若定期检修调整不当极易导致高压开关三相同期性发生改变，当三相不同期时间超出规定范围时，一方面由于瞬间电流较大造成接触部分发热，导致开关打火甚至烧毁；另一方面造成电力系统非全相运行，导致继电保护设备误动作。
[0004]目前电网220kV及以上电压等级均配置了录波器，可以对包括三相开关各相的分位和合位信号等信息进行收集。并且随着数据驱动在工业和电力领域的应用越来越广泛，基于数据分析发掘电力数据中蕴藏的规律成为电网目前的主流研究方向，但是目前已有针对三项不同期的诊断预警大多基于分类进行，该研究方法需要事先使用部分不同期数据进行建模，极易因为数据质量问题导致模型精度不高，出现诊断结果不准确的问题。

技术实现思路

[0005]为了解决上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于故障录波的高压开关三相不同期诊断预警方法、系统、计算机设备和存储介质，利用最小二乘法对故障录波数据进行智能分析，通过拟合故障录波曲线，结合高压开关分合闸数据构建三相不同期智能诊断模型，定期对电网开关状态进行分析，及时发现高压开关隐患，辅助巡检人员进行判断，保障电网的安全、稳定、可靠运行。
[0006]本专利技术的第一个目的在于提供一种基于故障录波的高压开关三相不同期诊断预警方法。
[0007]本专利技术的第二个目的在于提供一种高压开关三相不同期诊断系统。
[0008]本专利技术的第三个目的在于提供一种计算机设备。
[0009]本专利技术的第四个目的在于提供一种存储介质。
[0010]本专利技术的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0011]一种基于故障录波的高压开关三相不同期诊断预警方法，所述方法包括：
[0012]对故障录波数据进行读取，获取故障发生前后的信号数据；其中，所述信号数据包括电气量和保护、重合闸以及三相开关分合闸状态信号数据；
[0013]根据故障发生前后的电气量，得到可用于三相不同期诊断的电流录波特征值；
[0014]根据保护、重合闸以及三相开关分合闸状态信号数据，分析高压开关变位情况；
[0015]针对高压开关变位情况，根据所述电流录波特征值，计算高压开关三相分合闸时间；
[0016]根据所述高压开关三相分合闸时间，分析高压开关三相分合闸不同期性存在的风险；
[0017]针对高压开关变位情况，根据所述故障录波数据对高压开关分合闸不同期性进行分析，生成高压开关分合闸三相不同期诊断报告。
[0018]进一步的，所述根据保护、重合闸以及三相开关分合闸状态信号数据，分析高压开关变位情况，具体包括：
[0019]根据所述三相开关分合闸状态信号数据判断，若开关变位为无保护跳闸或者开关在保护跳闸信号之前变位，则根据所述电流录波特征值，计算高压开关三相分合闸时间；否则：
[0020]若三相开关在保护跳闸信号之前未变位，则判断保护跳闸开关变位情况：
[0021]若满足下述三种情况中任意一种，则根据所述电流录波特征值，计算高压开关三相分合闸时间：(1)开关变位时间小于保护动作时间且开关变位数量为3；(2)开关变位时间大于等于保护动作时间且重合闸信号未发生变位；(3)开关变位时间大于等于保护动作时间且重合闸信号发生变位且开关变位数量不为1；
[0022]若满足开关变位时间小于保护动作时间且开关变位数量不为3，则针对高压开关变位情况，根据所述故障录波数据对高压开关分合闸不同期性进行分析，生成高压开关分合闸三相不同期诊断报告。
[0023]进一步的，所述根据所述电流录波特征值，计算高压开关三相分合闸时间，具体包括：
[0024]利用最小二乘法对电流录波特征值进行曲线拟合，求解高压开关分合闸时刻；
[0025]根据所述高压开关分合闸时刻，计算高压开关三相分合闸时间。
[0026]进一步的，所述根据所述高压开关分合闸时刻，计算高压开关三相分合闸时间，具体包括：
[0027]令高压开关三相分闸时刻为T
SA
、T
SB
、T
SC
，高压开关三相合闸时刻为T
EA
、T
EB
、T
EC
，T
SABC
为高压开关三相分闸不同期时间，T
EABC
为高压开关三相合闸不同期时间，则：
[0028]高压开关分闸三相不同期时间为T
SABC
＝max(T
SA
,T
SB
,T
SC
)
‑
min(T
SA
,T
SB
,T
SC
)；
[0029]高压开关合闸三相不同期时间为T
EABC
＝max(T
EA
,T
EB
,T
EC
)
‑
min(T
EA
,T
EB
,T
EC
)。
[0030]进一步的，所述利用最小二乘法对电流录波特征值进行曲线拟合，求解高压开关分合闸时刻，具体包括：
[0031]定义高压开关分合闸过程中电流录波由正弦交流分量y1和衰减直流分量y2组成，令
[0032][0033]其中，x0为振幅；x1t+x2表示相位，x1为角频率，x2为初相角，t为时间；x3为衰减相关系数，x4为衰减常数；
[0034]因此最小二乘法曲线拟合的目标函数如下：
[0035]y＝y1+y2＝x0sin(x1t+x2)+x3t+x4(x0≠0)
[0036]其中，y为高压开关分合闸电流数字信号求解目标值；
[0037]目标函数满足如下公式：
[0038][0039]其中，S为均方差，i为分合闸时刻前后的采样点序列，(t
i
,y
i
)为录波数据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于故障录波的高压开关三相不同期诊断预警方法，其特征在于，所述方法包括：对故障录波数据进行读取，获取故障发生前后的信号数据；其中，所述信号数据包括电气量和保护、重合闸以及三相开关分合闸状态信号数据；根据故障发生前后的电气量，得到可用于三相不同期诊断的电流录波特征值；根据保护、重合闸以及三相开关分合闸状态信号数据，分析高压开关变位情况；针对高压开关变位情况，根据所述电流录波特征值，计算高压开关三相分合闸时间；根据所述高压开关三相分合闸时间，分析高压开关三相分合闸不同期性存在的风险；针对高压开关变位情况，根据所述故障录波数据对高压开关分合闸不同期性进行分析，生成高压开关分合闸三相不同期诊断报告。2.根据权利要求1所述的高压开关三相不同期诊断预警方法，其特征在于，所述根据保护、重合闸以及三相开关分合闸状态信号数据，分析高压开关变位情况，具体包括：根据所述三相开关分合闸状态信号数据判断，若开关变位为无保护跳闸或者开关在保护跳闸信号之前变位，则根据所述电流录波特征值，计算高压开关三相分合闸时间；否则：若三相开关在保护跳闸信号之前未变位，则判断保护跳闸开关变位情况：若满足下述三种情况中任意一种，则根据所述电流录波特征值，计算高压开关三相分合闸时间：(1)开关变位时间小于保护动作时间且开关变位数量为3；(2)开关变位时间大于等于保护动作时间且重合闸信号未发生变位；(3)开关变位时间大于等于保护动作时间且重合闸信号发生变位且开关变位数量不为1；若满足开关变位时间小于保护动作时间且开关变位数量不为3，则针对高压开关变位情况，根据所述故障录波数据对高压开关分合闸不同期性进行分析，生成高压开关分合闸三相不同期诊断报告。3.根据权利要求1～2任一项所述的高压开关三相不同期诊断预警方法，其特征在于，所述根据所述电流录波特征值，计算高压开关三相分合闸时间，具体包括：利用最小二乘法对电流录波特征值进行曲线拟合，求解高压开关分合闸时刻；根据所述高压开关分合闸时刻，计算高压开关三相分合闸时间。4.根据权利要求3所述的高压开关三相不同期诊断预警方法，其特征在于，所述根据所述高压开关分合闸时刻，计算高压开关三相分合闸时间，具体包括：令高压开关三相分闸时刻为T
SA
、T
SB
、T
SC
，高压开关三相合闸时刻为T
EA
、T
EB
、T
EC
，T
SABC
为高压开关三相分闸不同期时间，T
EABC
为高压开关三相合闸不同期时间，则：高压开关分闸三相不同期时间为T
SABC
＝max(T
SA
,T
SB
,T
SC
)
‑
min(T
SA
,T
SB
,T
SC
)；高压开关合闸三相不同期时间为T
EABC
＝max(T
EA
,T
EB
,T
EC
)
‑
min(T
EA
,T
EB
,T
EC
)。5.根据权利要求3所述的高压开关三相不同期诊断预警方法，其特征在于，所述利用最小二乘法对电流录波特征值进行曲线拟合，求解高压开关分合闸时刻，具体包括：定义高压开关分合闸过程中电流录波由正弦交流分量y1和衰减直流分量y2组成，令其中，x0为振幅；x1t+x2表示相位，x1为角频率，x2为初相角，t为时间；x3为衰减相关系
数，x4为衰减常数；因此最小二乘法曲线拟合的目标函数如下：y＝y1+y2＝x0sin(x1t+x2)+x3t+x4(x0≠0)其中，y为高压开关分合闸电流数字信号求解目标值；目标函数满足如下公式：其中，S为均方差，...

【专利技术属性】
技术研发人员：高强，李妍红，张少凡，王莉，张敏，蔡燕春，秦绮蒨，王聪，曹杰，马志宾，蒋雨晨，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：