【技术实现步骤摘要】
一种基于卷积原型网络的断路器故障诊断方法及系统
[0001]本专利技术涉及变电站故障诊断领域，具体涉及一种基于卷积原型网络的断路器故障诊断方法及系统。
技术介绍
[0002]高压断路器在电网稳定控制和故障隔离中扮演着十分关键的作用，对其进行运行维护是变电检修人员日常工作的重要内容。随着电网规模的不断扩大，断路器的设备型号及种类繁多、运行环境复杂，传统的定期检修已无法满足电网对电气设备状态检修的要求。因此，有必要提高对断路器运行状态的监测水平，以理论分析为基础，依托实际监测数据，研究更为实用、高效的断路器故障诊断技术，辅助检修人员更准确地制定检修策略，提高检修效率，为电网的安全运行提高保障。
[0003]目前对于高压断路器故障诊断的研究多以分合闸线圈电流波形为分析对象，通过对分合闸过程中不同阶段的电流波形特征分析，以实现对断路器相应故障原因的判断。现有方法很好的研究了对断路器已知故障类型的分析和诊断，然而实际上，断路器历史数据中故障样本数量较少，仅通过仿真或模拟实验并不能掌握断路器全部的故障情况，并且传统的基于封闭集的...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于卷积原型网络的断路器故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，采集断路器故障数据，并对断路器故障数据进行预处理，得到断路器故障数据训练样本集；步骤2，构建卷积原型网络的断路器故障诊断模型，输入训练样本集对模型进行训练，将样本特征空间距离作为卷积原型网络的断路器故障诊断模型的优化目标；步骤3，将断路器故障数据样本集输入训练过的卷积原型网络的断路器故障诊断模型，得到故障诊断结果。2.根据权利要求1所述的一种基于卷积原型网络的断路器故障诊断方法，其特征在于，步骤1中断路器故障数据包括：线圈老化数据A，线圈老化数据B，线圈老化数据C，铁芯卡涩数据A，铁芯卡涩数据B。3.根据权利要求1所述的一种基于卷积原型网络的断路器故障诊断方法，其特征在于，步骤1中断路器故障数据预处理方法包括：均值法，EMD法，小波分解法。4.根据权利要求1所述的一种基于卷积原型网络的断路器故障诊断方法，其特征在于，步骤2中卷积原型网络的断路器故障诊断模型包括：输入层，卷积池化层1，卷积池化层2和全连接层，使用分类函数对卷积层输出特征进行分类，引入类邻域对损失函数进行训练，损失函数用于驱动卷积层超参数的更新，使用模型训练过程具体包括：步骤2.1，以聚类的方法构建分类函数，对断路器故障数据训练样本集进行分类，若样本相对于某一类的匹配度最高也就是样本特征空间距离最小则可判定样本的所属类别；步骤2.2，通过概率形式量化匹配度的大小，对分类函数进行改进；步骤2.3，根据改进的分类函数对样本特征空间距离估算；步骤2.4，引入类邻域对损失函数进行训练，以特征聚类的目标直接驱动卷积原型网络的断路器故障诊断模型对样本特征提取的优化。5.根据权利要求4所述的一种基于卷积原型网络的断路器故障诊断方法，其特征在于，步骤2.1包括：分类函数如公式(3)～(4)所示：分类函数如公式(3)～(4)所示：式中，C表示样本总类型数量，i表示样本分类类别，j表示每个类的原型样本点编号，j∈{1,2,
…
,K}，K表示每个类型选取原型样本的数量，f(x)表示卷积原型网络函数，m
ij
表示原型样本点，g
i
(x)表示样本x与已知类i的匹配得分；对于样本，如果与所有已知类都不匹配，表达为：式中，
T表示样本特征与各类原型样本的匹配度阈值。6.根据权利要求5所述的一种基于卷积原型网络的断路器故障诊断方法，其特征在于，步骤2.2包括：匹配度计算方法转换为公式(6)所示：式中，表示两个向量之间的距离，p
i
(x)表示概率量化后样本x与已知类i的匹配得分，γ表示控制距离结果向概率形式转换的超参数，取值0.001，将公式(5)改写为：式中，T1表示概率形式的匹配度阈值。7.根据权利要求6所述的一种基于卷积原型网络的断路器故障诊断方法，其特征在于，步骤2.3具体包括：假设对于样本x，i1和i2代表某类型中特征距离与样本x最接近和次接近的两个样本，j为非同类样本，则三个样本的特征距离关系表达为：g
i1
(x)＞g
i2
(x)＞＞g
j
(x)(...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈昊，沙浩源，王东，李大雷，叶昱媛，陈玮光，黄祖荣，佘昌佳，孙子昌，吴晓欣，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司南京供电分公司，
类型：发明
国别省市：
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