一种基于多分类SVM的避雷器泄漏电流检测方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于SVM的避雷器泄漏电流检测方法和系统，属于金属氧化物避雷器带电检测技术领域。具有可有效对金属氧化物避雷器运行工况进行识别的有益效果，具体方案如下：基于多分类SVM的氧化锌避雷器泄露泄漏电流检测方法包括：信号采集单元、特征处理单元、模型建立与分析单元和显示与报警单元。基于电磁式电流互感器采集得到原始泄露电流信号数据；通过主成分分析和属性约简，提取影响避雷器运行状态的关键特征量，构建氧化锌避雷器运行工况特征样本数据集；通过多分类SVM算法将特征样本进行标记形成测试样本，通过SVM算法模型对避雷器泄漏电流幅值、有效值、谐波畸变率等指标进行评价，进而识别避雷器绝缘状态的缺陷程度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多分类SVM的避雷器泄漏电流检测方法和系统


[0001]本专利技术涉及一种基于多分类SVM的避雷器泄漏电流检测方法和系统，属于金属氧化物避雷器带电检测


技术介绍

[0002]金属氧化物避雷器广泛应用于输配电网中。受其高温差、高湿度等恶劣环境及运行年限的影响，避雷器老化、受潮等问题较为突出，电网公司每年春季检修中要进行金属氧化物避雷器健康状况普测工作。金属氧化物避雷器泄漏电流的显著增加是避雷器劣化明显标志，实时监测避雷器泄漏电流的变化情况，实现对避雷器运行状态的实时监测和故障早期有效预警。目前变电站对避雷器质量的评估，采用的传统接入式测量电流手段，维护人员需要待在测线路附近，二次侧取参考电压的方式不仅存在短路的隐患，而且存在临时接线接触不良、远距离无线信号不稳定的情况，效率很低。因此，需要研究在无需现场检测的避雷器带电测试新方法，以达到同样能够判断避雷器绝缘状态的目的。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的是提供了一种基于多分类SVM的避雷器泄漏电流检测方法和系统，以非接触电流互感器为手段，确定避雷器运行过程中泄漏电流情况，以解决避雷器数据采样问题。
[0004]本专利技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种基于SVM的避雷器泄漏电流检测方法和系统，包括以下步骤：步骤1：通过非接触电磁式电流传感器获取泄露电流数据，构建泄露电流原始数据集；步骤2：对采集的原始数据集进行预处理组建样本集，提取设备测点数据特征，计算泄漏电流各次谐波数据，并处理为三维特征向量，组成设备特征数据集；步骤3：基于特征数据集构建避雷器运行状况测试样本集，采用支向量机算法训练并测试，形成泄露电流检测支持向量机算法模型；步骤4：并通过泄露电流检测支持向量机算法模型对避雷器运行工况进行识别，对泄漏电流信号分类，并将输出结果，若泄漏电流信号异常进行报警。
[0005]优选的，所述对原始数据进行预处理组建样本集的具体方式如下：通过主成分分析和属性约简的方法对原始数据处理得到特征数据，将特征数据分别作归一化处理，得到最小特征数据集合；并将最小特征数据集合，作为泄露电流测试数据集，构建避雷器泄露电流训练样本集。
[0006]优选的，所述避雷器泄露电流训练样本集划分为训练集、测试集和验证集；通过训练集和验证集用支持向量机算法对训练集进行训练，得到检测支持向量机避雷器泄露电流等级划分算法模型；通过测试集确定支持向量机算法模型对避雷器泄露电流检测的准确性。
[0007]优选的，所述避雷器运行工况进行识别具体步骤如下：将泄露电流检测支持向量机算法模型的输出结果与原始的MOA额定参数对比；根据对比结果将泄漏电流信号分类，包括正常运行、一般故障、严重故障及危急故障。
[0008]优选的，所述泄漏电流数据包括电流谐波畸变率和泄漏电流中阻性电流的谐波；第k次电流谐波畸变率计算公式如下：式中：表示泄漏电流中阻性电流的第k次谐波，表示泄漏电流中阻性电流的第n次谐波，n的取值范围为1
‑
k；第k次泄漏电流中阻性电流的谐波计算公式如下：式中：表示泄漏电流流过的非线性电阻，表示系统角频率，表示时间。
[0009]优选的，所述支持向量机判别模型的三维故障特征向量包括第一次泄漏电流中阻性电流的谐波、第三次泄漏电流中阻性电流的谐波和第五次泄漏电流中阻性电流的谐波。
[0010]一种基于多分类支持向量机的避雷器泄漏电流检测系统，包括电流测量单元、特征处理单元、模型建立与分析单元和显示与报警单元；所述电流信号采集单元用于测量避雷器阻性泄漏电流，通过监测阻性泄漏电流的幅值变化判断阀片的状态；所述特征处理单元对原始数据集进行预处理，进行数值化和归一化处理；然后进行特征选择，在特征选择中，利用主成分分析法进行特征提取，通过属性约简将原始数据集进行特征降维，将降维后的特征数据集作为后续使用的训练数据集；所述模型建立与分析单元用于构建支持向量机算法模型，训练测试支持向量机算法模型，通过训练测试后的支持向量机算法模型用于进行识别；所述显示与报警单元中显示模块联通模型建立与分析单元和报警单元，显示处理特征数据集的判断结果，并显示特征处理单元中的特征数据，将泄漏电流信号与所述泄漏电流报警值进行比较，若大于所述泄漏电流报警值，控制所述报警单元发出声光报警信号。
[0011]本专利技术的优点在于：(1) 通过基于多分类SVM的避雷器泄漏电流检测方法，通过电磁式电流互感器实现金属氧化物避雷器非接触式的泄露电流的测量。采取非接触的方式测量处于运行电压下的避雷器泄漏电流，采集的数据通过通信传输至中央处理器，维护人员可以在远离待测线路的地方安全的读取避雷器实时数据，省时且省力。
[0012](2) 通过基于多分类SVM的避雷器泄漏电流检测系统，采用SVM机器学习算法，将故障训练数据集数据按照技术标准进行分类，用支持向量机算法对训练集进行训练，利用测试集确定支持向量机算法模型对泄露电流进行检测的效果，从而对避雷器质量进行检测。
[0013](3) 本方法与系统能够实时监测变电站氧化锌避雷器实际运行状态，用户可以通
过云端服务器及时获取数据、预测故障，进一步地故障排除，提高电网运行安全性和效率。便于检修人员及时整改替换存在故障隐患的避雷器，减少停电次数，确保电力系统安全生产与电网公司运检员工的人身安全。
附图说明
[0014]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。
[0015]图1是本专利技术的系统流程图。
[0016]图2是本专利技术的系统结构示意图。
具体实施方式
[0017]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术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，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]一种基于SVM的避雷器泄漏电流检测方法和系统，包括以下步骤：步骤1：通过非接触电磁式电流传感器获取泄露电流数据，构建泄露电流原始数据集；所述泄漏电流数据包括电流谐波畸变率和泄漏电流中阻性电流的谐波；第k次电流谐波畸变率计算公式如下：式中：表示泄漏电流中阻性电流的第k次谐波，表示泄漏电流中阻性电流的第n次谐波，n的取值范围为1
‑
k；第k次泄漏电流中阻性电流的谐波计算公式如下：式中：表示泄漏电流流过的非线性电阻，表示系统角频率，表示时间。
[0019]所述支持向量机判别模型的三维故障特征向量包括第一次泄漏电流中阻性电流的谐波、第三次泄漏电流中阻性电流的谐波和第五次泄漏电流中阻性电流的谐波。
[0020]步骤2：对采集的原始数据集进行预处理组建样本集，提取设备测点数据特征，计算泄漏电流各次谐波数据，并处理为三维特征向量，组成设备特征数据集；所述对原始数据进行预处理组建样本集的具体方式如下：通过主成分分析和属性约简的方法对原始数据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多分类SVM的避雷器泄漏电流检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：通过非接触电磁式电流传感器获取泄露电流数据，构建泄露电流原始数据集；步骤2：对采集的原始数据集进行预处理组建样本集，提取设备测点数据特征，计算泄漏电流各次谐波数据，并处理为三维特征向量，组成设备特征数据集；步骤3：基于特征数据集构建避雷器运行状况测试样本集，采用支向量机算法训练并测试，形成泄露电流检测支持向量机算法模型；步骤4：并通过泄露电流检测支持向量机算法模型对避雷器运行工况进行识别，对泄漏电流信号分类，并将输出结果，若泄漏电流信号异常进行报警。2.根据权利要求1所述的基于多分类SVM的避雷器泄漏电流检测方法，其特征在于，所述对原始数据进行预处理组建样本集的具体方式如下：通过主成分分析和属性约简的方法对原始数据处理得到特征数据，将特征数据分别作归一化处理，得到最小特征数据集合；并将最小特征数据集合，作为泄露电流测试数据集，构建避雷器泄露电流训练样本集。3.根据权利要求2所述的基于多分类SVM的避雷器泄漏电流检测方法，其特征在于，所述避雷器泄露电流训练样本集划分为训练集、测试集和验证集；通过训练集和验证集用支持向量机算法对训练集进行训练，得到检测支持向量机避雷器泄露电流等级划分算法模型；通过测试集确定支持向量机算法模型对避雷器泄露电流检测的准确性。4.根据权利要求1所述的基于多分类SVM的避雷器泄漏电流检测方法，其特征在于，所述避雷器运行工况进行识别具体步骤如下：将泄露电流检测支持向量机算法模型的输出结果与原始的MOA额定参数对比；根据对比结果将泄漏电流信号分类，包括正常运行、一般故障、严重故障及危急故障。5.根据权利要求1所述的基于多分类SVM的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鑫，冯守磊，刘吉军，宁学勇，王震，李新刚，许凯强，柳涛，胡瑞雨，赵广昊，邵鹏，苟坤波，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司东营市垦利区供电公司，
类型：发明
国别省市：