面向电力设备状态监测的电流阵列传感系统的设计方法技术方案

本发明专利技术公开了一种面向电力设备状态监测的电流阵列传感系统的设计方法，包括：确定电流阵列传感系统的构成要素以及各个构成要素之间的相互关系；根据各个构成要素之间的相互关系，确定各个构成要素的邻接矩阵，其中所述邻接矩阵为表示各个构成要素间基本二元关系情况的方阵；根据所述邻接矩阵，建立电流阵列传感系统的可达矩阵；在所述可达矩阵的基础上，建立电流阵列传感系统的递接结构模型，其中所述递接结构模型用于反映各个构成要素间的层次地位；根据所述递接结构模型，绘制电流阵列传感系统的多级递阶结构图；根据所述多级递阶结构图，建立电流阵列传感系统的解释结构模型。模型。模型。

【技术实现步骤摘要】
面向电力设备状态监测的电流阵列传感系统的设计方法


[0001]本专利技术涉及电力设备状态评估
，并且更具体地，涉及一种面向电力设备状态监测的电流阵列传感系统的设计方法。

技术介绍

[0002]局部放电、套管末屏电流、避雷器泄露电流、变压器铁芯接地电流为主的小电流检(监)测体系。目前主要以便携式检测设备巡检和独立的在线监测装置为主。带电检测一般采用便携式检测设备在运行状态下，对设备状态量进行现场检测；在线监测是通过在运行设备上加装传感器，长期、连续的采集数据并通过网络上送至主站平台。但是这两种方式均存在一定的弊端：
[0003]带电检测无法及时发现变电主设备异常状态。带电检测增加运维人员负担，无法连续获取状态量，特别是暂态量、随机量，因此检测效率不高；另外由于高压带电检测具有一定的危险性，作业人员需持有专业作业执照；带电检测结果加入了人为因素，如设备读数、记录精度等。
[0004]在线监测方式仍各自独立，无法形成监测网络系统。对于在线监测方式：相关厂家各自形成独立系统，无法进行互联互通；传感器信号与接口不一致，通用性不好，一旦一个传感器出现故障，必须找到原厂家原系列产品，大大增加维护成本；目前在线监测装置以有线有源传感器为主，给类小电流传感器安装后布线复杂，且容易受到干扰。
[0005]综上所述，需要在输变电物联网建设体系中，建立变电设备阵列电流监测传感网络，实现不同设备不同电流类型同步宽频检测，形成整体感知体系。为此，系统化地提出变电主设备电流量传感网设计架构，实现站域变电设备宽频电流特征量感知系统，突破现有的在线监测系统的专有性、独立性，实现站域数据共享，实现传感器互联互通，进而基于系统工程理论对传感器布置与运行策略进行优化提升，最终实现站域设备的状态监测。
[0006]
技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的电力设备状态监测方式无法形成监测网络系统、通用性差、容易受到干扰的问题，本专利技术提供一种面向电力设备状态监测的电流阵列传感系统的设计方法。
[0008]根据本专利技术的一个方面，提供了一种面向电力设备状态监测的电流阵列传感系统的设计方法，包括：
[0009]确定电流阵列传感系统的构成要素以及各个构成要素之间的相互关系；
[0010]根据各个构成要素之间的相互关系，确定各个构成要素的邻接矩阵，其中所述邻接矩阵为表示各个构成要素间基本二元关系情况的方阵；
[0011]根据所述邻接矩阵，建立电流阵列传感系统的可达矩阵；
[0012]在所述可达矩阵的基础上，建立电流阵列传感系统的递接结构模型，其中所述递
接结构模型用于反映各个构成要素间的层次地位；
[0013]根据所述递接结构模型，绘制电流阵列传感系统的多级递阶结构图；
[0014]根据所述多级递阶结构图，建立电流阵列传感系统的解释结构模型。
[0015]可选地，确定电流阵列传感系统的构成要素以及各个构成要素之间的相互关系的操作，包括：
[0016]选取变电站内各类变电设备的类型、传感器安装位置、电流传感器的类型，以及变电设备接地引线的工频电流、高频电流、局部放电电流、相对介损电流作为电流阵列传感系统的构成要素；
[0017]定义各个构成要素间的二元关系；
[0018]并且，根据各个构成要素之间的相互关系，确定构成要素的邻接矩阵的操作，包括：
[0019]对每个构成要素进行编号；
[0020]基于每个构成要素的编号，将定义的二元关系矩阵化，得到构成要素的邻接矩阵。
[0021]可选地，根据所述邻接矩阵，建立电流阵列传感系统的可达矩阵的操作，包括：
[0022]根据邻接矩阵A，按以下公式计算电流阵列传感系统的可达矩阵M：
[0023]M＝(A+I)
r
；
[0024]式中，I为单位矩阵；r为可达路径数。
[0025]可选地，在所述可达矩阵的基础上，建立电流阵列传感系统的递接结构模型的操作，包括：
[0026]在所述可达矩阵的基础上，定义多个集合类型，其中所述多个集合类型包括可达集、先行集、共同集、起始集和终止集；
[0027]确定各个构成要素所处的集合类型；
[0028]根据各个构成要素所处的集合类型，确定各个构成要素的层次地位；
[0029]根据各个构成要素的层次地位，建立电流阵列传感系统的递接结构模型。
[0030]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种面向电力设备状态监测的电流阵列传感系统的设计装置，包括：
[0031]第一确定模块，用于确定电流阵列传感系统的构成要素以及各个构成要素之间的相互关系；
[0032]第二确定模块，用于根据各个构成要素之间的相互关系，确定各个构成要素的邻接矩阵，其中所述邻接矩阵为表示各个构成要素间基本二元关系情况的方阵；
[0033]第一建立模块，用于根据所述邻接矩阵，建立电流阵列传感系统的可达矩阵；
[0034]第二建立模块，用于在所述可达矩阵的基础上，建立电流阵列传感系统的递接结构模型，其中所述递接结构模型用于反映各个构成要素间的层次地位；
[0035]绘制模块，用于根据所述递接结构模型，绘制电流阵列传感系统的多级递阶结构图；
[0036]第三建立模块，用于根据所述多级递阶结构图，建立电流阵列传感系统的解释结构模型。
[0037]可选地，所述第一确定模块，包括：
[0038]要素选取子模块，用于选取变电站内各类变电设备的类型、传感器安装位置、电流
传感器的类型，以及变电设备接地引线的工频电流、高频电流、局部放电电流、相对介损电流作为电流阵列传感系统的构成要素；
[0039]二元关系定义子模块，用于定义各个构成要素间的二元关系；
[0040]并且，所述第二确定模块，包括：
[0041]编号子模块，用于对每个构成要素进行编号；
[0042]矩阵化子模块，用于基于每个构成要素的编号，将定义的二元关系矩阵化，得到构成要素的邻接矩阵。
[0043]可选地，所述第一建立模块，包括：
[0044]可达矩阵建立子模块，用于根据邻接矩阵A，按以下公式计算电流阵列传感系统的可达矩阵M：
[0045]M＝(A+I)
r
；
[0046]式中，I为单位矩阵；r为可达路径数。
[0047]可选地，所述第二建立模块，包括：
[0048]集合定义子模块，用于在所述可达矩阵的基础上，定义多个集合类型，其中所述多个集合类型包括可达集、先行集、共同集、起始集和终止集；
[0049]第一确定子模块，用于确定各个构成要素所处的集合类型；
[0050]第二确定子模块，用于根据各个构成要素所处的集合类型，确定各个构成要素的层次地位；
[0051]递接结构模型建立子模块，用于根据各个构成要素的层次地位，建立电流阵列传感系统的递接结构模型。
[0052]根据本专利技术的另一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向电力设备状态监测的电流阵列传感系统的设计方法，其特征在于，包括：确定电流阵列传感系统的构成要素以及各个构成要素之间的相互关系；根据各个构成要素之间的相互关系，确定各个构成要素的邻接矩阵，其中所述邻接矩阵为表示各个构成要素间基本二元关系情况的方阵；根据所述邻接矩阵，建立电流阵列传感系统的可达矩阵；在所述可达矩阵的基础上，建立电流阵列传感系统的递接结构模型，其中所述递接结构模型用于反映各个构成要素间的层次地位；根据所述递接结构模型，绘制电流阵列传感系统的多级递阶结构图；根据所述多级递阶结构图，建立电流阵列传感系统的解释结构模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定电流阵列传感系统的构成要素以及各个构成要素之间的相互关系的操作，包括：选取变电站内各类变电设备的类型、传感器安装位置、电流传感器的类型，以及变电设备接地引线的工频电流、高频电流、局部放电电流、相对介损电流作为电流阵列传感系统的构成要素；定义各个构成要素间的二元关系；并且，根据各个构成要素之间的相互关系，确定构成要素的邻接矩阵的操作，包括：对每个构成要素进行编号；基于每个构成要素的编号，将定义的二元关系矩阵化，得到构成要素的邻接矩阵。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述邻接矩阵，建立电流阵列传感系统的可达矩阵的操作，包括：根据邻接矩阵A，按以下公式计算电流阵列传感系统的可达矩阵M：M＝(A+I)
r
；式中，I为单位矩阵；r为可达路径数。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述可达矩阵的基础上，建立电流阵列传感系统的递接结构模型的操作，包括：在所述可达矩阵的基础上，定义多个集合类型，其中所述多个集合类型包括可达集、先行集、共同集、起始集和终止集；确定各个构成要素所处的集合类型；根据各个构成要素所处的集合类型，确定各个构成要素的层次地位；根据各个构成要素的层次地位，建立电流阵列传感系统的递接结构模型。5.一种面向电力设备状态监测的电流阵列传感系统的设计装置，其特征在于，包括：第一确定模块，用于确定电流阵列传感系统的构成要素以及各个构成要素之间的相互关系；第二确定模块，用于根据各个构成要素之间的相互关系，确定各个构成要素的邻接矩阵，其中所述邻接矩阵为表示各个构...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜非，于浩，袁帅，毕建刚，常文治，付德慧，弓艳朋，杨圆，王广真，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：