CN112285631A - 一种电流互感器主动预警的判断方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电流互感器主动预警方法及系统，通过对运检变电各类数据进行统一汇集和分析，根据所采集的状态信息量进行单一状态信息量预警和综合状态信息量预警，并对各种预警方式的预警算法进行设计，提高了电流互感器预警的可靠性，帮助变电站运维人员提前发现电流互感器问题进行处理。
Description
技术领域
本发明涉及变电站运行检查相关技术领域，尤其涉及一种针对变电站中的电流互感器主动预警的判断方法及系统。
背景技术
目前，变电站运检工作主要通过设备监控与运检人员人工巡检的方式联合开展。位于安全I区的主设备监控系统对变电主设备的运行数据进行采集，位于安全III区的辅助设备监控系统对辅助设备进行数据采集。主辅设备信息在运检工作站集中展示，当出现故障和异常时报警，监控系统提醒运检人员到问题现场进行进一步的判断和处理。与此同时，运检人员定期对各类变电设备进行运维巡视、带电检测、停电试验等，对设备的状态进行全面的巡检。
由于目前变电站内各类设备内部感知技术不完善、监视手段不全，部分在线监测数据准确性差、实效性不强，难以准确反映设备实际状况。站内积累的主辅设备监测数据缺乏有效的管理和分析手段，无法对设备状态进行自动分析评估，异常发生时需人工综合各类信息进行筛选、评价，工作量大、效率低、准确性不可控。并且还同时存在各类监控系统独立、界面分散、设备覆盖不全、主辅设备信息无法有效共享的问题，通过多种监测手段获取的设备运行数据无法有效利用，各种主设备故障问题无法提前预警，造成设备故障甚至停运，对变电站运行造成极大威胁；同时变电运维人员对设备缺乏有效监控手段，大量工作靠人工控制，设备产生异常状态或故障后，故障判断和处理主要依赖人为经验，反应时间长，处理效率低、效果差，通过运检人员无法对设备状态准备诊断，无法有效避免故障发生。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种电流互感器主动预警的判断方法及系统。通过坚持数据共享理念、充分发挥“云大物移链”等信息化技术手段，充分整合站内主辅设备运行信息，利用站内监控主机边缘计算能力，完成运检变电各类数据统一汇集和分析，建立电流互感器主动预警模型，收集变电电力互感器的全维度状态数据，应用各类判别规则及模型，自动分析设备基本信息、实时运行状态、在线监测、带电检测、反措排查、不良工况、缺陷、检修、试验等数据，进行自主诊断并提前发出预警，实现设备智能管理、智能诊断及主动预警功能，辅助运检人员进行设备预警、缺陷分析及决策处理。对设备问题进行提前发现和处置异常，提高电网和设备安全水平。
为达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电流互感器主动预警方法，包括：
获取多维表征电流互感器状态的状态信息量；
根据所述状态信息量进行综合状态信息量预警：
在所选取的主要状态信息量超出第一预警阈值时，进行红色预警；
在所选取的主要状态信息量未超出第一预警阈值时，参考辅助状态信息量的状态，根据预设规则进行红色预警、黄色预警和蓝色预警中的一种预警。
进一步的，所述红色预警表示需立刻采取措施，黄色预警表示需加强监视或进一步分析，蓝色预警表示需关注或跟踪分析。
进一步的，所述综合状态信息量预警，包括放电缺陷预警、绝缘受潮缺陷预警和接头过热缺陷预警。
进一步的，所述放电缺陷预警中，所述主要状态信息量包括乙炔含量，所述辅助状态信息量包括氢气、总烃、油位和油压，所述第一阈值为1ppm，包括：
当乙炔含量≥1ppm时，发出红色预警；
当0.1ppm≤乙炔含量<1ppm时，参考辅助状态信息量的状态：
当所述辅助状态信息量中的至少一项超出各自的预警阈值时，发出红色预警；
当所述辅助状态信息量中的所有项均为正常状态时，发出蓝色预警；
当所述辅助状态信息量的状态为除上述情况的其他状态时，发出黄色预警。
进一步的，所述绝缘受潮缺陷预警中，所述主要状态信息量包括氢气含量，所述辅助状态信息量包括微水、总烃、油位、油压和相对介损，所述第一阈值为150ppm，包括：
当氢气含量≥150ppm时，发出红色预警；
当10ppm≤乙炔含量<150ppm时，参考辅助状态信息量的状态：
当所述辅助状态信息量中的至少一项超出各自的预警阈值时，发出红色预警；
当所述辅助状态信息量中的所有项均为正常状态时，发出蓝色预警；
当所述辅助状态信息量的状态为除上述情况的其他状态时，发出黄色预警。
进一步的，所述接头过热缺陷预警中，所述主要状态信息量包括红外热点温度，所述辅助状态信息量包括实时负荷电流和环境温度，所述第一阈值为80℃，包括：
当红外热点温度≥80℃时，发出红色预警；
当环境温度+10℃≤红外热点温度<80℃时，参考辅助状态信息量的状态：
根据所述实时负荷电流和环境温度换算出100％线路负荷电流条件下的温度TN；
当TN≥110℃时，发出黄色预警；
当TN<110℃时，发出蓝色预警。
进一步的，所述综合状态信息量预警之前，还包括单一状态信息量预警：
当单一状态信息量预警中的状态信息量超出第二预警阈值时，发出红色预警，否则，进入综合状态信息量预警。
根据本发明的另一个方面，提供一种电流互感器主动预警系统，包括状态信息量获取模块、单一状态信息量预警模块、以及综合状态信息量预警模块；其中，
所述状态信息量获取模块，获取多维表征电流互感器状态的状态信息量，并将其输出至所述单一状态信息量预警模块和综合状态信息量预警模块；
所述单一状态信息量预警模块，当单一状态信息量预警中的状态信息量超出第二预警阈值时，发出红色预警，否则，进入综合状态信息量预警模块；
所述综合状态信息量预警模块，在所选取的主要状态信息量超出第一预警阈值时，进行红色预警；在所选取的主要状态信息量未超出第一预警阈值时，参考辅助状态信息量的状态，根据预设规则进行红色预警、黄色预警和蓝色预警中的一种预警。
进一步的，所述红色预警表示需立刻采取措施，黄色预警表示需加强监视或进一步分析，蓝色预警表示需关注或跟踪分析。
进一步的，所述综合状态信息量预警模块包括放电缺陷预警模块、绝缘受潮缺陷预警模块和接头过热缺陷预警模块。
综上所述，本发明提供了一种电流互感器主动预警方法及系统，通过对运检变电各类数据进行统一汇集和分析，根据所采集的状态信息量进行单一状态信息量预警和综合状态信息量预警，并对各种预警方式的预警算法进行设计，提高了电流互感器预警的可靠性，帮助变电站运维人员提前发现电流互感器问题进行处理。
附图说明
图1是本发明电流互感器主动预警方法应用的变电运维班一体化监控系统的结构示意图；
图2是本发明第一实施例电流互感器主动预警方法的实施流程图；
图3是本发明另一实施例电流互感器主动预警方法的实施流程图；
图4是本发明电流互感器主动预警系统的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
下面对本发明的技术方案进行详细说明，本发明提供了一种电流互感器主动预警方法及系统。图1示出了本发明电流互感器主动预警方法以及系统应用的变电运维班一体化监控系统的结构示意图，如图1所示，该电流互感器主动预警系统部署在电力系统安全IV区，通过接入站端的巡检主机和视频监控主机，以及电力系统安全II区的主辅设备一体化监控主机，获得表征电流互感器状态的信息。电力系统安全II区的主辅设备一体化监控主机通过正向隔离系统接入电流互感器主动预警系统。
根据本发明的一个实施例，提供了一种电流互感器主动预警方法，该方法的实施流程图如图2所示，包括：
获取多维表征电流互感器状态的状态信息量。其中所涉及的状态信息量，为通过对直接或间接表征设备状态的各类信息，包括以下几种类型状态量：
(1)基础数据：设备的基础信息主要包括：铭牌参数、型式试验报告、出厂试验报告等。
(2)运行信息：设备的运行信息主要包括：设备运行工况记录信息、历年缺陷及异常记录、电压电流信息等。
(3)巡检信息：设备的巡检数据主要包括：红外、油位巡检等信息。
(4)检修数据：设备各类检测、缺陷等信息。
(5)在线监测数据：设备的各类在线监测所获信息。
根据所述状态信息量进行综合状态信息量预警：
在所选取的主要状态信息量超出第一预警阈值时，进行红色预警；
在所选取的主要状态信息量未超出第一预警阈值时，参考辅助状态信息量的状态，根据预设规则进行红色预警、黄色预警和蓝色预警中的一种预警。
电流互感器主动预警级别总体上分为三级，按照对设备安全运行影响的严重性和紧急程度，将主动预警信号颜色分为蓝色预警、黄色预警和红色预警三类，针对不同的预警级别，采取不同的应急、检测及检修策略。其中，红色预警表示设备的状态信息量超过相关标准限值，或变化趋势明显，设备可能存在缺陷，并有可能发展为故障，急需采取相应措施。黄色预警表示设备状态信息量的变化趋势朝着标准限值方向发展，但未超过标准限值，设备可能存在隐患，需加强监视或进一步的分析评估。蓝色预警表示设备单一或部分状态信息量异常,暂不影响设备运行，设备处于仅需关注或跟踪分析的状态。
为了体现上述表征电流互感器状态的状态信息量的重要程度，将各状态信息的类型分为以下两种：
主要状态信息量：在进行综合状态信息量预警时，达到阈值后能够启动主动预警流程的状态信息量。
辅助状态信息量：在进行综合状态信息量预警时，在预警流程中参与判断预警级别的状态信息量。
上述表征电流互感器状态的状态信息量的数据来源如表1所示：
表1
根据某些实施例，所述综合状态信息量预警，包括放电缺陷预警、绝缘受潮缺陷预警和接头过热缺陷预警。下面对各种预警方式的预测策略进行详细说明。
与放电缺陷产生原因的相关因素有：内部含气泡、杂质颗粒、绝缘损伤等缺陷，电位悬浮、内部放电、开路、松动等内部缺陷，末屏内部连接不良。在放电缺陷预警中，主要状态信息量为乙炔含量，辅助状态信息量为氢气、总烃、油位和油压，所述第一阈值为1，包括：
当乙炔含量≥1ppm时，发出红色预警；运检策略为尽快停电检修，停电前加强巡检；
当0.1ppm≤乙炔含量<1ppm时，参考辅助状态信息量的状态：
当所述辅助状态信息量中的至少一项超出各自的预警阈值时，发出红色预警；运检策略为尽快停电检修，停电前加强巡检；
当所述辅助状态信息量中的所有项均为正常状态时，发出蓝色预警；运检策略为持续跟踪，关注乙炔变化趋势；
当所述辅助状态信息量的状态为除上述情况的其他状态时，发出黄色预警；运检策略为持续跟踪、缩短取油色谱分析周期、加强红外、油位专业巡检等。
与放电缺陷预警相关的主要状态量、辅助状态量、预警级别、运检策略等信息如表2所示：
表2
与绝缘受潮缺陷产生原因的相关因素有：外部进水、金属膨胀器安装工艺控制不良，干燥工艺控制不良。在绝缘受潮缺陷预警中，主要状态信息量为氢气含量，辅助状态信息量为微水、总烃、油位、油压和相对介损，第一阈值为150，包括：
当氢气含量≥150ppm时，发出红色预警，运检策略为尽快停电检修，停电前加强巡检；
当10ppm≤乙炔含量<150ppm时，参考辅助状态信息量的状态：
当所述辅助状态信息量中的至少一项超出各自的预警阈值时，发出红色预警，运检策略为尽快停电检修，停电前加强巡检；
当所述辅助状态信息量中的所有项均为正常状态时，发出蓝色预警，运检策略为持续跟踪，关注氢气变化趋势；
当所述辅助状态信息量的状态为除上述情况的其他状态时，发出黄色预警，运检策略为持续跟踪、缩短取油色谱分析周期、加强红外、油位专业巡检等。
与绝缘受潮缺陷预警相关的主要状态量、辅助状态量、预警级别、运检策略等信息如表3所示：
表3
与接头过热缺陷产生原因的相关因素有：串、并联排连接不良，负荷电流过大，接头接触不良。在接头过热缺陷预警中主要状态信息量为红外热点温度，辅助状态信息量为实时负荷电流和环境温度，第一阈值为80，包括：
当红外热点温度≥80℃时，发出红色预警；运检策略为尽快停电检修，停电前加强巡检；
当环境温度+10℃≤红外热点温度<80℃时，参考辅助状态信息量的状态：
根据所述实时负荷电流和环境温度换算出100％线路负荷电流条件下的温度TN；
当TN≥110℃时，发出黄色预警；运检策略为持续跟踪、加强巡检，参考相对温差分析，迎峰度夏前选择合适时间停电处理
当TN<110℃时，发出蓝色预警；运检策略为持续跟踪，关注热点温度变化趋势。
与接头过热缺陷预警相关的主要状态量、辅助状态量、预警级别、运检策略等信息如表4所示：
表4
根据本发明另一个实施例，在综合状态信息量预警之前，还包括单一状态信息量预警，该实施例中预警方法的实施流程图如图3所示，包括：
当单一状态信息量预警中的状态信息量超出第二预警阈值时，发出红色预警，否则，进入综合状态信息量预警。
根据该实施例所提供的电流互感器单一状态信息量预警相关的预警分类、状态量、预警规则、以及运检策略如表5所示：
表5
根据本发明的第三个实施例，提供一种电流互感器主动预警系统，包括状态信息量获取模块、单一状态信息量预警模块、以及综合状态信息量预警模块；其中，
所述状态信息量获取模块，获取多维表征电流互感器状态的状态信息量，并将其输出至所述单一状态信息量预警模块和综合状态信息量预警模块；
所述单一状态信息量预警模块，当单一状态信息量预警中的状态信息量超出第二预警阈值时，发出红色预警，否则，进入综合状态信息量预警模块；
所述综合状态信息量预警模块，在所选取的主要状态信息量超出第一预警阈值时，进行红色预警；在所选取的主要状态信息量未超出第一预警阈值时，参考辅助状态信息量的状态，根据预设规则进行红色预警、黄色预警和蓝色预警中的一种预警。其中，所述综合状态信息量预警模块包括放电缺陷预警模块、绝缘受潮缺陷预警模块和接头过热缺陷预警模块。
上述预警系统中，各个预警模块实施如本发明第一和第二实施例中所述的预警方法，在此不再赘述。
综上所述，本发明涉及一种提供了一种电流互感器主动预警方法及系统，通过部署在电力安全IV区的电流互感器主动预警系统，通过接入设备的基础信息、运行信息、巡检信息、检修数据、在线监测等数据，按照对设备安全运行影响的严重性和紧急程度，将电流互感器预警类别分为绝缘受潮缺陷预警、放电性缺陷预警、接头过热缺陷预警等。并将主动预警信号颜色分为蓝色预警、黄色预警和红色预警三类，针对不同的预警级别，采取不同的应急、检测及检修策略。电流互感器的主动预警形式分为单一状态量的单一预警以及多状态量的综合预警。状态信息量如超出单一状态量预警规则要求值则红色预警，如不超出单一状态量预警规则要求值，则进行综合状态信息量预警。系统通过多个监控子系统，接入电流互感器设备多源异构监测数据，在系统中进行主动预警算法分析。通过对各类电流互感器状态信息的多维度分析，得出辅助决策。在电流互感器出现故障前，提前预警，辅助运维人员做出应急、检测或检修决策。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (10)
1.一种电流互感器主动预警方法，其特征在于，包括：
获取多维表征电流互感器状态的状态信息量；
根据所述状态信息量进行综合状态信息量预警：
在所选取的主要状态信息量超出第一预警阈值时，进行红色预警；
在所选取的主要状态信息量未超出第一预警阈值时，参考辅助状态信息量的状态，根据预设规则进行红色预警、黄色预警和蓝色预警中的一种预警。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述红色预警表示需立刻采取措施，黄色预警表示需加强监视或进一步分析，蓝色预警表示需关注或跟踪分析。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述综合状态信息量预警，包括放电缺陷预警、绝缘受潮缺陷预警和接头过热缺陷预警。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述放电缺陷预警中，所述主要状态信息量包括乙炔含量，所述辅助状态信息量包括氢气、总烃、油位和油压，所述第一阈值为1ppm，包括：
当乙炔含量≥1ppm时，发出红色预警；
当0.1ppm≤乙炔含量<1ppm时，参考辅助状态信息量的状态：
当所述辅助状态信息量中的至少一项超出各自的预警阈值时，发出红色预警；
当所述辅助状态信息量中的所有项均为正常状态时，发出蓝色预警；
当所述辅助状态信息量的状态为除上述情况的其他状态时，发出黄色预警。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述绝缘受潮缺陷预警中，所述主要状态信息量包括氢气含量，所述辅助状态信息量包括微水、总烃、油位、油压和相对介损，所述第一阈值为150ppm，包括：
当氢气含量≥150ppm时，发出红色预警；
当10ppm≤乙炔含量<150ppm时，参考辅助状态信息量的状态：
当所述辅助状态信息量中的至少一项超出各自的预警阈值时，发出红色预警；
当所述辅助状态信息量中的所有项均为正常状态时，发出蓝色预警；
当所述辅助状态信息量的状态为除上述情况的其他状态时，发出黄色预警。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述接头过热缺陷预警中，所述主要状态信息量包括红外热点温度，所述辅助状态信息量包括实时负荷电流和环境温度，所述第一阈值为80℃，包括：
当红外热点温度≥80℃时，发出红色预警；
当环境温度+10℃≤红外热点温度<80℃时，参考辅助状态信息量的状态：
根据所述实时负荷电流和环境温度换算出100％线路负荷电流条件下的温度TN；
当TN≥110℃时，发出黄色预警；
当TN<110℃时，发出蓝色预警。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述综合状态信息量预警之前，还包括单一状态信息量预警：
当单一状态信息量预警中的状态信息量超出第二预警阈值时，发出红色预警，否则，进入综合状态信息量预警。
8.一种电流互感器主动预警系统，其特征在于，包括状态信息量获取模块、单一状态信息量预警模块、以及综合状态信息量预警模块；其中，
所述状态信息量获取模块，获取多维表征电流互感器状态的状态信息量，并将其输出至所述单一状态信息量预警模块和综合状态信息量预警模块；
所述单一状态信息量预警模块，当单一状态信息量预警中的状态信息量超出第二预警阈值时，发出红色预警，否则，进入综合状态信息量预警模块；
所述综合状态信息量预警模块，在所选取的主要状态信息量超出第一预警阈值时，进行红色预警；在所选取的主要状态信息量未超出第一预警阈值时，参考辅助状态信息量的状态，根据预设规则进行红色预警、黄色预警和蓝色预警中的一种预警。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述红色预警表示需立刻采取措施，黄色预警表示需加强监视或进一步分析，蓝色预警表示需关注或跟踪分析。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述综合状态信息量预警模块包括放电缺陷预警模块、绝缘受潮缺陷预警模块和接头过热缺陷预警模块。
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