[发明专利]电气化铁路牵引变电站电气设备过热故障诊断及预警系统及方法

权利要求书

1.电气化铁路牵引变电站电气设备过热故障诊断及预警系统，其特征在于：主要由无线传感器、集中器及计算机组成，其中无线传感器包括用于测量电气设备温度的无线温度传感器、用于测量环境温湿度的无线环境温湿度传感器、用于测量线路电流的无线电流传感器；集中器负责收集无线传感器数据并上传至计算机，计算机根据上传的数据利用最小二乘支持向量机过热故障预警模型实现电气设备过热故障的智能诊断与在线预警。

2.根据权利要求1所述的电气化铁路牵引变电站电气设备过热故障诊断及预警系统，其特征在于：所述无线温度传感器在每个需要进行过热故障监控的电气设备上安装一只；所述无线环境温湿度传感器在具有共同环境特征的区域各安装一只；所述无线电流传感器在每条具有共同电流特征的线路上各安装一只。

3.根据权利要求2所述的电气化铁路牵引变电站电气设备过热故障诊断及预警系统，其特征在于：所述各种无线传感器均以基于ZIGBEE技术的CC2430芯片为核心；所述无线温度传感器采用DS18B20感应电气设备温度；所述无线温湿度传感器采用DHT21感应环境温湿度；所述无线电流传感器采用感应式线圈获得电流信号。

4.一种权利要求1所述的电气化铁路牵引变电站电气设备过热故障诊断及预警系统的过热故障诊断及预警方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)无线传感器测量电气设备监测点温度T_设备、环境温度T_环境、环境湿度H_环境和线路电流I_线路，然后将这些数据传输给集中器；

(2)集中器接收到无线传感器传输的数据后，将这些数据以以太网传送至计算机，然后将上述数据的上报周期作为响应数据包返回至相应的传感器；

(3)计算机接收到集中器发送的上报数据后，首先进行存储，然后根据数据类型按照如下规则进行处理：如果数据为环境温度、环境湿度或者线路电流，则不做处理；如果数据为电气设备温度，则根据电气设备的温度数据确定测点位置，然后从计算机中调出与该位置匹配的环境温度数据、环境湿度数据，以及线路电流数据，组成测量数据{T_设备，T_环境，H_环境，I_线路}；

(4)将步骤(3)获得的测量数据{T_设备，T_环境，H_环境，I_线路}输入建立的最小二乘支持向量机过热故障预警模型，得到故障诊断及预警结果。

5.如权利要求4所述的过热故障诊断及预警方法，其特征在于：所述最小二乘支持向量机过热故障预警模型按照以下步骤建立：

(1)确定核函数种类：以径向基函数作为核函数，其中，x为当前输入数据，x_n为训练样本集，δ为径向基函数的宽度参数；

(2)采用标准搜索算法确定模型的超参数{δ²，γ}，其中，γ为正则化参数；

(3)以样本数据库中的样本作为训练数据集，对模型进行训练，获得模型参数{α_n，b}，其中，α_n为拉格朗日算子，b为偏置值；

(4)得到故障诊断模型：Y(X)=Σn=1NαnK(x,xn)+b.]]>

6.如权利要求4所述的过热故障诊断及预警方法，其特征在于：在进行故障诊断之前，首先，对获取的数据进行归一化处理。