[发明专利]电力设备载流故障预测方法及系统

说明书

本发明提供一种电力设备载流故障预测方法及系统，电力设备载流故障预测方法包括：获取电力设备触点内多个测温点的温度；对获取的多个温度进行处理，获得电力设备触点的特征温度；将获取的特征温度输入已构建完成的基于传热学原理所建立的预测模型内，获得该特征温度随时间的变化率；根据特征温度随时间的变化判断电力设备触点的故障等级。

技术领域

本发明涉及电力设备故障预警与预测领域，且特别涉及一种电力设备载流故障预测方法及系统。

背景技术

电力设备故障预警与预测领域，目前的技术主要集中在通过电力系统继电保护和纯数学算法进行分析处理来进行预测，而并不直接通过温度进行分析处理。电力系统继电保护是基于负载电流来进行故障诊断，其只适合用于发现并及时处理各种突发的较为严重的载流故障，而对于故障出现的前期则无法进行预测；且负载电流的检测对安装空间和成本要求较高，在空间狭小的电力设备内很难实现。而纯数学算法在实际应用过程中很容易出现理论计算与实际情况严重不符的情况，预测准确度并不够高。

电力设备载流故障具有故障形态多样性的特点，表现为监测点温度的快速升高、周期性变化、缓慢震荡变化等故障前兆，最终导致温度超限或触点烧熔，局部的温升和固定的时间间隔都不足以成为故障诊断的唯一依据。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种基于温度信息的且能提供早期故障预警的电力设备载流故障预测方法及系统。

为了实现上述目的，本发明提供一种电力设备载流故障预测方法，其包括：

获取电力设备触点内多个测温点的温度；

对获取的多个温度进行处理，获得电力设备触点的特征温度；

将获取的特征温度输入已构建完成的预测模型内，获得该特征温度随时间的变化率；根据特征温度随时间的变化判断电力设备触点的故障等级。

根据本发明的一实施例，电力设备触点为集总热容系统，预测模型根据以下公式对获取的特征温度进行预测：

其中，I为流经电力设备触点的电流；r为电力设备触点的电阻；V为电力设备触点的体积；a为整个电力设备触点边界面上的平均导热系数；t_f为环境温度；t₀为触点发生故障的初始时刻温度；τ为时间；ρ为密度；c为比热容；t为特征温度。

根据本发明的一实施例，当特征温度随时间的变化满足预测模型时结合特征温度的数值以及变化率确定故障等级。

根据本发明的一实施例，当检测的特征温度不满足预测模型且相邻两次的特征温度变化率小于预设值时则判断触点处于正常状态。

根据本发明的一实施例，采用基于主成分分析法对从电力设备触点内获取的p个温度进行处理，从p个温度中选取m个作为主成分，m个主成分的累积贡献率大于85％。

根据本发明的一实施例，电力设备载流故障预测方法还包括：基于每次获取的特征温度利用粒子滤波对预测模型内的参数进行修正。

相对应的，本发明还提供一种电力设备电流故障预测系统，其包括温度获取模块、处理模块以及预测模块。温度获取模块获取电力设备触点内多个测温点的温度。处理模块对获取的多个温度进行处理，获得电力设备触点的特征温度。预测模块将获取的特征温度输入已构建完成的预测模型内，获得该特征温度随时间的变化率；根据特征温度随时间的变化判断电力设备触点的故障等级。

根据本发明的一实施例，电力设备触点为集总热容系统，预测模块根据以下公式对获取的特征温度进行预测：