一種輸電線路故障校核診斷方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種輸電線路故障校核診斷方法，其采用故障樹分析法建立故障因子和故障類型的輸電線路故障樹模型，根據(jù)輸電線路故障現(xiàn)象確定待診斷故障類型，根據(jù)故障因子的邏輯判斷依據(jù)計算待診斷故障類型的故障因子的發(fā)生概率，采用模糊隸屬函數(shù)計算待診斷故障類型的故障的案例匹配度，將每種故障類型因子概率和案例匹配度進(jìn)行加權(quán)平均得到待診斷故障類型的綜合發(fā)生概率，與人工設(shè)置的臨界值相比較，如果超過則判斷有可能為該故障，反之，則不可能為該故障，并給出診斷初步結(jié)論提交給專家審核，為輸電線路故障診斷決策提供參考依據(jù)。本發(fā)明解決了目前輸電線路故障診斷單一信息數(shù)據(jù)的分析診斷模式的不足，診斷更加精準(zhǔn)、效果更好、實用性更強(qiáng)。
【專利說明】一種輸電線路故障校核診斷方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及輸電線路故障診斷【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種輸電線路故障校核診斷方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 輸變電線路分布范圍廣且受各種不同地理環(huán)境和氣候環(huán)境影響，加上日以夜繼地 將發(fā)電廠的電能輸送和分配到不同的電力用戶，因此它的故障不可避免。然而輸變電線路 是電力系統(tǒng)的重要組成部分，輸變電線路故障嚴(yán)重時會導(dǎo)致大面積停電事故。近年來，國內(nèi) 發(fā)生的大面積停電事故有的就起源于輸變電線路故障。因此故障發(fā)生后，如何能夠迅速準(zhǔn) 確地判別出故障類型以及故障因子，以采取相應(yīng)措施，防止故障范圍擴(kuò)大，對于整個電力系 統(tǒng)能夠安全運行十分重要。
[0003] 輸電線路故障類型繁多，包括污閃、雷擊、覆冰冰閃、舞動、鳥害等，并且引起故障 發(fā)生的因素常具有不確定性，傳統(tǒng)單一信息數(shù)據(jù)的分析診斷模式由于數(shù)據(jù)源單一、數(shù)據(jù)種 類不豐富，造成診斷結(jié)果不準(zhǔn)確，無法準(zhǔn)確知道線路故障以進(jìn)行排查和維修。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于解決目前輸電線路故障診斷單一信息數(shù)據(jù)的分析診斷模式的 不足，提供一種基于多維度數(shù)據(jù)的輸電線路故障校核診斷方法，收集故障發(fā)生時相關(guān)的多 維度數(shù)據(jù)，建立輸電線路故障樹模型，完成線路故障校核診斷，為輸電線路故障排除診斷提 供決策依據(jù)。
[0005] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：
[0006] -種輸電線路故障校核診斷方法，包括以下步驟：
[0007] (1)采用故障樹分析法建立故障因子和故障類型的輸電線路故障樹模型，所述故 障類型包括污閃故障、雷擊故障、覆冰冰閃故障、舞動故障、鳥害故障；
[0008] (2)根據(jù)輸電線路故障現(xiàn)象確定待診斷故障類型；
[0009] (3)計算所述待診斷故障類型的故障因子的發(fā)生概率：收集輸電線路故障發(fā)生時 相關(guān)的多維度數(shù)據(jù)，所述多維度數(shù)據(jù)包括氣象、地理、臺賬、環(huán)境；根據(jù)多維度數(shù)據(jù)和故障因 子的邏輯判別依據(jù)，得出故障因子是否成立，采用待診斷故障類型成立的故障因子總數(shù)除 以待診斷故障類型的故障因子總數(shù)得到待診斷故障類型的故障因子的發(fā)生概率，再乘以故 障類型權(quán)重W，得到待診斷故障類型的故障因子的發(fā)生概率；
[0010] (4)采用模糊隸屬函數(shù)計算所述待診斷故障類型的故障案例匹配度：故障案例是 指詳細(xì)記錄已發(fā)生故障的時間、地點、故障類型、故障因子的歷史案例資料，故障案例匹配 度隸屬函數(shù)如下： "Ο .τ = Ο X
[0011] /?(χ) = ·|- Q < χ < Ν Ν 1 χ = Ν
[0012] 式中，χ表示當(dāng)前故障因子與歷史故障案例庫中故障因子的匹配個數(shù)，Ν表示歷史 故障案例庫中各種故障類型所包含的故障因子集合，是由人工根據(jù)實際情況配置；
[0013] 當(dāng)χ = 0時，Α〇() = 0,表明χ完全不屬于Α，即案例匹配度為0% ;當(dāng)χ = Ν，Α(χ) =1，表明χ完全屬于Α，即案例匹配度為100%;當(dāng)0〈χ〈Ν時，0仏")〈1，且1越接近1八(1) 越接近1，X屬于Α的程度就越高，表明故障案例匹配程度越高；
[0014] (5)計算待診斷故障類型的故障綜合概率：由步驟（3)得出的待診斷故障類型的 故障因子的發(fā)生概率和步驟（4)得出的待診斷故障類型的故障案例匹配度進(jìn)行加權(quán)平均 得到待診斷故障類型的故障綜合概率，將得到的待診斷故障類型與預(yù)先配置的對應(yīng)類型故 障的臨界值進(jìn)行比較，如果超過則判斷有可能為該故障，反之，則判斷為不可能為該故障；
[0015] (6)提交專家審核：得出可能為某類故障后，將結(jié)果提交專家審核是否與實際情 況相符合，如果審核通過，則將故障存入案例庫，反之，則退回重新分析。
[0016] 如上所述的輸電線路故障校核診斷方法，所述步驟（1)具體為：
[0017] A、對輸電線路故障類型和可能的故障因子進(jìn)行歸類細(xì)化、定性定量分析，總結(jié)歸 納每種故障類型發(fā)生的故障因子；
[0018] 污閃故障的故障因子為：濕度持續(xù)偏大、外絕緣配置不合理、鹽密值報警、周邊重 污染源；雷擊故障的故障因子為：附近有落雷、雷電流幅值超耐雷水平、雷害風(fēng)險高發(fā)區(qū)、 防雷措施不合理；覆冰冰閃故障的故障因子為：覆冰期、覆冰厚度超標(biāo)、重覆冰區(qū)、覆冰防 范措施不合理；舞動故障的故障因子為：處于覆冰期或臺風(fēng)期、舞動頻率/幅值報警、舞動 風(fēng)險高發(fā)區(qū)、舞動防范措施不合理；鳥害故障的故障因子為：鳥害高發(fā)區(qū)、水域附近、山脈 芳邊；
[0019] B、依據(jù)各時間的先后次序建立邏輯關(guān)系，并用樹形邏輯框圖表示，將上述故障類 型作為中間事件，由上而下逐層分析，并用一個邏輯門的形式將故障類型和故障因子連接 起來，建立輸變電線路的故障樹模型；
[0020] C、建立多維度數(shù)據(jù)與故障因子的邏輯判斷依據(jù)，具體如下：
[0021] a、污閃故障各故障因子判斷標(biāo)準(zhǔn)：
[0022] 濕度持續(xù)偏大：取故障發(fā)生時周圍氣象監(jiān)測站前3天的濕度數(shù)據(jù)變化情況，如果 濕度數(shù)據(jù)呈現(xiàn)持續(xù)增長情況，則認(rèn)為該故障因子成立。
[0023] 外絕緣配置不合理：取故障點桿塔所處最新污區(qū)分布圖的污區(qū)等級，與桿塔的外 絕緣配置進(jìn)行比對是否合理，不合理，則認(rèn)為該故障因子成立；
[0024] 鹽密值報警：取故障點發(fā)生故障時周圍污穢在線監(jiān)測設(shè)備前三天的鹽密數(shù)據(jù)，看 是否超出此區(qū)域的鹽密報警值，如果超出，則認(rèn)為該故障因子成立；
[0025] 周邊重污染：分析故障點周圍3公里范圍內(nèi)是否有重污染源，如果存在，則認(rèn)為該 故障因子成立；
[0026] b、雷擊故障各故障因子判斷標(biāo)準(zhǔn)：
[0027] 附近有落雷：查找故障點故障發(fā)生時間前5分鐘附近2公里范圍內(nèi)是否有落雷，如 過有，則認(rèn)為該故障因子成立；
[0028] 雷電流幅值超耐雷水平：查找故障點故障發(fā)生時間前5分鐘附近2公里范圍內(nèi)的 落雷數(shù)據(jù)的雷電流與桿塔的耐雷水平進(jìn)行比較，如果大于桿塔的耐雷水平，則認(rèn)為該故障 因子成立；
[0029] 雷害風(fēng)險高發(fā)區(qū)：取故障點桿塔所處最新地閃密度圖和雷害分布圖的等級，如果 處于2級及以上雷害風(fēng)險區(qū)，或處于C1及落雷密度區(qū)，則認(rèn)為該故障因子成立；
[0030] 防雷措施不合理：臺賬和標(biāo)準(zhǔn)的對照，結(jié)合故障點雷區(qū)等級判斷是否合理；
[0031] c、覆冰冰閃故障各故障因子判斷標(biāo)準(zhǔn)：
[0032] 覆冰期：取故障點故障發(fā)生時間當(dāng)日附近氣象在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，如果溫度低于1°C， 則認(rèn)為該故障因子成立；
[0033] 覆冰厚度超標(biāo)：故障點附近覆冰在線監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測的覆冰厚度值超過設(shè)計覆冰厚 度；
[0034] 重覆冰區(qū)：故障點所處的冰區(qū)等級處于中重冰區(qū)以上；
[0035] 覆冰防范措施不合理：臺賬和標(biāo)準(zhǔn)的對照，結(jié)合故障點雷區(qū)冰區(qū)分布圖等級判斷 是否合理；
[0036] d、舞動故障各故障因子判斷標(biāo)準(zhǔn)：
[0037] 處于覆冰期或臺風(fēng)期：取故障點故障發(fā)生時間當(dāng)日附近的氣象在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，如 果溫度低于l°c或者風(fēng)速超過12m/s ;
[0038] 監(jiān)測舞動頻率/幅值報警：取故障點故障發(fā)生時間當(dāng)日附近的舞動在線監(jiān)測數(shù) 據(jù)，對比監(jiān)測舞動頻率或者幅度值超過預(yù)設(shè)的報警值；
[0039] 舞動風(fēng)險高發(fā)區(qū)：故障點所處的舞動分布圖等級處于2級以上；
[0040] 舞動防范措施不合理：查詢故障點線路桿塔的基礎(chǔ)臺帳，看是否有防舞動裝置；
[0041] e、鳥害故障各故障因子的判斷標(biāo)準(zhǔn)：
[0042] 鳥害高發(fā)區(qū)：故障點處于鳥害分布圖2級以上；
[0043] 水域附近：故障點附近是否有池塘、水庫、河流；
[0044] 山脈旁邊：故障點附近是否有山脈。
[0045] 本發(fā)明的有益效果：
[0046] 1、提出一種基于多維度數(shù)據(jù)的輸電線路故障綜合診斷模式，比單一故障的診斷更 加精準(zhǔn)、效果更好、實用性更強(qiáng)；
[0047] 2、結(jié)合了故障歷史案例庫數(shù)據(jù)，使診斷結(jié)果更加準(zhǔn)確。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0048] 圖1是輸電線路故障樹模型；
[0049] 圖2是本發(fā)明輸電線路故障校核診斷方法的流程示意圖。

【具體實施方式】
[0050] 下面結(jié)合實例220kV十懸線跳閘故障和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0051] 一種輸電線路故障校核診斷方法，包括以下步驟：
[0052] (1)采用故障樹分析法建立故障因子和故障類型的輸電線路故障樹模型，所述故 障類型包括污閃故障、雷擊故障、覆冰冰閃故障、舞動故障、鳥害故障。
[0053] (2)根據(jù)輸電線路故障現(xiàn)象確定待診斷故障類型，本實施例中十懸線發(fā)生故障， 現(xiàn)場觀察到故障現(xiàn)象有跳閘、閃絡(luò)放電痕跡等，這些現(xiàn)象很可能由雷擊引起，因此確定對該 線路進(jìn)行雷擊故障診斷。
[0054] (3)計算所述待診斷故障類型的故障因子的發(fā)生概率：
[0055] 首先，收集輸電線路故障發(fā)生時相關(guān)的多維度數(shù)據(jù)，即根據(jù)下表1，提取十懸線故 障發(fā)生日期前后相關(guān)的雷擊故障多維度數(shù)據(jù)：線路雷電定位系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)、線路桿塔的臺 賬信息、故障日的地閃密度分布圖、故障日的雷害風(fēng)險分布圖、線路防雷措施標(biāo)準(zhǔn)等。
[0056] 表1十懸線故障發(fā)生日期前后相關(guān)的雷擊故障多維度數(shù)據(jù)
[0057]

【權(quán)利要求】
1. 一種輸電線路故障校核診斷方法，其特征在于包括如下步驟： (1) 采用故障樹分析法建立故障因子和故障類型的輸電線路故障樹模型，所述故障類 型包括污閃故障、雷擊故障、覆冰冰閃故障、舞動故障、鳥害故障； (2) 根據(jù)輸電線路故障現(xiàn)象確定待診斷故障類型； (3) 計算所述待診斷故障類型的故障因子的發(fā)生概率：收集輸電線路故障發(fā)生時相關(guān) 的多維度數(shù)據(jù)，所述多維度數(shù)據(jù)包括氣象、地理、臺賬、環(huán)境；根據(jù)多維度數(shù)據(jù)和故障因子的 邏輯判別依據(jù)，得出故障因子是否成立，采用待診斷故障類型成立的故障因子總數(shù)除以待 診斷故障類型的故障因子總數(shù)得到待診斷故障類型的故障因子的發(fā)生概率，再乘以故障類 型權(quán)重W，得到待診斷故障類型的故障因子的發(fā)生概率； (4) 采用模糊隸屬函數(shù)計算所述待診斷故障類型的故障案例匹配度：故障案例是指詳 細(xì)記錄已發(fā)生故障的時間、地點、故障類型、故障因子的歷史案例資料，故障案例匹配度隸 屬函數(shù)如下：
式中，X表示當(dāng)前故障因子與歷史故障案例庫中故障因子的匹配個數(shù)，N表示歷史故障 案例庫中各種故障類型所包含的故障因子集合，是由人工根據(jù)實際情況配置； 當(dāng)x = 0時，A(X) =0,表明X完全不屬于A，即案例匹配度為0% ;當(dāng)x = N，A(x)= 1，表明x完全屬于A，即案例匹配度為100% ;當(dāng)0〈χ〈Ν時，0〈Α(χ)〈1，且x越接近N，A(x) 越接近1，x屬于A的程度就越高，表明故障案例匹配程度越高； (5) 計算待診斷故障類型的故障綜合概率：由步驟（3)得出的待診斷故障類型的故障 因子的發(fā)生概率和步驟（4)得出的待診斷故障類型的故障案例匹配度進(jìn)行加權(quán)平均得到 待診斷故障類型的故障綜合概率，將得到的待診斷故障類型與預(yù)先配置的對應(yīng)類型故障的 臨界值進(jìn)行比較，如果超過則判斷有可能為該故障，反之，則判斷為不可能為該故障； (6) 提交專家審核：得出可能為某類故障后，將結(jié)果提交專家審核是否與實際情況相 符合，如果審核通過，則將故障存入案例庫，反之，則退回重新分析。
2. 如權(quán)利要求1所述的輸電線路故障校核診斷方法，其特征在于所述步驟（1)具體 為： A、 對輸電線路故障類型和可能的故障因子進(jìn)行歸類細(xì)化、定性定量分析，總結(jié)歸納每 種故障類型發(fā)生的故障因子； 污閃故障的故障因子為：濕度持續(xù)偏大、外絕緣配置不合理、鹽密值報警、周邊重污染 源；雷擊故障的故障因子為：附近有落雷、雷電流幅值超耐雷水平、雷害風(fēng)險高發(fā)區(qū)、防雷 措施不合理；覆冰冰閃故障的故障因子為：覆冰期、覆冰厚度超標(biāo)、重覆冰區(qū)、覆冰防范措 施不合理；舞動故障的故障因子為：處于覆冰期或臺風(fēng)期、舞動頻率/幅值報警、舞動風(fēng)險 高發(fā)區(qū)、舞動防范措施不合理；鳥害故障的故障因子為：鳥害高發(fā)區(qū)、水域附近、山脈旁邊； B、 依據(jù)各時間的先后次序建立邏輯關(guān)系，并用樹形邏輯框圖表示，將上述故障類型作 為中間事件，由上而下逐層分析，并用一個邏輯門的形式將故障類型和故障因子連接起來， 建立輸變電線路的故障樹模型； C、建立多維度數(shù)據(jù)與故障因子的邏輯判斷依據(jù)，具體如下： a、 污閃故障各故障因子判斷標(biāo)準(zhǔn)： 濕度持續(xù)偏大：取故障發(fā)生時周圍氣象監(jiān)測站前3天的濕度數(shù)據(jù)變化情況，如果濕度 數(shù)據(jù)呈現(xiàn)持續(xù)增長情況，則認(rèn)為該故障因子成立。 外絕緣配置不合理：取故障點桿塔所處最新污區(qū)分布圖的污區(qū)等級，與桿塔的外絕緣 配置進(jìn)行比對是否合理，不合理，則認(rèn)為該故障因子成立； 鹽密值報警：取故障點發(fā)生故障時周圍污穢在線監(jiān)測設(shè)備前三天的鹽密數(shù)據(jù)，看是否 超出此區(qū)域的鹽密報警值，如果超出，則認(rèn)為該故障因子成立； 周邊重污染：分析故障點周圍3公里范圍內(nèi)是否有重污染源，如果存在，則認(rèn)為該故障 因子成立； b、 雷擊故障各故障因子判斷標(biāo)準(zhǔn)： 附近有落雷：查找故障點故障發(fā)生時間前5分鐘附近2公里范圍內(nèi)是否有落雷，如過 有，則認(rèn)為該故障因子成立； 雷電流幅值超耐雷水平：查找故障點故障發(fā)生時間前5分鐘附近2公里范圍內(nèi)的落雷 數(shù)據(jù)的雷電流與桿塔的耐雷水平進(jìn)行比較，如果大于桿塔的耐雷水平，則認(rèn)為該故障因子 成立； 雷害風(fēng)險高發(fā)區(qū)：取故障點桿塔所處最新地閃密度圖和雷害分布圖的等級，如果處于 2級及以上雷害風(fēng)險區(qū)，或處于C1及落雷密度區(qū)，則認(rèn)為該故障因子成立； 防雷措施不合理：臺賬和標(biāo)準(zhǔn)的對照，結(jié)合故障點雷區(qū)等級判斷是否合理； c、 覆冰冰閃故障各故障因子判斷標(biāo)準(zhǔn)： 覆冰期：取故障點故障發(fā)生時間當(dāng)日附近氣象在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，如果溫度低于1°C，則認(rèn) 為該故障因子成立； 覆冰厚度超標(biāo)：故障點附近覆冰在線監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測的覆冰厚度值超過設(shè)計覆冰厚度； 重覆冰區(qū)：故障點所處的冰區(qū)等級處于中重冰區(qū)以上； 覆冰防范措施不合理：臺賬和標(biāo)準(zhǔn)的對照，結(jié)合故障點雷區(qū)冰區(qū)分布圖等級判斷是否 合理； d、 舞動故障各故障因子判斷標(biāo)準(zhǔn)： 處于覆冰期或臺風(fēng)期：取故障點故障發(fā)生時間當(dāng)日附近的氣象在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，如果溫 度低于1°C或者風(fēng)速超過12m/s ; 監(jiān)測舞動頻率/幅值報警：取故障點故障發(fā)生時間當(dāng)日附近的舞動在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，對 比監(jiān)測舞動頻率或者幅度值超過預(yù)設(shè)的報警值； 舞動風(fēng)險高發(fā)區(qū)：故障點所處的舞動分布圖等級處于2級以上； 舞動防范措施不合理：查詢故障點線路桿塔的基礎(chǔ)臺帳，看是否有防舞動裝置； e、 鳥害故障各故障因子的判斷標(biāo)準(zhǔn)： 鳥害高發(fā)區(qū)：故障點處于鳥害分布圖2級以上； 水域附近：故障點附近是否有池塘、水庫、河流； 山脈旁邊：故障點附近是否有山脈。
【文檔編號】G01R31/08GK104122488SQ201410396270
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月13日
【發(fā)明者】阮羚, 黃俊杰, 朱昌成, 熊宇 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)湖北省電力公司電力科學(xué)研究院, 武漢康普常青軟件技術(shù)股份有限公司