CN104851054A - 10kV电压变电运行中的设备维护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种10kV电压变电运行中的设备维护方法，首先通过将设备的属性参数、运行环境参数和状态参数生成具有预定文本格式的配置文件，接着利用文本聚类、文本分类等技术手段，对海量的设备信息进行基于数值和文字数据源的关联、聚类分类，即对配置文件进行分词、停用词筛选、建立词袋模型、选取特征词和建立特征向量模型的文本聚类处理，根据设备的故障信息之间的相似度进行自动判断和归类；再根据事前已明确故障的类型和对应的关键字，完成自动匹配，准确得到设备的故障类型，即得到设备状态发展变化的规律，从而根据规律进行设备的维护，使设备的故障检测和维护的效率提高，成本降低，同时准确性也得到提高。
Description
技术领域
本发明涉及电力领域，具体是一种10kV电压变电运行中的设备维护方法。
背景技术
随着社会经济的不断发展，用电负荷得到了迅速的增加，变电站的数量也在逐年递增，因此，变电站内设备的运行质量越来越需要得到足够的重视。对变电站设备进行有效维护是提高变电站运行质量的重要途径。
设备故障状态检测维护是设备管理的一个重要组成部分，如何有效地控制设备故障的发生，最大限度地减少同类故障的发生或者及时消除故障，从根本上提高设备的运行维护水平，为变电站安全运行服务，成为当前变电站安全稳定运行的重大任务之一。
目前，在变电站设备故障的检测和维护方面，通过变电站的信息化建设已经实现了设备信息的在线数据统计和集中管理，并将信息实时存入了设备信息***，为设备选型、设备技改、检修计划的制订和设备故障的处理提供了相应的依据，在一定程度上控制了设备运行风险。但随着***上线运行时间的增加，***中的设备信息越来越多，尤其对于这些信息，***仅仅进行了简单的分类和堆砌，设备之间的信息都是相对独立的，同类设备的信息并没有关联性，想要检测某类设备或是某个变电站的相关设备信息，通常都需要进行复杂的操作并借助其它专业统计工具的帮助，导致设备信息的查找速度慢、难度大、效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效率的10kV电压变电运行中的设备维护方法，以解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
10kV电压变电运行中的设备维护方法，所述设备包括主设备和一次设备，包括以下步骤：
（1）利用中文匹配方式查找主设备对应的一次设备的信息，再根据拓扑的计算规则，按厂站搜索所有的一次设备的连接点号信息，在连接点号信息中匹配主设备的连接点号，从而确定主设备连接的一次设备，然后通过递归方式，找出间隔内的全部设备，并获取全部设备的属性参数、运行环境参数和状态参数；所述设备的属性参数包括厂家、型号、电压等级和运行年限；所述设备的运行环境参数包括安装地点、温湿度、气象和负荷；所述设备的状态参数包括设备是否故障或者试验；
（2）根据设备的属性参数、运行环境参数和状态参数，生成具有预定文本格式的配置文件；
（3）对配置文件进行文本分词处理；
（4）根据预设的筛选关键字对配置文件进行停用词筛选，得到筛选后的配置文件；
（5）对筛选后的配置文件建立词袋模型；
（6）根据词袋模型选取特征词，建立特征向量模型；
（7）根据预设的关键字，对每个特征向量模型进行匹配，如果特征向量模型中具有对应的关键字，则将该设备匹配到关键字对应的故障类型；其中，每种故障类型与一个或多个关键字具有预设的对应关系；
（8）根据获得的设备的故障类型，对设备进行维护。
作为本发明进一步的方案：根据获得的设备的故障类型，对设备进行维护的步骤包括：根据设备的运行年限和对应的故障类型，获得设备的故障率随运行年限的增长而变化的规律，获取设备的故障增长模式；根据设备的实际运行年限和设备的故障增长模式，对设备进行维护。
作为本发明进一步的方案：根据获得的设备的故障类型，对设备进行维护的步骤包括：根据设备的厂家、电压等级和对应的故障类型，获得不同厂家生成的各电压等级的设备的故障率的对应关系；根据设备实际的厂家、电压等级，对设备进行维护。
作为本发明进一步的方案：根据获得的设备的故障类型，对设备进行维护的步骤包括：根据设备的负荷状态和对应的故障类型，获取设备的故障类型、故障率与其负荷之间的关联关系；根据设备的实际负荷，对设备进行维护。
作为本发明进一步的方案：根据获得的设备的故障类型，对设备进行维护的步骤包括：根据设备的安装地点、温湿度、气象和对应的故障类型，获取设备的故障率与设备运行环境中的季节、地区的关联关系；根据设备的实际运行环境，对设备进行维护。
作为本发明进一步的方案：根据预设的关键字，对每个特征向量模型进行匹配，如果特征向量模型中具有对应的关键字，则将该设备匹配到关键字对应的故障类型的步骤包括：获取预设的故障类型对照表，其中故障类型对照表中预先记录有每种故障类型与一个或多个关键字的对应关系；根据特征向量模型中具有对应的关键字查找故障类型对照表，获得与关键字对应的故障类型。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明首先通过将设备的属性参数、运行环境参数和状态参数生成具有预定文本格式的配置文件，接着利用文本聚类、文本分类等技术手段，对海量的设备信息进行基于数值和文字数据源的关联、聚类分类，即对配置文件进行分词、停用词筛选、建立词袋模型、选取特征词和建立特征向量模型的文本聚类处理，根据设备的故障信息之间的相似度进行自动判断和归类；再根据事前已明确故障的类型和对应的关键字，完成自动匹配，准确得到设备的故障类型，即得到设备状态发展变化的规律，从而根据规律进行设备的维护，使设备的故障检测和维护的效率提高，成本降低，同时准确性也得到提高。
本发明利用数据挖掘技术对全网的设备信息进行挖掘，将设备信息与故障类型进行关联，能够简单、快速地得到不同厂家的各类设备在使用过程中的状态变化情况与设备厂家、天气、地理环境、工作负荷之间的关系，便于设备选型、设备技改和检修计划的制订和为设备维护提供依据，从而更加有效的控制设备风险，提高设备健康水平。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中，10kV电压变电运行中的设备维护方法，所述设备包括主设备和一次设备，包括以下步骤：
（1）利用中文匹配方式查找主设备对应的一次设备的信息，再根据拓扑的计算规则，按厂站搜索所有的一次设备的连接点号信息，在连接点号信息中匹配主设备的连接点号，从而确定主设备连接的一次设备，然后通过递归方式，找出间隔内的全部设备，并获取全部设备的属性参数、运行环境参数和状态参数；设备的属性参数包括厂家、型号、电压等级和运行年限；设备的运行环境参数包括安装地点、温湿度、气象和负荷；设备的状态参数包括设备是否故障或者试验；
（2）根据设备的属性参数、运行环境参数和状态参数，生成具有预定文本格式的配置文件；
（3）对配置文件进行文本分词处理；
（4）根据预设的筛选关键字对配置文件进行停用词筛选；
（5）对筛选后的配置文件建立词袋模型；
（6）根据词袋模型选取特征词，建立特征向量模型；
（7）根据预设的关键字，对每个特征向量模型进行匹配，如果特征向量模型中具有对应的关键字，则将该设备匹配到关键字对应的故障类型；其中，每种故障类型与一个或多个关键字具有预设的对应关系；
（8）根据获得的设备的故障类型，对设备进行维护。
步骤（2）中，对上述步骤（1）中获得的设备的属性参数、运行环境参数和状态参数等设备故障数据以文本的格式存储，生成具有预定文本格式的配置文件，预定的文本格式例如是XML等。
在步骤（3）至（7）中，分别对包含设备的属性参数、运行环境参数和状态参数等信息的配置文件进行文本聚类和文本分类处理。文本聚类，即根据故障信息之间的相似度进行自动判断和归类。文本分类，即事前已明确故障类型和对应的关键字，而自动匹配。文本聚类的方法重点在于实现通用的文本预处理，文本预处理依次包括：分词、去除停用词、建立词袋模型、特征词选择和建立文档向量模型。文本分类方法主要是参考相关电网故障信息库，预先获得每种故障类型与一个或多个关键字的对应关系。然后根据对关键字的匹配可完成对设备故障类型的识别。
步骤（7）包括以下步骤：获取预设的故障类型对照表，其中故障类型对照表中预先记录有每种故障类型与一个或多个关键字的对应关系；根据特征向量模型中具有对应的关键字查找故障类型对照表，获得与关键字对应的故障类型。
在步骤（8）中，根据确定的故障类型，即可对相应的设备进行维护。对应于设备的属性参数、运行环境参数和状态参数等故障信息，步骤（8）中对设备进行维护的步骤可包括以下一种或多种：
1、根据设备的运行年限和对应的故障类型，获得设备的故障率随运行年限的增长而变化的规律，获取设备的故障增长模式，根据设备的实际运行年限和设备的故障增长模式，对设备进行维护；
2、根据设备的厂家、电压等级和对应的故障类型，获得不同厂家生成的各电压等级的设备的故障率的对应关系，根据设备实际的厂家、电压等级，对设备进行维护；
3、根据设备的负荷状态和对应的故障类型，获取设备的故障类型、故障率与其负荷之间的关联关系，根据设备的实际负荷，对设备进行维护；
4、根据设备的安装地点、温湿度、气象和对应的故障类型，获取设备的故障率与设备运行环境中的季节、地区的关联关系，根据设备的实际运行环境，对设备进行维护。
其中，在获取设备的故障增长模式的步骤中，通过对设备故障增长模式的分析，得出设备故障率随着投运年限的增长而变化的规律，以期揭示在设备运维生命周期中设备故障的发展模式。
在获取设备的故障与厂家、电压等级的关联的步骤中，研究不同厂家的设备故障率差别。对各电压等级的变压器等设备制造厂商，将故障率排名名录一分为二：前50%为领先厂商，后50%为落后厂商，对比研究二者设备故障发展速度的差异，分析过程中同时考虑设备运行年限的影响。类似的，通过对比进口、合资和国产设备的故障增长情况，可对三类设备的质量做出评价。
在获取设备的故障与负荷的关联关系的步骤中，按变压器负荷状况分为重负荷和轻负荷设备，分析设备的故障率与其负荷之间的关联关系；分别研究重载和轻载变压器的故障情况，对比两组设备的故障类型和故障率，以求获得设备负荷与故障类型、故障率的关联关系。与此同时，可以分地区统计重负荷变压器的比例，为设备运维提供参考依据。
而如何界定变压器负荷的轻重是这项工作的第一步。下面以变压器为例，当满足以下两个条件之一时判定为重载变压器：①近一年（或近一个月）的峰值负荷达到或超过100%；②近一年（或近一个月）的平均负荷达到或超过80%，否则为轻载变压器，具体的实际判断依据可以通过分析后再定义。
最后，在获取设备故障与季节、地区的关联关系的步骤中，某些设备故障如呼吸器变色、主变套管绝缘不良可能与环境湿度等存在关联关系，而环境变化常常反映在季节、区域上，因此应该考虑研究不同月份、不同地区的设备故障率情况。
本发明首先通过将设备的属性参数、运行环境参数和状态参数生成具有预定文本格式的配置文件，接着利用文本聚类、文本分类等技术手段，对海量的设备信息进行基于数值和文字数据源的关联、聚类分类，即对配置文件进行分词、停用词筛选、建立词袋模型、选取特征词和建立特征向量模型的文本聚类处理，根据设备的故障信息之间的相似度进行自动判断和归类；再根据事前已明确故障的类型和对应的关键字，完成自动匹配，准确得到设备的故障类型，即得到设备状态发展变化的规律，从而根据规律进行设备的维护，使设备的故障检测和维护的效率提高，成本降低，同时准确性也得到提高。
本发明利用数据挖掘技术对全网的设备信息进行挖掘，将设备信息与故障类型进行关联，能够简单、快速地得到不同厂家的各类设备在使用过程中的状态变化情况与设备厂家、天气、地理环境、工作负荷之间的关系，便于设备选型、设备技改和检修计划的制订和为设备维护提供依据，从而更加有效的控制设备风险，提高设备健康水平。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.10kV电压变电运行中的设备维护方法，所述设备包括主设备和一次设备，其特征在于，包括以下步骤：
（1）利用中文匹配方式查找主设备对应的一次设备的信息，再根据拓扑的计算规则，按厂站搜索所有的一次设备的连接点号信息，在连接点号信息中匹配主设备的连接点号，从而确定主设备连接的一次设备，然后通过递归方式，找出间隔内的全部设备，并获取全部设备的属性参数、运行环境参数和状态参数；所述设备的属性参数包括厂家、型号、电压等级和运行年限；所述设备的运行环境参数包括安装地点、温湿度、气象和负荷；所述设备的状态参数包括设备是否故障或者试验；
（2）根据设备的属性参数、运行环境参数和状态参数，生成具有预定文本格式的配置文件；
（3）对配置文件进行文本分词处理；
（4）根据预设的筛选关键字对配置文件进行停用词筛选，得到筛选后的配置文件；
（5）对筛选后的配置文件建立词袋模型；
（6）根据词袋模型选取特征词，建立特征向量模型；
（7）根据预设的关键字，对每个特征向量模型进行匹配，如果特征向量模型中具有对应的关键字，则将该设备匹配到关键字对应的故障类型；其中，每种故障类型与一个或多个关键字具有预设的对应关系；
（8）根据获得的设备的故障类型，对设备进行维护。
2.根据权利要求1所述的10kV电压变电运行中的设备维护方法，其特征在于，根据获得的设备的故障类型，对设备进行维护的步骤包括：根据设备的运行年限和对应的故障类型，获得设备的故障率随运行年限的增长而变化的规律，获取设备的故障增长模式；根据设备的实际运行年限和设备的故障增长模式，对设备进行维护。
3.根据权利要求1所述的10kV电压变电运行中的设备维护方法，其特征在于，根据获得的设备的故障类型，对设备进行维护的步骤包括：根据设备的厂家、电压等级和对应的故障类型，获得不同厂家生成的各电压等级的设备的故障率的对应关系；根据设备实际的厂家、电压等级，对设备进行维护。
4.根据权利要求1所述的10kV电压变电运行中的设备维护方法，其特征在于，根据获得的设备的故障类型，对设备进行维护的步骤包括：根据设备的负荷状态和对应的故障类型，获取设备的故障类型、故障率与其负荷之间的关联关系；根据设备的实际负荷，对设备进行维护。
5.根据权利要求1所述的10kV电压变电运行中的设备维护方法，其特征在于，根据获得的设备的故障类型，对设备进行维护的步骤包括：根据设备的安装地点、温湿度、气象和对应的故障类型，获取设备的故障率与设备运行环境中的季节、地区的关联关系；根据设备的实际运行环境，对设备进行维护。
6.根据权利要求1所述的10kV电压变电运行中的设备维护方法，其特征在于，根据预设的关键字，对每个特征向量模型进行匹配，如果特征向量模型中具有对应的关键字，则将该设备匹配到关键字对应的故障类型的步骤包括：获取预设的故障类型对照表，其中故障类型对照表中预先记录有每种故障类型与一个或多个关键字的对应关系；根据特征向量模型中具有对应的关键字查找故障类型对照表，获得与关键字对应的故障类型。
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