CN113471864A - 一种变电站二次设备现场检修装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种变电站二次设备现场检修装置，包括现场数据获取模块，确定变电站二次设备状态类型，依据变电站二次设备运行中出现的典型异常和故障类型确定二次设备状态类型信息；状态监测模块，建立变电站二次设备样本数据库，根据变电站历史运行记录提取状态属性异常信息及与之相应的二次设备状态类型信息，并建立两者之间的映射关系；提高了检修效率及故障定位速度，还为运行检修人员全面掌握站内二次设备状态提供了技术支撑，保障了二次设备在检修等情形下的电网安全可靠运行。

Description

一种变电站二次设备现场检修装置及方法
技术领域
本公开属于变电站自动化技术领域，尤其涉及一种变电站二次设备现场检修装置及方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
在变电站中，二次设备包括继电保护、测控装置、合并单元、智能终端、监控***、对时***、交换机、网络***等，它们对一次设备(变压器、断路器、线路等)实现保护、测量、控制以及监视等。二次设备对保证变电站的安全经济运行，防止事故发生和扩大起到关键性的作用。
变电站主要依靠变电站直流***为站内保护、控制、测量等装置提供工作电源，变电站直流***一旦发生故障，如直流接地或短路、交流窜入直流***，将会直接导致变电站二次设备异常，严重时甚至可能导致一次设备跳闸。
从变电站实际运行情况来看，因为二次设备故障引起的事故较为频繁，造成监控异常甚至局部电网解列失压，带来不少经济损失，对电网安全构成很大威胁。而当变电站二次设备出现运行故障时，变电站工作人员主要依靠人工排查的方式对故障原因和故障位置进行检测，从而导致故障处理时间长、效率低的问题，且由于缺乏对二次设备状态的有效的监视和管理手段，继电保护误操作、误接线、误设置情况屡有发生，且设备产生异常状态或故障后，故障判断和处理主要依赖个人经验，反应时间长、处理效率低、效果差，二次设备缺陷无法快速定位、诊断难，严重威胁智能变电站的安全运行。
发明内容
本公开为了解决上述问题，提出了一种变电站二次设备现场检修装置及方法，本公开能够解决现有技术中二次设备评估数据不足，无法实现实时对二次设备寿命的在线预测，以及现有的定时检修造成大量的人力物力浪费的问题。
根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
一种变电站二次设备现场检修装置，包括
现场数据获取模块，确定变电站二次设备状态类型，依据变电站二次设备运行中出现的典型异常和故障类型确定二次设备状态类型信息；
状态监测模块，建立变电站二次设备样本数据库，根据变电站历史运行记录提取状态属性异常信息及与之相应的二次设备状态类型信息，并建立两者之间的映射关系；
进一步地，所述状态检测模块还用于获得二次设备状态自检信息，利用变电站二次设备的自检信息以及二次设备状态的在线监测信息得到二次设备状态自检信息。
数据分析模块，基于变电站IEC61850模型配置文件，建立变电站二次设备拓扑连接关系，结合二次设备挂牌信息分析计算二次设备，分析出自动化设备的运行状态、运行状态之间的关系及设备运行时间与设备不可用率之间的关系；
运算控制模块，根据二次设备状态自检信息和状态类型信息建立二次设备状态的贝叶斯网络分类模型；
故障诊断模块，根据二次设备状态自检信息和贝叶斯网络分类模型计算各个状态类型的概率，并得出各个状态类型下各状态属性的条件概率，选择概率最大的故障类型作为二次设备故障诊断结果。
计算模块，用于根据设备运行时间与设备不可用率之间的关系，计算出最佳检修时间；
决策模块，用于根据自动化设备的运行状态之间的关系及最佳检修时间对现有检修计划进行优化并进行故障快速定位。
所述二次设备包括继电保护、合并单元、测控装置、智能终端、监控***、对时***、网络***和交换机。
所述的继电保护、合并单元、测控装置、智能终端、监控***、对时***和网络***上分别设置有IEC61850模块，所述IEC61850模块连接现场数据采集模块。
一种变电站二次设备现场检修方法，包括下列步骤：
确定变电站二次设备状态类型，依据变电站二次设备运行中出现的典型异常和故障类型确定二次设备状态类型信息；
建立变电站二次设备样本数据库，根据变电站历史运行记录提取状态属性异常信息及与之相应的二次设备状态类型信息，并建立两者之间的映射关系；
进一步地，所述状态检测模块还用于获得二次设备状态自检信息，利用变电站二次设备的自检信息以及二次设备状态的在线监测信息得到二次设备状态自检信息；
基于变电站IEC61850模型配置文件，建立变电站二次设备拓扑连接关系，结合二次设备挂牌信息分析计算二次设备，分析出自动化设备的运行状态、运行状态之间的关系及设备运行时间与设备不可用率之间的关系；
根据二次设备状态自检信息和状态类型信息建立二次设备状态的贝叶斯网络分类模型；
根据二次设备状态自检信息和贝叶斯网络分类模型计算各个状态类型的概率，并得出各个状态类型下各状态属性的条件概率，选择概率最大的故障类型作为二次设备故障诊断结果。
根据设备运行时间与设备不可用率之间的关系，计算出最佳检修时间；
根据自动化设备的运行状态之间的关系及最佳检修时间对现有检修计划进行优化并进行故障快速定位。
一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行所述的一种变电站二次设备现场检修方法。
一种终端设备，包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行所述的一种变电站二次设备现场检修方法。
与现有技术相比，本公开的有益效果为：
本公开对状态监测的结果进行分析，以分析出自动化设备的运行状态、运行状态之间的关系及设备运行时间与设备不可用率之间的关系；根据设备运行时间与设备不可用率之间的关系，计算出最佳检修时间；根据自动化设备的运行状态之间的关系及最佳检修时间对现有检修计划进行优化并进行故障快速定位，能进行更为准确的判断，提高了检修效率及故障定位速度，还为运行检修人员全面掌握站内二次设备状态提供了技术支撑，保障了二次设备在检修等情形下的电网安全可靠运行。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是本实施例的架构图；
图2是本实施例的流程图。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图1所示，本实施例提供一种变电站二次设备现场检修装置，包括：
现场数据获取模块，确定变电站二次设备状态类型，依据变电站二次设备运行中出现的典型异常和故障类型确定二次设备状态类型信息；
状态监测模块，建立变电站二次设备样本数据库，根据变电站历史运行记录提取状态属性异常信息及与之相应的二次设备状态类型信息，并建立两者之间的映射关系；
进一步地，所述状态检测模块还用于获得二次设备状态自检信息，利用变电站二次设备的自检信息以及二次设备状态的在线监测信息得到二次设备状态自检信息。
数据分析模块，基于变电站IEC61850模型配置文件，建立变电站二次设备拓扑连接关系，结合二次设备挂牌信息分析计算二次设备，分析出自动化设备的运行状态、运行状态之间的关系及设备运行时间与设备不可用率之间的关系；
运算控制模块，根据二次设备状态自检信息和状态类型信息建立二次设备状态的贝叶斯网络分类模型；
可选地，
二次设备健康状态诊断结果判断为无故障时，继续采集利用变电站二次设备的自检信息以及二次设备状态的在线监测信息得到二次设备状态自检信息。
在二次设备健康状态诊断结果判断为有故障时，先让工作人员现场检测核对后，再做出相应的维护措施和更新贝叶斯网络模型样本数据，或者继续采集利用变电站二次设备的自检信息以及二次设备状态的在线监测信息得到二次设备状态自检信息。
故障诊断模块，根据二次设备状态自检信息和贝叶斯网络分类模型计算各个状态类型的概率，并得出各个状态类型下各状态属性的条件概率，选择概率最大的故障类型作为二次设备故障诊断结果。
具体地，通过公式
Figure BDA0003112658170000061
计算各个状态类型的概率，其中，N代指整个训练集的总数，即所有分类值的数量总和，
Figure BDA0003112658170000062
代指分类状态类型为Ck的频数。
通过公式
Figure BDA0003112658170000063
计算各个状态属性的概率，其中，
Figure BDA0003112658170000064
为所有状态属性样本数据中Xi＝xi情况下的频数；
通过公式
Figure BDA0003112658170000071
计算当前一组状态属性值情况下各个状态类型的条件概率。
计算模块，用于根据设备运行时间与设备不可用率之间的关系，计算出最佳检修时间；
决策模块，根据自动化设备的运行状态之间的关系及最佳检修时间对现有检修计划进行优化并进行故障快速定位。
所述二次设备包括继电保护、合并单元、测控装置、智能终端、监控***、对时***、网络***和交换机。
所述的继电保护、合并单元、测控装置、智能终端、监控***、对时***和网络***上分别设置有IEC61850模块，所述IEC61850模块连接现场数据采集模块。
交换机上设有SNMP Manager接口，该SNMP Manager接口与所述现场数据采集模块上SNMP Manager子程序模块通信连接。
具体地，现场数据采集模块包括61850客户端和/或SNMP Manager子程序模块及采集模块，所述对应多个评估对象通过自身设置的IEC61850模块和/或SNMP Manager接口分别与通信采集模块的61850客户端或SNMP Manager子程序模块进行通信连接，以采集变电站二次设备的各个参量。
实施例2.
一种变电站二次设备现场检修方法，包括下列步骤：
确定变电站二次设备状态类型，依据变电站二次设备运行中出现的典型异常和故障类型确定二次设备状态类型信息；
建立变电站二次设备样本数据库，根据变电站历史运行记录提取状态属性异常信息及与之相应的二次设备状态类型信息，并建立两者之间的映射关系；
进一步地，所述状态检测模块还用于获得二次设备状态自检信息，利用变电站二次设备的自检信息以及二次设备状态的在线监测信息得到二次设备状态自检信息；
基于变电站IEC61850模型配置文件，建立变电站二次设备拓扑连接关系，结合二次设备挂牌信息分析计算二次设备，分析出自动化设备的运行状态、运行状态之间的关系及设备运行时间与设备不可用率之间的关系；
根据二次设备状态自检信息和状态类型信息建立二次设备状态的贝叶斯网络分类模型；
根据二次设备状态自检信息和贝叶斯网络分类模型计算各个状态类型的概率，并得出各个状态类型下各状态属性的条件概率，选择概率最大的故障类型作为二次设备故障诊断结果。
具体地，通过公式
Figure BDA0003112658170000081
计算各个状态类型的概率，其中，N代指整个训练集的总数，即所有分类值的数量总和，
Figure BDA0003112658170000082
代指分类状态类型为Ck的频数。
通过公式
Figure BDA0003112658170000083
计算各个状态属性的概率，其中，
Figure BDA0003112658170000084
为所有状态属性样本数据中Xi＝xi情况下的频数；
通过公式
Figure BDA0003112658170000091
计算当前一组状态属性值情况下各个状态类型的条件概率。
根据设备运行时间与设备不可用率之间的关系，计算出最佳检修时间；
根据自动化设备的运行状态之间的关系及最佳检修时间对现有检修计划进行优化并进行故障快速定位。
实施例3.
一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行所述的一种变电站二次设备现场检修方法。
一种终端设备，包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行所述的一种变电站二次设备现场检修方法。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种变电站二次设备现场检修装置，其特征在于，包括：
现场数据获取模块，确定变电站二次设备状态类型，依据变电站二次设备运行中出现的典型异常和故障类型确定二次设备状态类型信息；
状态监测模块，建立变电站二次设备样本数据库，根据变电站历史运行记录提取状态属性异常信息及与之相应的二次设备状态类型信息，并建立两者之间的映射关系。
2.如权利要求1所述的一种变电站二次设备现场检修装置，其特征在于：进一步地，所述状态检测模块还用于获得二次设备状态自检信息，利用变电站二次设备的自检信息以及二次设备状态的在线监测信息得到二次设备状态自检信息。
3.如权利要求2所述的一种变电站二次设备现场检修装置，其特征在于，还包括数据分析模块，基于变电站IEC61850模型配置文件，建立变电站二次设备拓扑连接关系，结合二次设备挂牌信息分析计算二次设备，分析出自动化设备的运行状态、运行状态之间的关系及设备运行时间与设备不可用率之间的关系；
运算控制模块，根据二次设备状态自检信息和状态类型信息建立二次设备状态的贝叶斯网络分类模型。
4.如权利要求3所述的一种变电站二次设备现场检修装置，其特征在于：故障诊断模块，根据二次设备状态自检信息和贝叶斯网络分类模型计算各个状态类型的概率，并得出各个状态类型下各状态属性的条件概率，选择概率最大的故障类型作为二次设备故障诊断结果。
5.如权利要求4所述的一种变电站二次设备现场检修装置，其特征在于：还包括计算模块，用于根据设备运行时间与设备不可用率之间的关系，计算出最佳检修时间；
决策模块，用于根据自动化设备的运行状态之间的关系及最佳检修时间对现有检修计划进行优化并进行故障快速定位。
6.如权利要求5所述的一种变电站二次设备现场检修装置，所述二次设备包括继电保护、合并单元、测控装置、智能终端、监控***、对时***、网络***和交换机；
所述的继电保护、合并单元、测控装置、智能终端、监控***、对时***和网络***上分别设置有IEC61850模块，所述IEC61850模块连接现场数据采集模块。
7.一种变电站二次设备现场检修方法，其特征在于，包括下列步骤：
确定变电站二次设备状态类型，依据变电站二次设备运行中出现的典型异常和故障类型确定二次设备状态类型信息；
建立变电站二次设备样本数据库，根据变电站历史运行记录提取状态属性异常信息及与之相应的二次设备状态类型信息，并建立两者之间的映射关系；
基于变电站IEC61850模型配置文件，建立变电站二次设备拓扑连接关系，结合二次设备挂牌信息分析计算二次设备，分析出自动化设备的运行状态、运行状态之间的关系及设备运行时间与设备不可用率之间的关系；
根据二次设备状态自检信息和状态类型信息建立二次设备状态的贝叶斯网络分类模型；
根据二次设备状态自检信息和贝叶斯网络分类模型计算各个状态类型的概率，并得出各个状态类型下各状态属性的条件概率，选择概率最大的故障类型作为二次设备故障诊断结果。
根据设备运行时间与设备不可用率之间的关系，计算出最佳检修时间；
根据自动化设备的运行状态之间的关系及最佳检修时间对现有检修计划进行优化并进行故障快速定位。
8.如权利要求1所述的一种变电站二次设备现场检修方法，其特征在于，所述状态检测模块还用于获得二次设备状态自检信息，利用变电站二次设备的自检信息以及二次设备状态的在线监测信息得到二次设备状态自检信息。
9.一种计算机可读存储介质，是：其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行权利要求7-8中任一项所述的一种变电站二次设备现场检修方法。
10.一种终端设备，其特征是：包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行权利要求7-8中任一项所述的一种变电站二次设备现场检修方法。
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