SF6高压断路器运行状态评估方法及智能系统技术方案

一种SF6高压断路器运行状态评估方法及智能系统，属于输变电设备技术领域。该系统包括WEB服务器、数据服务器、工控机、局部放电监测单元、分合闸线圈电流监测单元、开断电流监测单元、分合闸行程监测单元、分合闸位置监测单元、SF6气体温度及压力监测单元和传感元件。该方法包括：1建立评估智能系统；2量化评估指标；3确定待评物元R；4确定模型经典域；5确定模型节典域；6主观权重计算；7客观权重计算；8确定主客观组合权重；9确定待评物元关联度；10子项目层物元评估；11项目层物元评估；12目标层物元评估；13确定运行状态等级；14确定特性指标状态等级趋势。本发明专利技术优点：模型简单，评估结果直观，自我完善特性强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于输变电设备
，特别涉及一种SF6高压断路器运行状态评估方法及智能系统。
技术介绍
SF6高压断路器是电业部门的重要设备，作为开展状态维修策略的基础性工作，国内已经开始研究其状态评估问题，但目前对于高压断路器运行状态评估的研究工作处于探索阶段，在断路器状态监测方面虽然还没有很成熟的断路器状态监测产品，但部分单位、高校和研究所在这方面也进行了探索性的研究。对于高压断路器的状态评估理论的研究，主要是针对断路器的机械特性和电气性能进行评估，在机械特性方面采用了小波分析和证据理论的方法分析断路器的机械振动；在电气性能方面采用模糊理论、突变理论对断路器的电寿命进行评估。通过这些方法的研究提高了断路器状态评估理论的水平，但是还存在着一些问题，比如在断路器运行状态评估的研究中，断路器运行状态参数的数据量比较少；同时断路器的运行状态评估的研究仅局限于电气性能或机械性能，缺乏系统性和综合性。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种SF6高压断路器运行状态评估方法及智能系统。该系统包括TOB服务器、数据服务器、工控机、局部放电监测单元、分合闸线圈电流监测单元、开断电流监测单元、分合间行程监测单元、分合间位置监测单元、SF6气体温度及压力监测单元和传感元件；其中TOB服务器、数据服务器和工控机之间的双控端口依次连接，工控机的双工端通过数据总线连接局部放电监测单元、分合闸线圈电流监测单元、开断电流监测单元、分合闸行程监测单元、分合间位置监测单元和SF6气体温度及压力监测单元的双工端，局部放电监测单元、分合间线圈电流监测单元、开断电流监测单元、分合间行程监测单元、分合闸位置监测单元和SF6气体温度及压力监测单元的输入端分别连接传感元件。本专利技术一种SF6高压断路器运行状态评估方法，按如下步骤进行步骤1、建立SF6高压断路器运行状态评估智能系统，该系统的指标体系从纵向分为目标层、项目层、子项目层和指标层，项目层包括机械特性、电气特性和绝缘特性，子项目层包括时间特性、速度特性、开断特性、气体特性和运行特性，时间特性的指标层包括合闸时间、分闸时间、合闸不同期性和分闸不同期性；速度特性的指标层包括刚合闸速度、刚分闸速度和其它(合闸平均速度、分闸平均速度)；开断特性的指标层包括相对电磨损程度、 导电回路电阻、累计开断次数和使用年数；气体特性的指标层包括微水含量、气体泄漏和其它因素(密度、分解物)；运行特性的指标层包括断路器的外观情况(持绝缘子部分、操动机构润滑、主体及机构外观和主回路端子)和环境的污秽度、湿度及温度；步骤2、量化高压断路器运行状态的评估指标，由于评估指标体系中即有定量指标又有定性指标，且具有不同的量纲和数量级，不能直接进行比较，应采用不同的方法进行量化；时间特性、速度特性、开断特性和气体特性属于定量指标，量化采用升、降半梯形函数， 其中极小型指标采用升半梯形函数，极大型指标采用降半梯形函数； 升半梯形函数权利要求1. 一种SF6高压断路器运行状态评估方法，其特征在于按如下步骤进行 步骤1、建立SF6高压断路器运行状态评估智能系统，该系统的指标体系从纵向分为目标层、项目层、子项目层和指标层，项目层包括机械特性、电气特性和绝缘特性，子项目层包括时间特性、速度特性、开断特性、气体特性和运行特性，时间特性的指标层包括合闸时间、分闸时间、合闸不同期性和分闸不同期性；速度特性的指标层包括刚合闸速度、刚分闸速度、合闸平均速度和分闸平均速度；开断特性的指标层包括相对电磨损程度、导电回路电阻、累计开断次数和使用年数；气体特性的指标层包括微水含量、气体泄漏、密度和分解物； 运行特性的指标层包括断路器的外观情况即持绝缘子部分、操动机构润滑、主体及机构外观和主回路端子和环境的污秽度、湿度及温度；步骤2、量化高压断路器运行状态的评估指标，采用时间特性、速度特性、开断特性和气体特性的定量指标进行量化，量化采用升、降半梯形函数，其中极小型指标采用升半梯形函数，极大型指标采用降半梯形函数；升半梯形函数4= M tv〕n2公式(1)降半梯形函数1= &伐^玛公式⑵ 式中，X为指标归一化后的值，X为指标实测值，al，a2表示该指标的注意值和最优值； 步骤3、确定待评物元R，定量的待评物元可通过升半梯形函数和降半梯形函获得，定性的待评物元可通过专家评分方式获得；式中，P为待评物元，vn为P关于物元指标cn的量值，即待评物元量化后的值，η为物元指标个数；步骤4、确定模型经典域Rj式中，Nj代表断路器某项目层物元所划分的第j个评价等级名称；Ci为该物元中的第 i个评价指标；Vji为Nj关于指标Ci所规定的量值范围<aji, bji>，即经典域；根据表1，将断路器的运行状态划分为四个等级“良好”、“一般”、“注意”和“故障”，即可取所有待评物元的经典域均为2.根据权利要求1所述的SF6高压断路器运行状态评估方法，其特征在于所述的步骤 6按如下方法进行步骤6-1、构造可拓评判矩阵，在建立了层次结构之后，针对第k-1层第h个因素或准 贝U，将第k层与之相关的全部nk个因素，通过两两比较，利用可拓区间数定量表示它们的相 对优劣程度或重要程度，构造一个可拓区间评判矩阵A ；A = (aij)nXn中的元素aij = (aij-, aij+)是一个可拓区间数，可拓区间数的中值 (aij-+aij+)/2就是AHP方法中比较评判所采用的T. J. Saaty提出的1 9标度中的整数， 式中i和j分别代表评判矩阵A的横向和纵向元素个数；可拓评判矩阵A = (aij)nXn为正互反矩阵，即aij = l,aij = aij-1 = (1/aij+, 1/ aij-) (i, j = 1,2, "., nk)步骤6-2、计算综合可拓评判矩阵和权重向量，设aijt= (aij-, aij+) (i，j = 1，2，…， nk;t= 1,2,…，T)为第t个专家给出的可拓区间数，根据式(6)，得第k层的h个综合可 拓区间数，由此得到第k层全体因素对第k-1层的h因素的综合可拓评判矩阵；3.根据权利要求1所述的SF6高压断路器运行状态评估方法，其特征在于所述的步骤 7-1、构建具有m个样本η个评价指标的归一化后的判断矩阵R = (Xij)nm i = 1, 2, · · · , η ； j = 1, 2, · · · , m ； 公式(11) 判断矩阵R就是关联度矩阵、(Vi)； 步骤7-2，计算各评级指标的熵H 式中m为评估指标个数，η为被评对象个数，4.权利要求1所述的SF6高压断路器运行状态评估方法，其特征在于所采用的SF6高压断路器运行状态评估智能系统，包括WEB服务器、数据服务器、工控机、局部放电监测单元、分合间线圈电流监测单元、开断电流监测单元、分合间行程监测单元、分合间位置监测单元、SF6气体温度及压力监测单元和传感元件；其中WEB服务器、数据服务器和工控机之间的双控端口依次连接，工控机的双工端通过数据总线连接局部放电监测单元、分合闸线圈电流监测单元、开断电流监测单元、分合闸行程监测单元、分合间位置监测单元和SF6气体温度及压力监测单元的双工端，局部放电监测单元、分合间线圈电流监测单元、开断电流监测单元、分合间行程本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种ＳＦ６高压断路器运行状态评估方法，其特征在于：按如下步骤进行：步骤１、建立ＳＦ６高压断路器运行状态评估智能系统，该系统的指标体系从纵向分为目标层、项目层、子项目层和指标层，项目层包括机械特性、电气特性和绝缘特性，子项目层包括时间特性、速度特性、开断特性、气体特性和运行特性，时间特性的指标层包括合闸时间、分闸时间、合闸不同期性和分闸不同期性；速度特性的指标层包括刚合闸速度、刚分闸速度、合闸平均速度和分闸平均速度；开断特性的指标层包括相对电磨损程度、导电回路电阻、累计开断次数和使用年数；气体特性的指标层包括微水含量、气体泄漏、密度和分解物；运行特性的指标层包括断路器的外观情况即持绝缘子部分、操动机构润滑、主体及机构外观和主回路端子和环境的污秽度、湿度及温度；步骤２、量化高压断路器运行状态的评估指标，采用时间特性、速度特性、开断特性和气体特性的定量指标进行量化，量化采用升、降半梯形函数，其中极小型指标采用升半梯形函数，极大型指标采用降半梯形函数；升半梯形函数：（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）Ｘ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｆｅｎｃｅｄｏｐｅｎ＝＇｛＇ｃｌｏｓｅ＝＇＇）?（ｍｔａｂｌｅ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｎ）０（／ｍｎ）?（／ｍｔｄ）?（ｍｔｄ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＆ｌｅ；（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ａ（／ｍｉ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｔｄ）?（／ｍｔｒ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ａ（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ａ（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ａ（／ｍｉ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｆｒａｃ）?（／ｍｔｄ）?（ｍｔｄ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ａ（／ｍｉ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＆ｌｔ；（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＆ｌｅ；（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ａ（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｔｄ）?（／ｍｔｒ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｔｄ）?（ｍｔｄ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ａ（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｔｄ）?（／ｍｔｒ）?（／ｍｔａｂｌｅ）?（／ｍｆｅｎｃｅｄ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）公式（１）降半梯形函数：（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）Ｘ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｆｅｎｃｅｄｏｐｅｎ＝＇｛＇ｃｌｏｓｅ＝＇＇）?（ｍｔａｂｌｅ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｔｄ）?（ｍｔｄ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＆ｌｅ；（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ａ（／ｍｉ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｔｄ）?（／ｍｔｒ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ａ（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ａ（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ａ（／ｍｉ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｆｒａｃ）?（／ｍｔｄ）?（ｍｔｄ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ａ（／ｍｉ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＆ｌｔ；（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＆ｌｅ；（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ａ（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｔｄ）?（／ｍｔｒ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｎ）０（／ｍｎ）?（／ｍｔｄ）?（ｍｔｄ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ａ（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｔｄ）?（／ｍｔｒ）?（／ｍｔａｂｌｅ）?（／ｍｆｅｎｃｅｄ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）公式（２）式中，Ｘ为指标归一化后的值，ｘ为指标实测值，ａ１，ａ２表示该指标的注意值和最优值；步骤３、确定待评物元Ｒ，定量的待评物元可通过升半梯形函数和降半梯形函获得，定性的待评物元可通过专家评分方式获得；（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）Ｒ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｆｅｎｃｅｄｏｐｅｎ＝＇［＇ｃｌｏｓｅ＝＇］＇）?（ｍｔａｂｌｅ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｉ）Ｐ（／ｍｉ）?（／ｍｔｄ）?（ｍ...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林莘，李斌，徐建源，滕云，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：89