一种基于边缘计算的变电设备三相温差诊断方法、设备及介质与流程

本发明涉及变电设备状态监测，特别是一种基于边缘计算的变电设备三相温差诊断方法、设备及介质。

背景技术：

1、变电设备运行过程中，变压器、开关柜、隔离开关等一次设备的连接部位、触头及引线部位会随负荷变化产生温升，三相对应位置之间的温度关系是设备状态巡检的重要依据。现有现场巡检通常采用红外热成像设备获取设备表面温度，并结合负荷电流、环境温度及设备运行记录，对三相温差、局部温升和温度变化趋势进行分析，以判断设备运行状态并形成检修参考。

2、然而，现有方法仍存在两方面的局限性：一方面，红外测温结果容易受到三相负荷差异、环境温湿度及光照条件影响，直接比较三相温度时难以充分反映同一结构位置之间的实际热差异；另一方面，诊断多依赖单次采集结果或后台分析，异常位置需要复核时缺少依据诊断结果在边缘侧控制指定测温部位补充采集并重新判断的处理过程。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明提供了一种基于边缘计算的变电设备三相温差诊断方法，解决了变电设备三相红外测温受负荷及环境条件影响，且异常测温部位难以依据诊断结果在边缘侧定向补充采集并重新诊断的问题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

4、第一方面，本发明提供了一种基于边缘计算的变电设备三相温差诊断方法，其包括，获取三相测温部位配置，由边缘计算单元控制红外成像仪连续采集三相对应测温部位数据，同步采集三相负荷电流和环境数据，生成三相多测点巡检记录；读取三相多测点巡检记录，根据负荷电流、环境温度、环境湿度和环境光照强度修正各相测温数据，计算修正温升及相间修正温升差，生成三相温差时序记录；根据三相温差时序记录，确定稳定分析时间范围，计算相间稳态温差、三相时序温升速率和三相温度不均衡度，并结合相邻测温部位组温度变化进行多分类神经网络诊断，生成三相故障诊断记录；基于三相故障诊断记录，根据候选类别、网络输出值和温度判断结果确定确认类别，不能确认时控制红外成像仪定向补充采集并重新诊断，确认故障后确定异常相别、异常测温部位和故障严重等级，生成三相诊断结果。

5、作为本发明所述基于边缘计算的变电设备三相温差诊断方法的一种优选方案，其中：所述由边缘计算单元控制红外成像仪连续采集三相对应测温部位数据，同步采集三相负荷电流和环境数据包括：边缘计算单元按照设备型号读取三相测温部位配置，根据三相排列方向及各测温部位相对于设备主体的位置范围确定三相对应测温部位组，并在同一红外视场内连续采集同一三相对应测温部位组的a相、b相和c相红外数据；各三相对应测温部位组不能位于同一红外视场时，按照三相测温部位配置记录的测温部位组顺序逐组采集，并分别按照采样时间形成连续温度序列。

6、作为本发明所述基于边缘计算的变电设备三相温差诊断方法的一种优选方案，其中：所述同步采集三相负荷电流和环境数据，生成三相多测点巡检记录包括：边缘计算单元分别判断a相、b相和c相测温区域是否能够唯一确定，并将各相有效温度像元比例、对焦评价值和测量温度分别与最低有效像元比例、最低有效对焦评价值和测温量程进行比较，同时比较红外温度与三相负荷电流及环境数据的采样时间差；任一判断结果不满足对应要求时，控制红外成像仪重新采集对应三相测温部位组或者将对应采样数据标记为无效。

7、作为本发明所述基于边缘计算的变电设备三相温差诊断方法的一种优选方案，其中：所述根据负荷电流、环境温度、环境湿度和环境光照强度修正各相测温数据包括：边缘计算单元按照设备型号、三相对应测温部位组编号和相别分别匹配负荷电流修正数据、环境湿度修正数据和环境光照修正数据；负荷电流、环境湿度或者环境光照强度位于两个相邻标定值之间时，根据两个标定值及其对应温升偏移进行线性插值确定温度修正量，超出对应标定值范围时停止计算温度修正量，并根据环境温度和各项温度修正量计算各相修正温升。

8、作为本发明所述基于边缘计算的变电设备三相温差诊断方法的一种优选方案，其中：所述确定稳定分析时间范围，计算相间稳态温差、三相时序温升速率和三相温度不均衡度包括：边缘计算单元按照分析时间长度划分三相温差时序记录，分别计算分析时间范围内三相负荷电流的最大值与最小值之差以及三相修正温升的最大值与最小值之差，在各相计算结果均不超过对应允许波动值时确定稳定分析时间范围，并基于稳定分析时间范围计算相间稳态温差、a相时序温升速率、b相时序温升速率、c相时序温升速率和三相温度不均衡度。

9、作为本发明所述基于边缘计算的变电设备三相温差诊断方法的一种优选方案，其中：所述结合相邻测温部位组温度变化进行多分类神经网络诊断，生成三相故障诊断记录包括：边缘计算单元按照三相测温部位配置记录的测温部位组顺序，排列各三相对应测温部位组的相间稳态温差、a相时序温升速率、b相时序温升速率、c相时序温升速率、三相温度不均衡度输入值和三相温度不均衡度有效标记；三相修正温升绝对值的算术平均值达到最低有效温升时，将计算得到的三相温度不均衡度作为三相温度不均衡度输入值，并将三相温度不均衡度有效标记记为1，低于最低有效温升时，将三相温度不均衡度输入值记为0，并将三相温度不均衡度有效标记记为0；将偏离相别转换为a相、b相和c相三个二值数据，并将相邻测温部位组是否存在相同偏离相别转换为二值数据，将排列后的数据输入设备型号对应的多分类神经网络，根据网络输出值确定第一候选类别和第二候选类别；多分类神经网络的训练数据按照与现场诊断相同的规则设置三相温度不均衡度输入值和三相温度不均衡度有效标记，缺少形成相间稳态温差或者时序温升速率所需采样数据时，不形成当前网络输入。

10、作为本发明所述基于边缘计算的变电设备三相温差诊断方法的一种优选方案，其中：所述根据候选类别、网络输出值和温度判断结果确定确认类别，不能确认时控制红外成像仪定向补充采集并重新诊断包括：当前设备型号对应的各三相对应测温部位组均形成规定的网络输入数据，且输入数据数量等于当前设备型号对应多分类神经网络的输入节点数量时，确定网络输入完整；三相温度不均衡度因三相修正温升低于最低有效温升而未计算时，将三相温度不均衡度输入值记为0、三相温度不均衡度有效标记记为0，并作为完整网络输入，不按照输入数据缺失处理；在网络输入完整、连续数值输入处于训练取值范围、第一候选类别输出值达到类别最低输出值且第一候选类别与第二候选类别的输出值之差达到最小允许输出差值时，根据候选类别对应三相测温部位组的相间稳态温差、时序温升速率和三相温度不均衡度判断结果确定确认类别；网络输入不完整时，根据缺失输入数据对应的三相测温部位组确定补充采集位置；连续数值输入超出训练取值范围时，根据对应输入数据来源的三相测温部位组确定补充采集位置；第一候选类别输出值未达到类别最低输出值或者第一候选类别与第二候选类别的输出值之差未达到最小允许输出差值时，根据候选故障类别对应的三相测温部位组确定补充采集位置，并控制红外成像仪对确定的三相测温部位组采集不少于一个分析时间长度的数据。

11、作为本发明所述基于边缘计算的变电设备三相温差诊断方法的一种优选方案，其中：所述确认故障后确定异常相别、异常测温部位和故障严重等级，生成三相诊断结果包括：边缘计算单元对补充采集数据按照首次诊断采用的时间对应、温度修正、稳定分析时间范围确定、温度特征计算及多分类神经网络处理规则重新处理，并重新确定确认类别；确认类别为故障类别时，分别将相间稳态温差、时序温升速率和连续异常三相对应测温部位组数量与各自对应的等级边界进行比较；三相温度不均衡度有效标记为1时，将三相温度不均衡度与对应等级边界进行比较，三相温度不均衡度有效标记为0时，不利用三相温度不均衡度确定故障严重等级；分别确定各比较结果对应的严重等级，将其中严重程度最高的等级确定为故障严重等级，并根据达到严重等级的测温数据对应相别和三相对应测温部位组确定异常相别和异常测温部位，生成三相诊断结果。

12、第二方面，本发明提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其中：所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明第一方面所述的基于边缘计算的变电设备三相温差诊断方法的任一步骤。

13、第三方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中：所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明第一方面所述的基于边缘计算的变电设备三相温差诊断方法的任一步骤。

14、本发明有益效果为：通过依据负荷电流、环境温度、环境湿度和环境光照强度修正各相测温数据，形成三相温差时序记录，使同一组三相对应测温部位在统一运行和环境条件下进行相间稳态温差、三相时序温升速率和三相温度不均衡度计算；通过读取三相故障诊断记录，依据候选类别、网络输出值和温度判断结果确定补充采集位置，控制红外成像仪定向补充采集并重新诊断，使异常测温部位采集与边缘侧诊断连续衔接，形成异常相别、异常测温部位和故障严重等级。