一种基于多参量的换流变压器火源定位及防控方法与流程

本发明涉及一种基于多参量的换流变压器火源定位及防控方法。

背景技术：

1、换流变压器是直流输电系统中的核心设备，换流变本体布置在阀厅外侧，本体上阀侧套管倾斜穿入阀厅。阀厅防火墙进换流变阀侧套管位置预留有孔洞，便于换流变就位，换流变就位后对孔洞进行封堵，隔绝内外，保护阀厅内部设备。换流变压器是一种大型充油设备，一旦出现故障，引发火灾，会在极短的时间内破坏阀厅防火墙孔洞封堵，蔓延至阀厅内部，损毁阀厅内部设备，造成巨大经济损失。

2、调研发现，换流站火灾时常发生，典型换流站火灾为1994年葛洲坝换流站火灾，造成了阀厅内设备部分损失；2008年兴仁换流站火灾，造成了73万元损失和部分设备损坏；2008年宜宾换流站一台换流变突发故障着火，造成该换流变烧损；2018年天山换流站换流变突发故障起火，经济损失不详；2019年沂南换流站换流变烧毁损坏，造成部分设备烧损；2019年泉城换流站火灾，造成了1死2伤的人员伤亡，经济损失不详。鉴于此，开展换流变压器火情预测及相应防控方法至关重要。

3、公开号为cn115059194a提供了一种换流站阀厅注水冷却式防火封堵方法。通过水冷方式在阀厅侧形成隔热水墙,利用隔热水墙与防火墙相结合,使整个防火墙可靠性高,通过储水盒内的冷却水吸收火灾发生时产生的热量,能够有效减缓阀厅内温度上升的趋势,为消防灭火争取时间,尽量保护阀厅内的设备不受高温侵蚀,避免设备损坏。虽然提供了利用隔热水墙与防火墙相结合,使整个防火墙可靠性高,尽量保护阀厅内的设备不受高温侵蚀,避免设备损坏。但是仅从阻止火焰传播方向提升阀厅防火能力，并未对起火源进行灭火处理，防火效果有限。

4、论文“高振锡,张凡,高迪等.特高压直流换流变压器灭火方案探讨[j].消防科学与技术,2019,38(08):1106-1107+1116.”介绍了特高压直流换流变压器的主要参数、火灾特性，叙述了特高压直流换流变压器灭火技术现状，提出了特高压直流换流变压器灭火方案，指出需进行灭火系统设计参数、新型灭火装置以及系统组合灭火的研究，对已建特高压换流站增设或改造消防设施方案及事故储油池的安全应用提出建议，为提高扑救特高压直流换流变压器火灾的可靠性提供技术支持。但仅为提高扑救特高压直流换流变压器火灾的可靠性提供一定的技术支持，仅有定性的讨论，而无量化的灭火策略。

5、论文“潘志城,邓军,张晋寅等.换流变压器绝缘材料燃烧试验和防火能力研究[j].变压器,2020,57(07):66-70.doi:10.19487/j.cnki.1001-8425.2020.07.014..”针对换流变压器的火灾风险和火灾发展特点，分析了换流变绝缘材料的阻燃等级，收集换流变绝缘材料开展了燃烧试验研究，分析了换流变用绝缘油的闪点特性，提出了换流变防火能力提升的技术措施。虽然改进换流变消防设备，换流变网侧套管升高座以及阀厅外阀侧套管升高座增设专门的水雾喷头；改造水喷淋系统，延长水喷淋系统的作用时间；穿入阀厅的阀侧套管升高座设置专门细水雾消防系统进行隔离。但没有具体的灭火策略支撑。并且目前换流变压器尺寸较大，不适合布置较多的温度传感器进行监测，例如仅在套管等特定位置布置温度传感器，这种基于单一的温度传感器的方式，容易造成异常发热的误报，火灾精准监测的可靠性不高。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于多参量的换流变压器火源定位及防控方法。

2、本发明通过以下技术方案得以实现。

3、本发明提供的一种基于多参量的换流变压器火源定位及防控方法，通过传感器采集数据对火源进行预测，然后根据预测结果调配灭火系统进行逐级灭火，其特征在于：

4、对火源进行预测的具体步骤为：

5、s1、构建训练数据；

6、s2、建立火源定位基础模型；

7、s3、基于训练数据对火源预测基础模型进行训练，得到火源预测模型；

8、s4、将实时数据输入到火源预测模型，火源预测模型输出m个变量；

9、s5、当m个变量中任意一个变量的取值为2时，启动灭火系统灭火。

10、所述火源定位基础模型为具有6个输入神经元、2层隐含层和m个输出神经元的前馈神经网络模型，隐含层的神经元数量为10个。

11、所述m个输出神经元分别代表了m个起燃危险指数较高的区域。

12、m个输出神经元的输出变量k1、k2、k3…km的取值为0、1、2，其中0表示远离火源，1表示靠近火源，2表示火源。

13、所述训练数据通过历史数据、实验数据、fds仿真获得。

14、所述训练数据和实时数据包括温度t1、二氧化碳浓度t2、烟雾浓度t3、温度梯度t4、二氧化碳浓度梯度t5、烟雾浓度梯度t6；

15、所述温度t1、二氧化碳浓度t2、烟雾浓度t3通过传感器采集；

16、所述温度梯度t4、二氧化碳浓度梯度t5、烟雾浓度梯度t6的计算方式分别为：

17、

18、

19、

20、n表示采样计数，δt为采样计数时差。

21、所述步骤s5中灭火系统灭火的具体步骤为：

22、s51、将灭火系统中的灭火设备集中到m个变量取值为2处进行灭火；

23、s52、当m个变量的取值没有2时，调配1/2的灭火设备对取值为1处进行灭火；

24、s53、当m个变量的取值均为0时关闭灭火系统。

25、所述灭火设备为可移动涡轮风扇细水雾灭火车。

26、所述传感器为温度传感器、二氧化碳浓度传感器、烟雾浓度传感器的集成。

27、本发明的有益效果在于：通过多参量火灾监测数据，使定位的火源位置更加可靠，通过前馈神经网络反演火源位置，结合可移动的机器车搭载涡轮风扇细水雾灭火系统，实现灭火资源的实时最优调配及精准灭火。

技术特征：

1.一种基于多参量的换流变压器火源定位及防控方法，通过传感器采集数据对火源进行预测，然后根据预测结果调配灭火系统进行逐级灭火，其特征在于：

2.如权利要求1所述的基于多参量的换流变压器火源定位及防控方法，其特征在于：所述火源定位基础模型为具有6个输入神经元、2层隐含层和m个输出神经元的前馈神经网络模型，隐含层的神经元数量为10个。

3.如权利要求1和2任意一项所述的基于多参量的换流变压器火源定位及防控方法，其特征在于：所述m个输出神经元分别代表了m个起燃危险指数较高的区域。

4.如权利要求3所述的基于多参量的换流变压器火源定位及防控方法，其特征在于：m个输出神经元的输出变量k1、k2、k3…km的取值为0、1、2，其中0表示远离火源，1表示靠近火源，2表示火源。

5.如权利要求1所述的基于多参量的换流变压器火源定位及防控方法，其特征在于：所述训练数据通过历史数据、实验数据、fds仿真获得。

6.如权利要求1所述的基于多参量的换流变压器火源定位及防控方法，其特征在于：所述训练数据和实时数据包括温度t1、二氧化碳浓度t2、烟雾浓度t3、温度梯度t4、二氧化碳浓度梯度t5、烟雾浓度梯度t6；

7.如权利要求1所述的基于多参量的换流变压器火源定位及防控方法，其特征在于：所述步骤s5中灭火系统灭火的具体步骤为：

8.如权利要求7所述的基于多参量的换流变压器火源定位及防控方法，其特征在于：所述灭火设备为可移动涡轮风扇细水雾灭火车。

9.如权利要求1所述的基于多参量的换流变压器火源定位及防控方法，其特征在于：所述传感器为温度传感器、二氧化碳浓度传感器、烟雾浓度传感器的集成。

技术总结本发明提供了一种基于多参量的换流变压器火源定位及防控方法，通过传感器采集数据对火源进行预测，然后根据预测结果调配灭火系统进行逐级灭火，通过多参量火灾监测数据，使定位的火源位置更加可靠，通过前馈神经网络反演火源位置，结合可移动的机器车搭载涡轮风扇细水雾灭火系统，实现灭火资源的实时最优调配及精准灭火。技术研发人员：王祥,吕刚,邓军,张瑞亮,刘凡栋,王伟,唐华东,罗宗源,蔡潞,邓文斌,段亚昆,赵华宝受保护的技术使用者：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局技术研发日：技术公布日：2024/3/17