技术领域
[0001] 本实用新型涉及高压电路的技术领域，具体为一种基于逻辑分类模型的高压开关柜工作状态评估终端。
相关背景技术
[0002] 开关柜是变电站的重要组成部分，其肩负着负荷线路停电检修、集成线路保护等一系列功能责任，随着变电站容量的不断扩大以及所带负荷的不断增加，站内中压开关柜的屏柜数量也保持在较高的水平，设备的健康状态直接影响电网的运行安全。
[0003] 变电站中开关柜的安全运行直接影响着供电可靠性，以状态维修为目的的状态评价是评估其运行状态的有效手段。目前针对高压开关柜的状态评估没有对采集到的数据特征量进行充分地挖掘分析，或采用的数据结构不全面，然而设备故障类型与设备运行状态数据特征密切相关，建立数据特征与设备运行状态之间的关联规则，挖掘不同类型数据的隐含信息，及时发现故障隐患并采取对应措施。
[0004] 所以针对这些问题，我们提出了一种基于逻辑分类模型的高压开关柜工作状态评估终端来解决，完成对高压开关柜工作状态评估，在历史故障记录、试验数据和监测数据基础上建立评估指标，引入变权重系数和均衡参数，完成对高压开关柜健康状态的综合判断；实验结果表明该方法能够有效评估高压开关柜的真实运行状态。
实用新型内容
[0005] 针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于逻辑分类模型的高压开关柜工作状态评估终端，完成了对高压开关柜工作状态评估，在历史故障记录、试验数据和监测数据基础上建立评估指标，引入变权重系数和均衡参数，完成对高压开关柜健康状态的综合判断；实验结果表明该方法能够有效评估高压开关柜的真实运行状态。
[0006] 为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于逻辑分类模型的高压开关柜工作状态评估终端，包括高压开关柜主体以及设置在高压开关柜主体内部的母线室、断路器室以及继电器室。
[0007] 所述高压开关柜主体的内部且位于顶端固定安装有泄压装置，所述泄压装置的内部设置有母线室，所述母线室的内部设置有主母线，所述主母线设置有三组，安装在母线室的内部，两组相邻所述主母线之间活动连接有分支母线，所述主母线的外侧设置有母线套管。
[0008] 所述母线室与所述断路器室之间设置有隔离开关，所述断路器室的内部固定安装有电流互感器，所述电流互感器上设置有隔离开关操作机构，所述断路器室的内部设置有联锁机构。
[0009] 所述断路器室的内部活动安装有电缆，所述电缆的外侧连接有氧化锌避雷器，所述氧化锌避雷器远离电缆的一端连接有接地母线，所述断路器室的内部且位于底端设置有控制小母线，所述接地母线的外侧连接有接地开关，所述接地开关的外侧连接有接地开关操作机构，所述断路器室的内部固定安装有真空断路器，所述真空断路器的外侧固定安装有加热装置，所述断路器室以及所述继电器室之间设置有二次插头。
[0010] 优选的，一种基于逻辑分类模型的高压开关柜工作状态评估终端流程，所述开关柜状态评估流程如下：
[0011] S1：检测开关柜信息；
[0012] S2：对开关柜信息数据进行检测，分析开关柜信息是否存在异常；
[0013] S3：当开关柜信息存在异常时：
[0014] a：首先进行数据预处理，对模型逻辑进行判断；
[0015] b：分析是否存在故障；
[0016] c：当存在故障时，进行报告，结束流程；
[0017] S4：当开关柜信息没有存在异常时：
[0018] A：程序继续运行。
[0019] 优选的，所述S3过程中将开关柜历史数据输入到逻辑回归模型，可以得到不同参数所对应状态评估评分。
[0020] 分类算法用于对有标签数据进行分类处理。逻辑回归虽然被称为回归，但其实际上是分类模型，并常用于二分类。逻辑回归模型应用场景较多，可用于分类及预测，其主要应用于流行病理学研究中，比较常用的情形是探索某疾病的影响因素分析，另外在个人信用评估领域和经济预测领域应用也较多。逻辑回归模型具有模型简单清晰、可解释性强等特点，另外，逻辑回归模型中参数较少且易于估计，可以采用似然估计的方法将其参数估计出来，因此相对威布尔比例故障模型具有参数易于估计和不需要假设的优点[10‑11]。逻辑回归的本质是：假设数据服从逻辑分布，然后使用极大似然估计做参数的估计。
[0021] 逻辑分布是一种连续型的概率分布，其分布函数为：
[0022]
[0023] 其密度函数为：
[0024]
[0025] 其中，表示位置参数， 为形状参数。
[0026] 逻辑分布是由其位置和尺度参数定义的连续分布。逻辑分布的形状与正态分布的形状相似，但是逻辑分布的尾部更长，所以我们可以使用逻辑分布来建模比正态分布具有更长尾部和更高波峰的数据分布。在深度学习中常用到的Sigmoid函数就是逻辑的分布函数在 的特殊形式。
[0027] 以二分类为例，对于所给数据集假设存在这样的一条直线可以将数据完成线性可分，决策边界可表示为 。假设对于样本点 ，有 ，那么可以判断它的类别为1。逻辑回归需要找到分类概率 与输入向量 的直接关系，然后通过比较概率值来判断类别。
[0028] 逻辑回归模型为：
[0029]
[0030] 当 的值越接近正无穷， 概率值越接近1。因此逻辑回归的思路是，先拟合决策边界(不局限于线性，还可以是多项式)，再建立这个边界与分类的概率联系，从而得到了二分类情况下的概率。
[0031] 最大似然估计，是模型 必须让已出现样本出现的概率最大化。而已出现样本出现的概率为连乘积的形式，所以先要取 形式，转化为加法形式的对数似然函数。对数似然函数前面加一个负数系数，则最大化对数自然函数，等价于最小化损失函数（梯度下降法去求）。
[0032] 交叉熵函数为：
[0033]
[0034] 其中， 。
[0035] 逻辑分类中的损失函数为：
[0036]
[0037] 在获得回归系数矩阵 和偏量 后，对未知的标签数据多分类。主要分为4个步骤：
[0038] 1、将线性函数的输出向量作为输入的分数，将分数映射在（0，1）之间。
[0039] 2、以对数的方式完成到（0，1）的映射，凸显大的分数的作用，使其输出的概率更高，抑制小分数的输出概率。使用softmax函数进行多分类，softmax函数为：
[0040]
[0041] softmax函数的功能在于将线性函数的输出向量作为输入的分数，将分数映射在（0，1）之间，并且所有分数的和为1。
[0042] 3、以对数的方式完成到（0，1）的映射，凸显其中最大的分数的作用，并抑制远低于最大分数的其他数值。
[0043] 4、根据概率大小的比较，选择概率大对应的类别，判定为该输入数据对应的类别。
[0044] 优选的，所述逻辑分布是由其位置和尺度参数定义的连续分布。
[0045] 优选的，所述高压开关柜主体将变电站10KV经主母线反馈到高压开关柜主体的内部电路。
[0046] 优选的，所述继电器室的内部设置有事故预警灯以及提示屏幕。
[0047] 本实用新型技术方案，具有如下有益效果：
[0048] 1、该基于逻辑分类模型的高压开关柜工作状态评估终端，高压开关柜主体共设置有多组，共由三个室构成，分别为母线室、断路器室和继电器室，母线室设置在高压开关柜主体的上部，内部主要部件为主母线，分支母线以及母线套管，每组高压开关柜主体与高压开关柜主体之间的主母线以及分支母线是相连接的，通过绝缘装置与高压开关柜主体金属形成隔离，进行保护。
[0049] 2、该基于逻辑分类模型的高压开关柜工作状态评估终端，断路器室设置在高压开关柜主体中部，内含电流互感器，隔离开关操作机构、氧化锌避雷器、接地开关操作机构以及真空断路器等。断路器采用真空灭弧断路器，与外部高压开关柜主体的柜体之间采用SF6进行绝缘，进行保护。
[0050] 3、该基于逻辑分类模型的高压开关柜工作状态评估终端，高压开关柜主体最下层为电缆仓，内部设置有电缆，电缆仓仓门一般开设在高压开关柜主体的柜体后面，并与地刀之间构成闭锁，以免造成事故。
[0051] 4、该基于逻辑分类模型的高压开关柜工作状态评估终端，通过逻辑回归方法可以有效解决假设分布不准确带来的问题，不仅可预测出类别，还能得到该预测的概率。
[0052] 5、该基于逻辑分类模型的高压开关柜工作状态评估终端，通过开关柜不同的评价结果应该制定不同的策略。当出现评价状态结果为受潮的开关柜，说明该开关柜情况较为危险，经过重检确定后应该立即停电处理。
具体实施方式
[0059] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
[0060] 请参阅图1‑4，一种基于逻辑分类模型的高压开关柜工作状态评估终端，包括高压开关柜主体1以及设置在高压开关柜主体1内部的母线室201、断路器室4以及继电器室17。
[0061] 高压开关柜主体1的内部且位于顶端固定安装有泄压装置2，泄压装置2的内部设置有母线室201，母线室201的内部设置有主母线202，主母线202设置有三组，安装在母线室201的内部，两组相邻主母线202之间活动连接有分支母线203，主母线202的外侧设置有母线套管204。
[0062] 高压开关柜主体1共设置有多组，共由三个室构成，分别为母线室201、断路器室4和继电器室17，母线室201设置在高压开关柜主体1的上部，内部主要部件为主母线202，分支母线203以及母线套管204，每组高压开关柜主体1与高压开关柜主体1之间的主母线202以及分支母线203是相连接的，通过绝缘装置与高压开关柜主体1金属形成隔离，进行保护。
[0063] 母线室201与断路器室4之间设置有隔离开关3，断路器室4的内部固定安装有电流互感器5，电流互感器5上设置有隔离开关操作机构6，断路器室4的内部设置有联锁机构7。
[0064] 断路器室4的内部活动安装有电缆8，高压开关柜主体1最下层为电缆仓，内部设置有电缆8，电缆仓仓门一般开设在高压开关柜主体1的柜体后面，并与地刀之间构成闭锁，以免造成事故。
[0065] 电缆8的外侧连接有氧化锌避雷器9，氧化锌避雷器9远离电缆8的一端连接有接地母线10，断路器室4的内部且位于底端设置有控制小母线11，接地母线10的外侧连接有接地开关12，接地开关12的外侧连接有接地开关操作机构13，断路器室4的内部固定安装有真空断路器14，真空断路器14的外侧固定安装有加热装置15，断路器室4以及继电器室17之间设置有二次插头16，继电器室17的内部设置有事故预警灯以及提示屏幕，进行报警提示。
[0066] 断路器室4设置在高压开关柜主体1中部，内含电流互感器5，隔离开关操作机构6、氧化锌避雷器9、接地开关操作机构13以及真空断路器14等。断路器采用真空灭弧断路器，与外部高压开关柜主体1的柜体之间采用SF6进行绝缘，进行保护。
[0067] 作为本实用新型的一种实施方式，请参阅图5，
[0068] 一种基于逻辑分类模型的高压开关柜工作状态评估终端流程，开关柜状态评估流程如下：
[0069] S1：检测开关柜信息；
[0070] S2：对开关柜信息数据进行检测，分析开关柜信息是否存在异常；
[0071] S3：当开关柜信息存在异常时：
[0072] a：首先进行数据预处理，对模型逻辑进行判断；
[0073] b：分析是否存在故障；
[0074] c：当存在故障时，进行报告，结束流程；
[0075] S4：当开关柜信息没有存在异常时：
[0076] A：程序继续运行。
[0077] S3过程中将开关柜历史数据输入到逻辑回归模型，可以得到不同参数所对应状态评估评分。
[0078] 分类算法用于对有标签数据进行分类处理。逻辑回归虽然被称为回归，但其实际上是分类模型，并常用于二分类。逻辑回归模型应用场景较多，可用于分类及预测，其主要应用于流行病理学研究中，比较常用的情形是探索某疾病的影响因素分析，另外在个人信用评估领域和经济预测领域应用也较多。逻辑回归模型具有模型简单清晰、可解释性强等特点，另外，逻辑回归模型中参数较少且易于估计，可以采用似然估计的方法将其参数估计出来，因此相对威布尔比例故障模型具有参数易于估计和不需要假设的优点[10‑11]。逻辑回归的本质是：假设数据服从逻辑分布，然后使用极大似然估计做参数的估计。
[0079] 逻辑分布是一种连续型的概率分布，其分布函数为：
[0080]
[0081] 其密度函数为：
[0082]
[0083] 其中，表示位置参数， 为形状参数。
[0084] 逻辑分布是由其位置和尺度参数定义的连续分布。逻辑分布的形状与正态分布的形状相似，但是逻辑分布的尾部更长，所以我们可以使用逻辑分布来建模比正态分布具有更长尾部和更高波峰的数据分布。在深度学习中常用到的Sigmoid函数就是逻辑的分布函数在 的特殊形式。
[0085] 以二分类为例，对于所给数据集假设存在这样的一条直线可以将数据完成线性可分，决策边界可表示为 。假设对于样本点 ，有 ，那么可以判断它的类别为1。逻辑回归需要找到分类概率 与输入向量 的直接关系，然后通过比较概率值来判断类别。
[0086] 逻辑回归模型为：
[0087]
[0088] 当 的值越接近正无穷， 概率值越接近1。因此逻辑回归的思路是，先拟合决策边界(不局限于线性，还可以是多项式)，再建立这个边界与分类的概率联系，从而得到了二分类情况下的概率。
[0089] 最大似然估计，是模型 必须让已出现样本出现的概率最大化。而已出现样本出现的概率为连乘积的形式，所以先要取 形式，转化为加法形式的对数似然函数。对数似然函数前面加一个负数系数，则最大化对数自然函数，等价于最小化损失函数（梯度下降法去求）。
[0090] 交叉熵函数为：
[0091]
[0092] 其中， 。
[0093] 逻辑分类中的损失函数为：
[0094]
[0095] 在获得回归系数矩阵 和偏量 后，对未知的标签数据多分类。主要分为4个步骤：
[0096] 1、将线性函数的输出向量作为输入的分数，将分数映射在（0，1）之间。
[0097] 2、以对数的方式完成到（0，1）的映射，凸显大的分数的作用，使其输出的概率更高，抑制小分数的输出概率。使用softmax函数进行多分类，softmax函数为：
[0098]
[0099] softmax函数的功能在于将线性函数的输出向量作为输入的分数，将分数映射在（0，1）之间，并且所有分数的和为1。
[0100] 3、以对数的方式完成到（0，1）的映射，凸显其中最大的分数的作用，并抑制远低于最大分数的其他数值。
[0101] 4、根据概率大小的比较，选择概率大对应的类别，判定为该输入数据对应的类别。
[0102] 通过逻辑回归方法可以有效解决假设分布不准确带来的问题，不仅可预测出类别，还能得到该预测的概率；通过开关柜不同的评价结果应该制定不同的策略。当出现评价状态结果为受潮的开关柜，说明该开关柜情况较为危险，经过重检确定后应该立即停电处理。
[0103] 为了方便理解本实用新型的上述技术方案，以下就本实用新型在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明：
[0104] 工作原理：高压开关柜主体1共设置有多组，共由三个室构成，分别为母线室201、断路器室4和继电器室17，母线室201设置在高压开关柜主体1的上部，内部主要部件为主母线202，分支母线203以及母线套管204，每组高压开关柜主体1与高压开关柜主体1之间的主母线202以及分支母线203是相连接的，通过绝缘装置与高压开关柜主体1金属形成隔离。断路器室4设置在高压开关柜主体1中部，内含电流互感器5，隔离开关操作机构6、氧化锌避雷器9、接地开关操作机构13以及真空断路器14等。断路器采用真空灭弧断路器，与外部高压开关柜主体1的柜体之间采用SF6进行绝缘。此外该室还包含了联锁机构7、接地母线10、控制小母线11以及接地开关12。最下层为电缆仓，内部设置有电缆8，电缆仓仓门一般开设在高压开关柜主体1的柜体后面，并与地刀之间构成闭锁，以免造成事故。继电器室17的内部设置有事故预警灯以及提示屏幕，进行报警提示。
[0105] 最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
