一种基于智能低压开关柜的数字化管理方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及低压开关柜故障预警技术领域，公开了一种基于智能低压开关柜的数字化管理方法及装置

【技术实现步骤摘要】
一种基于智能低压开关柜的数字化管理方法及装置


[0001]本专利技术涉及低压开关柜故障预警
，尤其涉及一种基于智能低压开关柜的数字化管理方法及装置
。

技术介绍

[0002]低压开关柜适用于发电厂
、
石油
、
化工
、
冶金
、
纺织
、
高层建筑等行业，作为输电
、
配电及电能转换之用
。
低压开关柜由多个不同的测量设备
、
电路控制和开关组装而成
。
该装置被广泛应用于配电所中，是保障电力供应的中心，是电力输送和调配的重要载体与供电质量有着直接关系，能大大提高使用的安全性和管理效率
。
[0003]由于低压开关柜在长时间运行中容易出现多种故障数据，快速准确地检测出设备的故障位置和故障原因是快速恢复电力的主要步骤
。
现有的低压开关柜的检修需要专业人士（例如厂家）判断低压开关柜的仪表的具体问题，不仅需要花费巨大的人力，还会延误故障信息的及时获取，进而延误了故障抢修及恢复时间
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于智能低压开关柜的数字化管理方法，以改善上述问题
。
为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：本申请提供了一种基于智能低压开关柜的数字化管理方法，包括：获取低压开关柜运行状态数据，所述低压开关柜运行状态数据为低压开关柜中每个组成隔间的传感器数据的集合，所述传感器数据至少包括温湿度数据
、
电流数据和电压数据；基于所述低压开关柜运行状态数据提取故障信息，得到故障特征参数；基于马氏距离计算法，根据故障特征参数与预设故障参数计算相似度，所述预设故障参数是低压开关柜已知各种故障问题对应的标准化特征值；基于所述相似度进行智能低压开关柜的数字化管理
。
[0005]本申请提供了一种基于智能低压开关柜的数字化管理装置，包括获取模块
、
提取模块
、
计算模块和管理模块，其中：获取模块：用于获取低压开关柜运行状态数据，所述低压开关柜运行状态数据为低压开关柜中每个组成隔间的传感器数据的集合，所述传感器数据至少包括温湿度数据
、
电流数据和电压数据；提取模块：用于基于所述低压开关柜运行状态数据提取故障信息，得到故障特征参数；计算模块：用于基于马氏距离计算法，根据故障特征参数与预设故障参数计算相似度，所述预设故障参数是低压开关柜已知各种故障问题对应的标准化特征值；管理模块：用于基于所述相似度进行智能低压开关柜的数字化管理
。
[0006]本专利技术的有益效果为：
本专利技术中采用传感器和以太网搭建数字化低压开关柜管理系统，将低压开关柜中已知故障问题转为数字化特征表示，设计一种低压开关柜运行状态与故障在线监测系统
。
该系统通过传感器获取低压开关柜的运行数据，采用离散处理获取其正常运行和故障运行的特征值，对特征值利用马氏距离进行计算，进行实时
、
在线监测其运行状态并判断是否存在故障隐患，不仅可以帮助管理者通过这些真实
、
有效
、
准确的运行数据系统
、
全面
、
实时了解配电设备的运行数据，后勤管理者都可以做到心中有数，减少人力资源的浪费
。
管理者根据马氏距离的计算结果也可及时发现故障隐患，便于合理安排配电巡视的重点部位，确定设备维修保护的最佳时期，做到早发现
、
早预防
、
早维护，提高故障处理效率，避免由于隐患继续恶化造成重大的故障事故，减少经济损失，保障安全供电
。
[0007]本专利技术中基于不同传感器所采集数据进行奇异值的剔除预处理，防止这些非正常低压开关柜运行状态数据对后续数据分析的干扰
。
并基于预处理后完整的低压开关柜运行状态数据，经过时间尺度因子进行离散化处理形成一个个的离散型故障信号，并通过时间序列化获得不同时间长度下的时间序列向量
。
用时间序列向量替代原始的检测数据，表征各个系统的运行故障特征
。
时间因子尺度可根据不同的数据特征进行调整以便于对故障信息进行精准定位，提高故障识别率
。
而且，本专利技术在选择数据进行分析时，是针对不同低压开关柜故障问题对应原因影响程度大小确定关切值，并基于该关切值选择与该故障问题影响最大的数据进行分析，使得分析数据轻量化减少计算机运算的同时，还能提高数据的信噪比进而提升数据准确性
。
[0008]本专利技术中根据不同传感器采集数据本身所具有的价值大小，基于数据价值的牛顿冷却定律计算传感器采集数据从入库时每个不同时刻对应的数据温度，从而可以在任意时刻根据温度值（即活跃程度）的大小进行划分，将传感器采集数据实时的划分为热数据
、
温数据
、
冷数据，基于冷热特性为数据的分层存储提供坚实的基础，有助于将数据价值高的数据放在高速存储设备中，将数据价值低的数据放在低速存储设备中，通过这种方式能够有效降低数据管理终端中海量数据的存储成本
。
[0009]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术实施例了解
。
本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书
、
权利要求书
、
以及附图中所特别指出的结构来实现和获得
。
附图说明
[0010]图1为本实施例中基于智能低压开关柜的数字化管理方法的框图；图2为本实施例中基于智能低压开关柜的数字化管理装置的框图；图3为本实施例中基于智能低压开关柜的数字化管理设备结构示意图
。
[0011]图中：
710
‑
获取模块；
711
‑
截取单元；
712
‑
第一处理单元；
713
‑
第二处理单元；
714
‑
第三处理单元；
720
‑
提取模块；
721
‑
判断单元；
7211
‑
选取单元；
7212
‑
采集单元；
7213
‑
第四处理单元；
7214
‑
补充单元；
722
‑
离散单元；
723
‑
构建单元；
724
‑
差异计算单元；
725
‑
筛选单元；
730
‑
计算模块；
731
‑
第五处理单元；
732
‑
第六处理单元；
733
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于智能低压开关柜的数字化管理方法，其特征在于，包括：获取低压开关柜运行状态数据，所述低压开关柜运行状态数据为低压开关柜中每个组成隔间的传感器数据的集合，所述传感器数据至少包括温湿度数据
、
电流数据和电压数据；基于所述低压开关柜运行状态数据提取故障信息，得到故障特征参数；基于马氏距离计算法，根据故障特征参数与预设故障参数计算相似度，所述预设故障参数是低压开关柜已知各种故障问题对应的标准化特征值；基于所述相似度进行智能低压开关柜的数字化管理；其中，所述获取低压开关柜运行状态数据包括：获取监测数据及其关切值，所述监测数据包括每个所述传感器数据采集的数据
、
数据入库时对应的温度参数和时间戳；所述关切值为所述传感器数据在不同故障问题中对应的相关度权重；基于牛顿冷却定律，根据所述监测数据计算所述传感器数据对应更新后的所述温度参数；基于更新后的所述温度参数和所述关切值的乘积，得到数据价值参数；基于所述数据价值参数的最大值构成低压开关柜运行状态数据
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述低压开关柜运行状态数据提取故障信息，得到故障特征参数包括：基于所述低压开关柜运行状态数据进行滤波和剔除奇异值的预处理后判断是否完整，若预处理后的所述低压开关柜运行状态数据不完整则进行数据补充，若预处理后的所述低压开关柜运行状态数据完整，则利用时间因子进行变换得到时间序列向量；基于所述时间序列向量进行离散化处理，得到离散型信息；基于不同类型的所述传感器数据对应的所述离散型信息，构建多维度复合向量；基于所述多维度复合向量和对应的预设样本故障向量计算样本偏差；所述预设样本故障向量是已知的每种不同类型故障对应的向量值；基于所述样本偏差和预设阈值，得到故障特征参数；所述预设阈值是每种不同类型所述传感器数据对应的故障设定数值
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若预处理后的所述低压开关柜运行状态数据不完整则进行数据补充包括：基于低压开关柜运行状态数据对应的所述时间戳，获取所述低压开关柜运行状态数据中的残缺段信息；基于所述残缺段信息，获取所述残缺段信息首尾两端的所述监测数据；根据所述残缺段信息首尾两端的所述监测数据计算，得到插值系数；根据所述监测数据和所述插值系数，对所述残缺段信息进行补充
。4.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于马氏距离计算法，根据故障特征参数与预设故障参数计算相似度包括：基于所述故障特征参数进行标准化处理，得到标准化后的特征值；基于所述预设故障参数构建协方差矩阵；基于所述标准化后的特征值
、
所述协方差矩阵和所述预设故障参数计算马氏距离，得到相似度
。
5.
一种基于智能低压开关柜的数字化管理装置，其特征在于，包括：获取模块：用于获取低压开关柜运行状态数据，所述低压...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱家禄，谢洪潮，黄士清，李德军，袁龙刚，
申请(专利权)人：盛隆电气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：