基于动态时间规整法的断路器机械故障分析方法及系统与流程

本发明涉及电力故障分析，尤其涉及一种基于动态时间规整法的断路器机械故障分析方法及系统。

背景技术：

1、断路器是电力系统配电环节中重要的控制设备，是系统保证供电连续性、稳定性的关键一环。断路器长时间处在强磁场、大电流、高电压的工作状态下，对其进行正常运行寿命周期的监测和保护至关重要。因此，能有效监控断路器在机械特性运行变化，提前断路器存在的故障隐患并及时消除故障是降低断路器故障率，减少停电时间，降低维护成本的关键。

2、断路器的机械特性一旦偏离允许范围，就会直接影响断路器运行的安全稳定性。而目前，难以及时且准确地对断路器的机械特性运行故障进行评估，导致难以合理安排检修时间。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于动态时间规整法的断路器机械故障分析方法及系统，解决了目前难以及时且准确地对断路器的机械特性运行故障进行评估，导致难以合理安排检修时间的技术问题。

2、有鉴于此，本发明第一方面提供了一种基于动态时间规整法的断路器机械故障分析方法，包括：

3、获取断路器在正常运行下的多个特征运行基准时序数据，多个所述特征运行基准时序数据的数据类型相同；

4、对多个所述特征运行基准时序数据进行预处理；

5、基于动态时间规整法对多个所述特征运行基准时序数据进行规整处理，确定多个所述特征运行基准时序数据的最优规整路径基准曲线；

6、对待测断路器的当前运行时段的特征运行时序数据进行数值拟合，得到所述待测断路器的当前运行时段的特征运行时序路径曲线；

7、比较所述待测断路器的当前运行时段的特征运行时序路径曲线与所述最优规整路径基准曲线的相似度；

8、当所述相似度小于预设的相似度阈值时，则判定所述待测断路器的当前运行时段为故障状态。

9、可选地，所述特征运行基准时序数据的数据类型为分合闸行程时序数据或分合闸线圈电流时序数据。

10、可选地，所述预处理包括加权滤波处理。

11、可选地，所述基于动态时间规整法对多个所述特征运行基准时序数据进行规整处理，确定多个所述特征运行基准时序数据的最优规整路径基准曲线的步骤，具体包括：

12、构建多个所述特征运行基准时序数据的n×m的稀疏矩阵，n表示稀疏矩阵中单元格的列数，m为稀疏矩阵中单元格的行数；

13、初始化所述稀疏矩阵中的单元格为空值；

14、对多个所述特征运行基准时序数据进行归一化；

15、根据所有归一化后的所述特征运行基准时序数据进行均值计算，得到总均值；

16、将多个归一化后的特征运行基准时序数据分别与所述总均值进行差值运算，根据所述差值在所述稀疏矩阵中对应的单元格进行填值，并形成搜索路径范围；

17、在所述搜索路径范围内，以所述稀疏矩阵中的最底端的行的非空值的单元格开始向上依次遍历直到达到所述稀疏矩阵中的最顶端的行的非空值为止，得到多条搜索路径以及多条所述搜索路径对应的累计距离值；

18、筛选出累计距离值最小的搜索路径，对筛选出的搜索路径进行曲线拟合，得到多个所述特征运行基准时序数据的最优规整路径基准曲线。

19、可选地，所述将多个归一化后的特征运行基准时序数据分别与所述总均值进行差值运算，根据所述差值在所述稀疏矩阵中对应的单元格进行填值，并形成搜索路径范围的步骤，具体包括：

20、将多个归一化后的特征运行基准时序数据分别与所述总均值进行差值运算，判断所述差值是否小于预设的差值阈值；

21、若判断所述差值小于所述预设的差值阈值，则将所述稀疏矩阵中所述归一化后的特征运行基准时序数据对应的单元格的元素更新为所述差值；

22、若判断所述差值不小于所述预设的差值阈值，则所述稀疏矩阵中所述归一化后的特征运行基准时序数据对应的单元格的元素仍为空值；

23、筛选出所述稀疏矩阵的非空值对应的单元格构成初始搜索路径范围；

24、判断所述稀疏矩阵中是否存在孤立单元格，所述孤立单元格的判断原则为：单元格的邻接单元格均为空值；

25、若判断所述稀疏矩阵中存在所述孤立单元格，则将所述孤立单元格对应的邻接单元格进行填值，所述邻接单元格所填的值为单元格对应的所述归一化后的特征运行基准时序数据与所述总均值之间的差值；

26、根据填值后的单元格更新所述初始搜索路径范围，构成搜索路径范围。

27、可选地，本方法还包括：

28、根据所述搜索路径中每两个相邻的单元格的位置计算每两个相邻的单元格之间的欧式距离；

29、对所述搜索路径中所有的欧式距离进行累加，得到所述搜索路径的累计距离值。

30、第二方面，本发明还提供了一种基于动态时间规整法的断路器机械故障分析系统，包括：

31、基准数据获取模块，用于获取断路器在正常运行下的多个特征运行基准时序数据，多个所述特征运行基准时序数据的数据类型相同；

32、预处理模块，用于对多个所述特征运行基准时序数据进行预处理；

33、时序规整模块，用于基于动态时间规整法对多个所述特征运行基准时序数据进行规整处理，确定多个所述特征运行基准时序数据的最优规整路径基准曲线；

34、数值拟合模块，用于对待测断路器的当前运行时段的特征运行时序数据进行数值拟合，得到所述待测断路器的当前运行时段的特征运行时序路径曲线；

35、相似度模块，用于比较所述待测断路器的当前运行时段的特征运行时序路径曲线与所述最优规整路径基准曲线的相似度；

36、故障判断模块，用于当所述相似度小于预设的相似度阈值时，则判定所述待测断路器的当前运行时段为故障状态。

37、第三方面，本发明还提供了一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上述的基于动态时间规整法的断路器机械故障分析方法的步骤。

38、第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如上述的基于动态时间规整法的断路器机械故障分析方法的步骤。

39、第五方面，本发明还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，其中，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行如上述的基于动态时间规整法的断路器机械故障分析方法的步骤。

40、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

41、本发明通过动态时间规整法对断路器在正常运行下的多个特征运行基准时序数据进行规整处理，得到关于时序的最优规整路径基准曲线，从而直观地表征断路器在正常运行下的运行趋势，并通过将待测断路器的当前运行时段的特征运行时序路径曲线与最优规整路径基准曲线进行相似程度判断，从而判断出待测断路器的故障状态，从而可以实时对待测断路器的故障状态进行预估，并提高了断路器的故障状态评估的准确性。