一种基于智能低压开关柜的数字化管理方法及装置与流程

本发明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。

背景技术：

1、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。

2、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

1、本发明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，本发明采取的技术方案如下：

2、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：

3、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；

4、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；

5、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；

6、基于所述相似度进行智能低压开关柜的数字化管理。

7、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：

8、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；

9、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；

10、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；

11、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。

12、本发明的有益效果为：

13、本发明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。

14、本发明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，本发明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。

15、本发明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。

16、本发明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，或者通过实施本发明实施例了解。本发明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。

技术特征：

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：

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：

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：

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：

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：

6.根据权利要求5所述的基于智能低压开关柜的数字化管理装置，其特征在于，所述提取模块包括：

7.根据权利要求6所述的基于智能低压开关柜的数字化管理装置，其特征在于，所述判断单元包括：

8.根据权利要求5所述的基于智能低压开关柜的数字化管理装置，其特征在于，所述计算模块包括：

技术总结
本发明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。本发明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。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系统、全面、实时了解配电设备的运行数据，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，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。

技术研发人员：朱家禄,谢洪潮,黄士清,李德军,袁龙刚
受保护的技术使用者：盛隆电气集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15