一种电气控制柜的故障诊断方法及系统与流程

本发明涉及电气故障诊断的，具体涉及一种电气控制柜的故障诊断方法及系统。

背景技术：

1、电气控制柜是用于集中控制和保护电气设备的封闭柜体，其内部通常包含开关、继电器、断路器和其他电气元件。电气控制柜的主要功能是为各种设备提供电力，如电动机、传感器等，或用于启动、停止或调节被控设备的运行状态。由于电气控制柜内部结构复杂，若其内部线路出现意外的搭接故障，会造成输出的电流异常增大；若继电器失效，会导致控制信号失灵，从而影响设备操作。为了防止电气控制柜对被控设备造成影响，需要对其进行故障诊断。

2、为了对电气控制柜进行故障诊断，通过采集电气控制柜的输出电流进行故障诊断，但由于电气控制柜所连接的负载往往不至一个，不同负载运行时的电流状态存在正弦波、方波等，不同负载之间的电流混合在一起，从而使得基于电气控制柜的输出电流实施故障诊断较为困难。

技术实现思路

1、为了解决如何基于电气控制柜的输出电流准确实施故障诊断的技术问题，本发明的目的在于提供一种电气控制柜的故障诊断方法及系统，所采用的技术方案具体如下：

2、第一方面，本发明实施例提供了一种电气控制柜的故障诊断方法，方法包括：

3、获取电气控制柜的输出电流，并基于输出电流所对应的输出时间生成电流曲线，其中，电流曲线为电气控制柜的输出电流随输出时间变化的曲线；

4、对电流曲线的每个电流值进行波动特征分析，以获得每个电流值的波动度；

5、根据每个电流值在电流曲线上所处周期呈现的平滑特征和波折特征，分别获得每个电流值在对应周期的稳态负载系数和震荡负载系数；

6、根据每个电流值的波动度、稳态负载系数和震荡负载系数，获得每个电流值的异常置信度；

7、根据所有的异常置信度和预设的置信度阈值，输出电气控制柜的故障诊断结果。

8、在一种可选的实施例中，对电流曲线的每个电流值进行波动特征分析，以获得每个电流值的波动度，包括：

9、根据电流曲线上当前电流值与时间正方向的电流值的差值，获得当前电流值的前向差分；

10、根据当前电流值与时间负方向的电流值的差值，获得当前电流值的后向差分；

11、根据前向差分和后向差分，获得当前电流值的波动度。

12、在一种可选的实施例中，根据每个电流值在电流曲线上所处周期呈现的平滑特征，获得每个电流值在对应周期的稳态负载系数，包括：

13、根据电流曲线上当前电流值与邻近电流值之间的自相关系数，将电流曲线划分为多个周期变化的曲线段；

14、根据多个曲线段中电流值的极值变化特征，获得电流值在所处周期的正弦波叠加系数，其中，正弦波叠加系数为表征电流值在所处周期的正弦波叠加数量的系数；

15、根据正弦波叠加系数和邻近当前电流值的波动度均值，获得当前电流值的稳态负载系数。

16、在一种可选的实施例中，根据多个曲线段中电流值的极值变化特征，获得电流值在所处周期的正弦波叠加系数，包括：

17、根据每个曲线段所表征的电流值进行数据提取，以获得每个曲线段的周期数据集；

18、对每个周期数据集中的电流值进行极值提取，以获得每个周期数据集的最大电流值和最小电流值；

19、根据当前曲线段及其周边曲线段的周期数据集中最大电流值和最小电流值，获得当前曲线段的当前电流值的正弦波叠加系数。

20、在一种可选的实施例中，根据当前曲线段及其周边曲线段的周期数据集中最大电流值和最小电流值，获得当前曲线段的当前电流值的正弦波叠加系数，包括：

21、根据公式：，获得当前曲线段上第个电流值的正弦波叠加系数，其中，n为当前曲线段及其周边曲线段的最大电流值数量，为当前曲线段及其周边曲线段上第个最大电流值，为当前曲线段及其周边曲线段上与第个电流值最近的最大电流值，为当前曲线段的最小电流值，为最大电流值与是以自然常数e为底的指数函数。

22、在一种可选的实施例中，根据每个电流值在电流曲线上所处周期呈现的波折特征，获得每个电流值在对应周期的震荡负载系数，包括：

23、判断电流曲线上当前电流值的邻近电流值的波动度是否大于预设值；

24、若是，则将对应的电流值标记为数据转折点；

25、根据数据转折点在电流曲线的分布特征，获得表征数据转折点与当前电流值之间时序关联的周期因子；

26、根据周期因子和数据间隔量，获得当前电流值的震荡负载系数，其中，数据间隔量为当前电流值与数据转折点之间的数据量。

27、在一种可选的实施例中，根据周期因子和数据间隔量，获得当前电流值的震荡负载系数，包括：

28、根据公式，获得第个数据点的震荡负载系数，其中，为周期因子，为第个数据点的平稳系数，为第个数据点与后向数据转折点之间的数据量，为第个数据点与前向数据转折点之间的数据量，为双曲函数。

29、在一种可选的实施例中，根据每个电流值的波动度、稳态负载系数和震荡负载系数，获得每个电流值的异常置信度，包括：

30、根据每个电流值的稳态负载系数与震荡负载系数的比值，获得每个电流值的负载稳定比；

31、根据每个电流值的负载稳定比和波动度，获得异常置信度。

32、在一种可选的实施例中，根据所有的异常置信度和预设的置信度阈值，输出电气控制柜的故障诊断结果，包括：

33、在异常置信度大于置信度阈值时，标记对应异常置信度的输出电流为异常电流；

34、在异常电流的密集程度大于预设值时，确定故障诊断结果为运行故障。

35、第二方面，本发明实施例还提供了一种电气控制柜的故障诊断系统，系统包括：

36、采集终端，用于获取电气控制柜的输出电流，并对外输出；

37、数据处理终端，连接采集终端，数据处理终端用于基于输出电流所对应的输出时间生成电流曲线，其中，电流曲线为电气控制柜的输出电流随输出时间变化的曲线；

38、数据处理终端还用于对电流曲线的每个电流值进行波动特征分析，以获得每个电流值的波动度；根据每个电流值在电流曲线上所处周期呈现的平滑特征和波折特征，分别获得每个电流值在对应周期的稳态负载系数和震荡负载系数；根据每个电流值的波动度、稳态负载系数和震荡负载系数，获得每个电流值的异常置信度；根据所有的异常置信度和预设的置信度阈值，输出电气控制柜的故障诊断结果。

39、本发明具有如下有益效果：

40、本发明的技术方案通过获取电气控制柜的输出电流，并基于输出电流所对应的输出时间生成电流曲线，对电流曲线的每个电流值进行波动特征分析，可以获得每个电流值的波动度，通过波动度表征每个电流值与相邻电流值之间的波动大小；根据每个电流值在电流曲线上所处周期呈现的平滑特征和波折特征，分别获得每个电流值在对应周期的稳态负载系数和震荡负载系数，通过稳态负载系数和震荡负载系数可以分别表征每个电流值所产生的稳态作用大小和震荡作用大小；根据每个电流值的波动度、稳态负载系数和震荡负载系数，获得每个电流值的异常置信度；根据所有的异常置信度和预设的置信度阈值，输出电气控制柜的故障诊断结果。该技术方案基于电流曲线上的电流值进行数据分析，得出每个电流值所引起的波动大小、稳态作用大小和震荡作用大小，多个维度综合后得出表征电流值异常特征的异常置信度，进而准确得出电气控制柜的故障诊断结果，达到基于电气控制柜的输出电流准确实施故障诊断的目的。

技术特征：

1.一种电气控制柜的故障诊断方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的电气控制柜的故障诊断方法，其特征在于，所述对所述电流曲线的每个电流值进行波动特征分析，以获得所述每个电流值的波动度，包括：

3.根据权利要求1所述的电气控制柜的故障诊断方法，其特征在于，根据所述每个电流值在所述电流曲线上所处周期呈现的平滑特征，获得所述每个电流值在对应周期的稳态负载系数，包括：

4.根据权利要求3所述的电气控制柜的故障诊断方法，其特征在于，所述根据多个曲线段中电流值的极值变化特征，获得所述电流值在所处周期的正弦波叠加系数，包括：

5.根据权利要求4所述的电气控制柜的故障诊断方法，其特征在于，所述根据当前曲线段及其周边曲线段的周期数据集中最大电流值和最小电流值，获得所述当前曲线段的当前电流值的正弦波叠加系数，包括：

6.根据权利要求1所述的电气控制柜的故障诊断方法，其特征在于，根据所述每个电流值在所述电流曲线上所处周期呈现的波折特征，获得所述每个电流值在对应周期的震荡负载系数，包括：

7.根据权利要求6所述的电气控制柜的故障诊断方法，其特征在于，所述根据所述周期因子和数据间隔量，获得所述当前电流值的震荡负载系数，包括：

8.根据权利要求1所述的电气控制柜的故障诊断方法，其特征在于，所述根据所述每个电流值的波动度、稳态负载系数和震荡负载系数，获得所述每个电流值的异常置信度，包括：

9.根据权利要求1所述的电气控制柜的故障诊断方法，其特征在于，所述根据所有的异常置信度和预设的置信度阈值，输出所述电气控制柜的故障诊断结果，包括：

10.一种电气控制柜的故障诊断系统，其特征在于，所述系统包括：

技术总结
本发明涉及电气故障诊断的技术领域，具体涉及一种电气控制柜的故障诊断方法及系统。该技术方案基于输出电流所对应的输出时间生成电流曲线，对电流曲线的每个电流值进行特征分析，可以获得每个电流值的波动度，以及在电流曲线上所处周期呈现的平滑特征和波折特征，分别获得每个电流值在对应周期的稳态负载系数和震荡负载系数，根据每个电流值的波动度、稳态负载系数和震荡负载系数，获得每个电流值的异常置信度；根据所有的异常置信度和预设的置信度阈值，输出电气控制柜的故障诊断结果。该技术方案基于电流曲线上的电流值进行数据分析，多个维度综合后得出表征电流值异常特征的异常置信度，进而准确得出电气控制柜的故障诊断结果。

技术研发人员：崔钦超,郭亮,李康,张慧霞,刘钧猛,邵猛,吴超
受保护的技术使用者：洛阳联江电力工程有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5