[发明专利]一种智慧空开装置的自动控制和预警方法及其实现平台

权利要求书

1.一种智慧空开装置的自动控制和预警方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：使用传感器监测模块，采集空开装置的隔离开关和接地开关在分合闸过程中的包括电压、电流、温度和分合闸速度数据；同时，采集空开装置所在机箱的环境参量，包括温度、湿度和异常噪声；

步骤S2：利用特征工程方法，设计多维度的空开装置参量的统计和状态特征；

步骤S3：选用机器学习分类算法，训练并部署模型，构建实现智慧空开装置状态分类算法模型，用以对空开装置及其所在机箱的异常状况进行监测和预警。

2.根据权利要求1所述的一种智慧空开装置的自动控制和预警方法，其特征在于：所述步骤S1的具体包括以下步骤：

步骤S11：采集特征：采集空开装置数据包括时间戳timeStamp、产品型号type、额定电流I_e、电压U_e,以及隔离开关分合闸时的电流I_t、电压U_t、环境温度T_t,机箱温度T_tb、机箱湿度H_tb、噪声响度N_tb以及分合闸速度v_st；

步骤S12：确定规律：确定从空开装置的多源传感器中收集到的各种电学参量包括额定电流I_e、电压U_e,以及隔离开关分合闸时的电流I_t、电压U_t，环境参量包括环境温度T_t,机箱温度T_tb、机箱湿度H_tb、噪声响度N_tb以及分合闸速度v_st数据的平均值、中位数、方差和极值；

步骤S13：数据选取：从所得到的统计量即步骤S12中所确定的电学参量和环境参量的平均值、中位数、方差和极值中绘制特性曲线，得到空开装置在正常工作时的基本规律，并且舍去有缺失的数据及异常数据；

若采集到的数据样本中，缺少了步骤S11当中所采集特征的一项或多项特征，则判定为缺失数据；若采集到的样本中所述的S11中的各项特征，出现小于0的值，判定为异常数据，需要舍去。

3.根据权利要求1所述的一种智慧空开装置的自动控制和预警方法，其特征在于：所述步骤S2的具体包括以下步骤：

步骤S21：根据短路、漏电和过载，设计三种状态特征，包括短路保护特征Per₁、漏电保护特征Bol_t和过载保护特征S_t；

达到短路电流值时，会分断主触头以切断电路；通过公式(1)计算在预设时间范围内达到短路电流I_th的90％所占总样本数的百分比Per₁：

其中，num(I_th·0.9)表示在该段时间范围内达到短路电流阈值的90％所发生的次数，N表示这段时间范围内收集的样本总数；

漏电保护特征：空开正常工作时，流入空开装置的电流和流出空开装置的电流是相等的，此时互感器的感应电压为0；若流入电流大于流出电流，互感器产生感应电压，判断为空开装置后方接地处漏电；通过公式(2)判断各时刻的状态Bol_t：

Bol_t＝bool(comp[U_st，0]) (2)

其中，U_st表示某时刻的互感器的感应电压值，comp运算用于比较其与0的关系并通过bool运算得到其布尔值：若U_st＝0，则Bol_t＝1，否则Bol_t＝0说明空开装置存在漏电情况；

过载保护特征：根据标准，在空开产品的标准值当中，考虑到供电的连续性和电缆本身具备的过载能力，过载电流是允许存在一定时间的，此时间设置为1小时；通过公式(3)判断各时刻的状态量S_t：

步骤S22：计算空开装置分合闸时的统计量特征，包括电流I_t、电压U_t、温度T_t的平均值以及其标准差如式(4)至(9)所示；