本發(fā)明涉及配電設(shè)備，具體涉及配電電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷的智能化方法。

背景技術(shù)：

1、配電電氣設(shè)備在電力系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色，如配電箱、配電柜等，是電力系統(tǒng)中用于將電能從高壓電網(wǎng)變壓器降壓后，分配到各個(gè)用戶終端的關(guān)鍵設(shè)備，它們通過(guò)內(nèi)部的開(kāi)關(guān)、母排等元件，將電能安全、可靠地傳輸?shù)礁鱾€(gè)用電設(shè)備，滿足用戶的用電需求，同時(shí)配電電氣設(shè)備還兼顧電能轉(zhuǎn)換、電路保護(hù)與控制及監(jiān)測(cè)與診斷，它們不僅保障了電能的可靠傳輸和分配，還通過(guò)智能化的監(jiān)測(cè)與診斷功能提高了設(shè)備的安全性和可靠性。

2、在配電電氣設(shè)備的智能化的監(jiān)測(cè)過(guò)程中，熔斷器作為配電電氣設(shè)備中的一種重要保護(hù)元件，其作用在于當(dāng)電路中的電流超過(guò)規(guī)定值時(shí)，能夠自動(dòng)熔斷，從而切斷電路，防止電氣設(shè)備因過(guò)載或短路而受損。

3、現(xiàn)有的熔絲加熱控制方法雖然能夠滿足基本的加熱切斷需求，但在精度、靈活性和適應(yīng)性等方面仍有待提高，因此，有必要研究一種更高效、更精確的熔絲加熱控制方法，以克服上述問(wèn)題。本發(fā)明正是基于這一需求而提出的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供配電電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷的智能化方法，首先，從熔絲處采集歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括但不限于熔絲的溫度值和流經(jīng)熔絲的電流強(qiáng)度，這些數(shù)據(jù)對(duì)于評(píng)估熔絲的工作狀態(tài)至關(guān)重要，通過(guò)分析這些數(shù)據(jù)，計(jì)算出熔絲的加熱效率，即在給定電流下熔絲升溫的速度，接著，基于加熱效率建立熔絲溫度模型，預(yù)測(cè)熔絲的溫度隨著時(shí)間的變化趨勢(shì)，進(jìn)而估算出熔絲達(dá)到熔斷溫度所需的時(shí)間，隨后，利用熔絲溫度模型來(lái)計(jì)算目標(biāo)溫度隨時(shí)間的變化情況，這一步驟的目標(biāo)是確保熔絲的溫度能夠按照預(yù)設(shè)的軌跡變化，直至達(dá)到熔斷溫度，為此，需要根據(jù)目標(biāo)溫度的變化來(lái)計(jì)算所需的加熱電流控制量，即要調(diào)整的電流大小，最后，基于計(jì)算得到的加熱電流控制量來(lái)調(diào)整實(shí)際流過(guò)熔絲的電流，為了保證熔絲溫度能夠精確地跟蹤目標(biāo)溫度，通常會(huì)采用閉環(huán)控制策略，根據(jù)熔絲實(shí)際溫度與目標(biāo)溫度之間的誤差動(dòng)態(tài)調(diào)整加熱電流，確保熔絲溫度能夠快速響應(yīng)目標(biāo)溫度的變化，即使在外界條件發(fā)生變化時(shí)也能保持熔斷時(shí)間的準(zhǔn)確性，整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)持續(xù)的數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)調(diào)整，不僅能夠提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，還能增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，對(duì)于預(yù)防電氣故障具有重要意義。

2、本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、配電電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷的智能化方法，包括以下步驟：

4、根據(jù)熔斷器熔絲的歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)，得到熔絲的加熱效率；

5、其中，熔絲的歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)包括熔絲的溫度值和流過(guò)熔絲的電流；

6、通過(guò)熔絲的加熱效率，構(gòu)建熔絲溫度模型；

7、基于熔絲溫度模型，對(duì)熔絲的熔斷時(shí)間進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到熔絲預(yù)計(jì)的熔斷時(shí)間；

8、對(duì)熔絲預(yù)計(jì)的熔斷時(shí)間進(jìn)行處理，得到目標(biāo)溫度隨時(shí)間的變化情況；

9、通過(guò)對(duì)目標(biāo)溫度隨時(shí)間的變化情況的處理，得到熔絲從實(shí)際溫度調(diào)整到目標(biāo)溫度需要調(diào)整的加熱電流控制量；

10、基于加熱電流控制量，對(duì)流過(guò)熔絲的電流進(jìn)行更新調(diào)整。

11、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：得到熔絲的加熱效率的過(guò)程為：

12、將監(jiān)測(cè)周期劃分為若干等長(zhǎng)的時(shí)間子單元；

13、在時(shí)間子單元處于中間時(shí)刻時(shí)，采集熔絲的狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括熔絲的溫度值t和流過(guò)熔絲的電流，即加熱電流i；

14、通過(guò)公式計(jì)算得到熔絲的加熱效率η；

15、其中，m為熔絲的質(zhì)量，cp為熔絲的比熱容，ti為熔絲在第i個(gè)時(shí)間子單元的溫度值，ti-1為熔絲在第i-1個(gè)時(shí)間子單元的溫度值，r為熔絲的電阻，td為時(shí)間子單元的個(gè)數(shù)。

16、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：獲取時(shí)間子單元處于中間時(shí)刻時(shí)，熔絲所處的環(huán)境溫度值；

17、將熔絲的溫度值與熔絲所處的環(huán)境溫度值進(jìn)行差值計(jì)算，得到溫度的損失值。

18、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：基于溫度的損失值和熔絲的加熱效率，構(gòu)建熔絲溫度模型

19、其中，t(t)為熔絲溫度隨時(shí)間的變化，t為加熱時(shí)間，即從開(kāi)始加熱到當(dāng)前時(shí)刻的時(shí)間子單元數(shù)量，t0為初始加熱時(shí)刻，即開(kāi)始加熱的時(shí)間點(diǎn)。

20、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：基于熔絲溫度模型，得到熔絲預(yù)計(jì)的熔斷時(shí)間的公式為：

21、通過(guò)公式計(jì)算得到熔絲預(yù)計(jì)的熔斷時(shí)間tr；

22、其中，trd為熔絲的熔斷溫度。

23、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：基于熔絲預(yù)計(jì)的熔斷時(shí)間，得到目標(biāo)溫度隨時(shí)間的變化情況的過(guò)程為：

24、當(dāng)時(shí)間t-t0大于等于0，且小于等于熔斷時(shí)間tr時(shí)，通過(guò)公式計(jì)算得到目標(biāo)溫度隨時(shí)間的變化twd(t)；

25、當(dāng)時(shí)間t-t0大于熔斷時(shí)間tr時(shí)，目標(biāo)溫度隨時(shí)間的變化為twd(t)＝trd。

26、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：將目標(biāo)溫度隨時(shí)間的變化twd(t)與熔絲的實(shí)際溫度隨時(shí)間的變化t(t)進(jìn)行差值計(jì)算，得到實(shí)際溫度與目標(biāo)溫度之間的誤差值wc(t)。

27、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：基于實(shí)際溫度與目標(biāo)溫度之間的誤差值wc(t)，通過(guò)計(jì)算公式計(jì)算得到將熔絲從實(shí)際溫度調(diào)整到目標(biāo)溫度需要調(diào)整的加熱電流控制量kz(t)；

28、其中，b1、b2、b3為公式的參數(shù)，是根據(jù)誤差值wc(t)隨時(shí)間的累積計(jì)算的積分項(xiàng)，wc(τ)是在時(shí)間τ時(shí)刻的實(shí)際溫度與理想溫度之間的誤差值，dτ是時(shí)間變量τ的微小增量，t是當(dāng)前時(shí)間，是根據(jù)誤差值wc(t)變化率計(jì)算的微分項(xiàng)，是誤差值wc(t)隨時(shí)間t的變化率，即誤差的變化率。

29、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：基于加熱電流控制量，對(duì)流過(guò)熔絲的電流進(jìn)行更新調(diào)整的過(guò)程為：

30、通過(guò)公式ig(t)＝i(t)+u(t)計(jì)算得到更新后的加熱電流值ig(t)；

31、基于更新后的加熱電流值，對(duì)流過(guò)熔絲的電流進(jìn)行調(diào)整。

32、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：在調(diào)整后，重新采集熔絲的實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)加熱電流；

33、根據(jù)實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)加熱電流重新計(jì)算實(shí)際溫度與目標(biāo)溫度之間的誤差值，并據(jù)此重新調(diào)整電流；

34、當(dāng)熔絲的實(shí)時(shí)溫度達(dá)到熔斷溫度或預(yù)定熔斷時(shí)間到達(dá)時(shí)，立即對(duì)流過(guò)熔絲的電流進(jìn)行中斷。

35、本發(fā)明的有益效果：

36、(1)顯著提高了熔絲加熱過(guò)程的可控性和精確度,通過(guò)建立熔絲溫度模型，并結(jié)合實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了對(duì)熔絲加熱過(guò)程中溫度變化的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)與控制,這一改進(jìn)使得設(shè)備能夠在短時(shí)間內(nèi)快速達(dá)到預(yù)設(shè)溫度，從而縮短了預(yù)熱時(shí)間，大幅提升了工作效率，此外，精確的溫度控制還能夠減少由于過(guò)熱或溫度不足引起的熔絲損壞風(fēng)險(xiǎn)，延長(zhǎng)了熔絲的使用壽命，降低了維護(hù)成本,更為重要的是，這種精確的溫度控制能力為生產(chǎn)過(guò)程提供了更高的靈活性和可調(diào)節(jié)性，使得操作人員能夠根據(jù)不同的生產(chǎn)要求調(diào)整加熱曲線，以適應(yīng)各種復(fù)雜的產(chǎn)品特性，進(jìn)一步增強(qiáng)了產(chǎn)品質(zhì)量的一致性和穩(wěn)定性；

37、(2)提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性上,傳統(tǒng)的控制方法往往依賴于固定的加熱時(shí)間和功率設(shè)置，這在實(shí)際應(yīng)用中容易受到環(huán)境因素的影響而導(dǎo)致溫度不穩(wěn)定,而本發(fā)明采用的動(dòng)態(tài)調(diào)整策略可以根據(jù)實(shí)時(shí)反饋信息自動(dòng)調(diào)整加熱參數(shù)，有效克服了外界干擾對(duì)加熱過(guò)程的影響，保證了熔絲加熱的一致性和穩(wěn)定性,這對(duì)于需要高精度溫度控制的應(yīng)用尤為重要，如精密儀器制造、微電子器件加工等領(lǐng)域，可以確保生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量控制達(dá)到更高水平,更重要的是，這種穩(wěn)定的加熱過(guò)程減少了產(chǎn)品廢品率，提升了整體生產(chǎn)效率，同時(shí)也降低了因頻繁更換熔絲帶來(lái)的停機(jī)時(shí)間和額外成本，從而為企業(yè)創(chuàng)造了更大的經(jīng)濟(jì)效益；

38、(3)改善了能耗管理，有助于實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo),通過(guò)優(yōu)化加熱算法和參數(shù)設(shè)置，本發(fā)明能夠根據(jù)實(shí)際需求適時(shí)調(diào)整加熱強(qiáng)度，避免了不必要的能量浪費(fèi),特別是對(duì)于那些連續(xù)運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)的設(shè)備而言，這種智能控制方式能夠顯著降低能耗，減少運(yùn)營(yíng)成本,同時(shí)，較低的能耗也意味著更少的碳排放，有助于環(huán)境保護(hù)，符合當(dāng)前社會(huì)對(duì)綠色制造的要求,這一優(yōu)點(diǎn)不僅為企業(yè)帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)效益，也為可持續(xù)發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。隨著全球?qū)?jié)能減排的重視程度日益提高，本發(fā)明的這項(xiàng)優(yōu)勢(shì)將成為企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的一大亮點(diǎn)，有助于提升企業(yè)的社會(huì)責(zé)任形象，促進(jìn)企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。