本发明专利技术公开了一种GIS隔离开关分合位置确认方法，属于电力设备监测技术领域；具体步骤包括：数据采集、确定标准功率曲线、时间序列数据同步处理、功率曲线离散化、概率分布模型构建、开关状态互信息分析、数据可视化与诊断结果展示，最终实现对开关状态的准确判断并展示。本发明专利技术方法实时性强：本发明专利技术方法可以在开关动作时实时进行状态判定，确保了电力系统的稳定运行；精确度高：利用互信息分析，可以捕获到功率曲线的细微变化，提供准确的开关状态判定；非接触式监测：本发明专利技术方法只需对比已有的功率曲线数据，不需要额外的物理接触或设备干预，减少了潜在的风险。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力设备监测，具体涉及一种gis隔离开关分合位置确认方法。
技术介绍
1、气体绝缘全封闭组合电器（gas insulated switchgear，简称gis）是电力系统中实现电气设备分割和隔离的关键元件。然而，由于gis隔离开关的机械结构容易受到装配失误和长时间使用导致结构损坏，从而引发故障。其中，分、合闸不到位问题对电力系统及人员安全构成最大威胁。
2、由于gis隔离开关具有封闭的结构，分、合位置通常仅能通过与操动机构联动的分合闸指示牌进行确认。然而，分合闸指示牌信息无法有效判断导电部分脱相、连杆断裂等缺陷所导致的分合闸不到位问题。尽管存在一些辅助检测手段，如微动开关、姿态传感等，能够对操动机构及以前的传动路径故障进行检测，但它们同样无法满足可靠判断gis分、合位置的需求。因此，在工业上迫切需要一种可靠的gis隔离开关分、合位置检测手段。
3、文献[1]通过测量隔离开关触头在三种接触状态下的振动和表面温度信息，运用相似性分析和温差对比的方法，给出了特征相关系数，从而能够识别gis隔离开关的触头接触状态。这种方法可以通过振动和温度信息的变化，辨别出触头是否处于良好的接触状态，从而为隔离开关的分、合状态提供重要参考。
4、文献[2]则利用外拐臂旋转角位移和驱动电机绕组电流信息，通过动态时间归整（dtw）对外拐臂角位移曲线进行处理，并结合电流曲线包络线信息，实现了对gis内隔离开关的机械故障的检测。这种方法结合了位移和电流信息，能够较为准确地判断gis隔离开关的故障状态。
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p>5、另一方面，文献[3]提出了一种基于操作力矩波形的隔离开关机械状态智能诊断方法。通过多特征量提取和智能算法，实现了故障诊断，并且该方法在工业上可推广至gis隔离开关。这种方法基于力矩波形的特征提取，能够有效地反映隔离开关的状态。6、类似的，文献[4]通过实时测量开关过程中操作轴的输出扭矩和主轴转速，并对隔离开关机械故障条件下的输出扭矩信号进行分析，提出了夹紧停滞的诊断过程。这种方法能够通过扭矩信号的变化来判断隔离开关的状态，从而实现故障的诊断。
7、[1] 吴玖汕，赵壮民，杨玥坪等.gis隔离开关接触状态振动–温度联合检测方法[j].高电压技术，2023，49(01)：207-214.
8、[2] 白建伟，于力，丛培军等.gis内隔离开关机械故障检测方法研究[j].高压电器，2022，58(04)：137-144.
9、[3] 彭诗怡，刘衍，周涛涛等.基于操作力矩的高压隔离开关机械缺陷智能诊断[j].电工技术学报，2021，36(07)：1356-1367.
10、[4] liu kai， "mechanical fault diagnosis of high voltage disconnectorbased on intelligent live test technology，" 2020 3rd international conferenceon electron device and mechanical engineering (icedme)， suzhou， china， 2020，pp. 138-140.
11、中国专利cn113933567a公开了一种gis隔离开关分合状态在线监测系统，中国专利cn115201673a提供了一种gis设备隔离开关异常振动在线监测系统。
12、以上技术手段，分别存在以下缺点：
13、a，无法反映电压与电流的相位变化关系，且不同电机型号的电机电流具有一定程度的分散性，导致电流特征表现不明显。即使在电流特征比较明显的前提下，现有诊断算法也属于物理分析方法，通过对电流包络线的分析进行缺陷分析，属于阈值判断，这种判断会造成两个问题，第一，对于不同的隔离开关该阈值设置难以直接量化，都需要专家介入，对隔离开关的运动过程完成物理分析，然后再进行阈值对应，同时，也难以适应工业现场的因开关机械状态离散性造成的阈值因开关差异而产生的差异。
14、b，只考虑了隔离开关在电磁力作用下的振动频率，而忽略了gis隔离开关本体结构的固有频率，所得出的结论难以与实测信号进行匹配。采集数据量大，信号传输时间长，耗费存储空间大。
15、以上技术手段都不能可靠的确认gis隔离开关的分、合动作指令下达后，关键的关注点是设备是否完成相应的动作，并能够及时发现隔离开关分、合位置异常状态，以避免可能发生的运行事故。而这对于电力系统的安全稳定运行至关重要。
技术实现思路
1、基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种gis隔离开关分合位置确认方法。
2、本专利技术采用的技术方案是：
3、一种gis隔离开关分合位置确认方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
4、步骤一：数据采集，获取待处理功率曲线；
5、步骤二：确定标准功率曲线；
6、步骤三：时间序列数据同步处理，使待处理功率曲线和标准功率曲线的两时间序列长度一致；
7、步骤四：功率曲线离散化，将原本连续范围内的两时间序列数据转换为两个具有有限离散值的新时间序列；
8、步骤五：概率分布模型构建，先计算联合直方图，再计算联合概率分布，然后计算边缘概率分布；
9、步骤六：开关状态互信息分析，先依据边缘概率分布构造二维概率分布网格，再识别联合概率分布中的非零项，然后利用互信息公式，估算两时间序列之间的相似度，从而来判定开关的操作状态；
10、步骤七：数据可视化与诊断结果展示。
11、步骤一：数据采集，获取待处理功率曲线，具体实现步骤为：
12、gis隔离开关工作时，现场采集电机的电压和电流数据，并计算gis隔离开关驱动电机的实时功率；采用matlab的readmatrix函数，读取电压和电流的时间序列数据，绘制gis隔离开关驱动电机的功率曲线，记为待处理功率曲线；
13、电机的实时功率 p 可以通过以下公式计算：v 是电机两端的电压，i 是电机的电流，θ 是电压与电流之间的相位差；
14、步骤二：确定标准功率曲线，具体实现步骤为：
15、从数据库中，获取gis隔离开关驱动电机的合闸标准时间序列数据和分闸标准时间序列数据，合闸标准时间序列数据和分闸标准时间序列数据分别对应着gis隔离开关驱动电机的功率的合闸指纹曲线和分闸指纹曲线，记为标准功率曲线；
16、步骤三：时间序列数据同步处理，具体实现步骤为：
17、为了确保相比较的待处理功率曲线和标准功率曲线在时间上是对齐的，具体采用以下方法：
18、（3.1）创建一个统一长度的时间向量t，将待处理功率曲线和标准功率曲线放在同一时间轴上进行比较；
19、（3.2）每条曲线都有其自己的时间向量，采用linspace函数为待处理功率曲线和标准功率曲线分别生成一个时间向量本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种GIS隔离开关分合位置确认方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种GIS隔离开关分合位置确认方法，其特征在于，步骤一所述的数据采集，获取待处理功率曲线，具体实现步骤为：
3.根据权利要求1所述的一种GIS隔离开关分合位置确认方法，其特征在于，步骤二所述的确定标准功率曲线，具体实现步骤为：
4.根据权利要求1所述的一种GIS隔离开关分合位置确认方法，其特征在于，步骤三所述的时间序列数据同步处理，具体实现步骤为：
5.根据权利要求1所述的一种GIS隔离开关分合位置确认方法，其特征在于，步骤四所述的功率曲线离散化，具体实现步骤为：
6.根据权利要求1所述的一种GIS隔离开关分合位置确认方法，其特征在于，步骤五所述的概率分布模型构建，具体实现步骤为：
7.根据权利要求1所述的一种GIS隔离开关分合位置确认方法，其特征在于，步骤六所述的开关状态互信息分析，具体实现步骤为：
8.根据权利要求1所述的一种GIS隔离开关分合位置确认方法，其特征在于，步骤七所述的数据可视化与诊断结果展示，具体实现步骤为：
...
【技术特征摘要】
1.一种gis隔离开关分合位置确认方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种gis隔离开关分合位置确认方法，其特征在于，步骤一所述的数据采集，获取待处理功率曲线，具体实现步骤为：
3.根据权利要求1所述的一种gis隔离开关分合位置确认方法，其特征在于，步骤二所述的确定标准功率曲线，具体实现步骤为：
4.根据权利要求1所述的一种gis隔离开关分合位置确认方法，其特征在于，步骤三所述的时间序列数据同步处理，具体实现步骤为：
5.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：张国宝，柯艳国，李坚林，杨为，黄伟民，赵恒阳，蔡梦怡，吴正阳，张磊，阮江军，杨金，邱留泳，方修，罗锐，何松，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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