电气设备异常运行工况快速甄别方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电气设备技术领域，具体涉及电气设备异常运行工况快速甄别方法。
【背景技术】
[0002]运行设备正常处于备用状态，通常可随时启动且可通过送出开关量，记录下此时时刻和此时的“on”状态，也可随时停下且通过送出开关量，记录下此时时刻和此时的“off”状态的设备。
[0003]这些含有设备“on”或“off”状态、对应时刻、相应设备描述的记录即为本发明中所述的开关量记录。工程中，可通过计算开关量记录中两种态记录的间隔时差，获得设备运行的持续时间，以及通过开关量记录的数目获知设备的启动频次。
[0004]然而由于开关量记录的数目较为庞大，且缺乏从开关量记录中直接分离出异常运行记录的技术方法，导致无法从开关量记录中萃取反映设备异常运行状态的关键信息，致使相应的状态检修举步维艰。
[0005]此外，若仅通过传统的最大值、最小值、平均值等指标对开关量记录进行分析，也仅能得出设备总体的运行参数。让人不容忽视的是，若开关量记录中存在较多异常运行记录时，通过平均值等指标进行分析，往往可能会得出错误的结论。
[0006]后来在本发明的工程实践中发现正常情况下运行状态良好的设备，其开关量记录总体应呈现以平均值为中心或以最大频值为中心，频次数据依次向正负坐标方向快速锐减，类似于正态分布的概率分布。考虑到正态分布中，1.96倍均方差以外的分布为小概率事件，若将概率分布应用于开关量记录的频次分析中，无疑为快速从开关量记录中分离出异常运行状态下的开关量记录，为及时掌握运行设备的运行状况，运行设备的状态评估及其状态检修提供线索提供了技术借鉴。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供电气设备异常运行工况快速甄别方法，能快速从指定历史时期内运行设备的开关量记录中分离出异常运行状态下的开关量记录，能快速甄别运行设备的状态并进行必要的检修维护。
[0008]本发明的电气设备异常运行工况快速甄别方法，包括如下步骤:
[0009](I)采集指定历史时期内运行设备的开关量记录V。，从V。剔除设备检修期间的开关量记录^^后，获得开关量记录V I；
[0010](2)通过开关量记录V1计算获得设备的运行时间T i及运行时间T i的概率分布f i并绘出匕的分布图；
[0011](3)若概率分布图左右对称，则选择以平均值Xav为中心，1.96倍均方差O以外的开关量记录Vul，即为异常运行工况的开关量记录，若概率分布图左右不对称，则选择以最大频值工_为中心，1.96倍均方差σ以外的开关量记录Vu2，即为异常运行工况的开关量记录;
[0012](4)剔除异常运行工况记录后，获得开关量记录V2，重新计算获得设备的运行时间T2及运行时间T2的概率分布f2，并算出概率分布&的均方差n，若η小于阈值S。时，则设备运行不稳定，需对该设备进行检查维护，若η大于阈值\时，则设备运行稳定，则无需对该设备进行检查维护。
[0013]上述方法中，所述设备是指正常处于备用状态，可随时启动且可通过信号送出开关量记录下此时时刻和此时的“on”状态，也可随时停下且通过信号送出开关量记录下此时时刻和此时的“off”状态的设备。
[0014]开关量包含两种状态记录，分别是代表“on”的“ I ”状态记录和代表“off”的“O”状态记录。开关量记录则至少包含三个记录内容，分别是精确至毫秒的时间记录、状态记录、设备描述。
[0015]设备的运行时间！\由以下计算获得:
[0016](I)从开关量记录V1中找出“on”状态记录V lcin和“ off”状态记录V lciff，并数出记录Vlcin的条数n lcin和记录V lc]ff的条数n loff；
[0017](2)将I至nlOT作为记录V lcm的序号，将I至n lciff作为记录V lciff的序号；
[0018](3)将序号相同的记录Vlciff和记录V lcm中的时间记录两两作差后获得的差值即为设备的运行时间！\。
[0019]概率分布匕由以下计算获得:
[0020](I)将运行时间！\的最大值向正方向取整后获得max ;
[0021](2)将运行时间！\的最小值向负方向取整后获得min ;
[0022](3)默认设运行时间最小刻度rati为1，若(max_min)/rati大于100，则rati改为(max-min)/100，若(max-min)/rati 小于 4，则 rati 改为(max-min)/20，若(max-min) /rati的值既不大于100，也不小于4，则rati取默认值I ;
[0023](4)以min为最小值，max为最大值，rati为公差，获得数列x和数列x的个数Iengthx ；
[0024](5)将运行时间T1按数值大小，由小至大进行排序，获得数列TT 1、数列TT1的个数m和数列TT1各数在数列T工中的序号；
[0025](6)设i = 1，将数列！^中满足数值小于或等于X(I)条件的数存在数组XX(I)中，XX⑴中数的个数存在数列y(l)中；
[0026](7) i的值加1，若i的值不大于lengthx，并进行第⑶步，若i的值大于lengthx，则转至第(9)步；
[0027](8)将数列！^中满足数值小于或等于x(i)而又大于x(1-l)条件的数存在数组XX (i)中，xx(i)中数的个数存在数列y(i)中，转至第(7)步；
[0028](9)概率分布匕等于数列y中各数与m的比值。
[0029]上述中的概率分布的分布图是以数列X为横坐标，概率分布f i为纵坐标，绘出的二维柱状图。
[0030]最大频值1_是f i的分布图中f 4勺最大值对应的横坐标X的值。平均值X av是运行时间T1的平均值。均方差σ是运行时间T1的均方差。
[0031]其中，概率密度分布图左右对称是指最大频值χ_在(1±0.l)xaJ9区间内，所述概率密度分布图左右不对称，是指最大频值Xnax在(1±0.l)xav的区间外。
[0032]异常运行工况的开关量记录由以下步骤获得:
[0033](I)以平均值Xav为中心，从数列X中找出数值小于(xav-1.96X0)和大于(xav+l.96X σ )的数所对应的序号，再根据序号对应在数列XX中找到相应的运行时间1\的序号，找出的序号即为异常运行工况的开关量记录Vul;
[0034](2)以最大频值Xmax为中心，从数列X中找出数值小于(xmax-l.96X σ )和大于(χ_+1.96X σ )的数所对应的序号，再根据序号对应在数列XX中找到相应的运行时间T1的序号，找出的序号即为异常运行工况的开关量记录Vu2。
[0035]概率分布的均方差η由以下步骤获得:
[0036](I)从数列匕中删去异常运行工况的开关量记录对应的数值后获得数列f 2；
[0037](2)计算数列f2的均方差，即为概率分布的均方差η。
[0038]本发明中的阈值S。是运行时间T2的最大值。
[0039]与现有技术相比，本发明填补了工程界的空白，具有以下优点和技术效果:
[0040](I)本发明能快速从指定历史时期内运行设备的开关量记录中分离出异常运行状态下的开关量记录，为设备的异常运行状态判断提供有效实施方案；
[0041](2)本发明通过获得概率分布的均方差，实现了对运行设备的状态是否正常稳定的快速量化评估，能更好对设备状态进行检修；
[0042](3)本发明应用概率分布弥补了过去平均值无法反应概率分布的缺陷，实现了对设备历史运行状态的直观展示。
【附图说明】
[0043]图1为本实例中异常运行工况快速甄别方法的流程图。
[0044]图2为#7球阀油栗运行时长的概率分布图。
[0045]图3为#8球阀油栗运行时长的概率分布图。
[0046]图4为#7球阀油栗运行时长的概率分布图。
[0047]图5为#8球阀油栗运行时长的概率分布图。
【具体实施方式】
[0048]以下结合附图和实例对本发明的具体实施作进一步说明，但本发明的实施和保护不限于此。需指出的是，以下若有未特别详细说明之过程，均是本领域技术人员可参照现有技术实现或理解的。
[0049]以下对广州蓄能水电厂B厂2014年I月I日至7月I日#7、#8球阀油栗的开关量记录进行实例分析。
[0050]B厂球阀液压系统采用容积式液压传动结构，通过球阀油栗打压实现液压系统的压力保持。即球阀液压系统内的气囊气体容积一定，当球阀液压系统油压低于55bar时，启动油栗打压，并通过送出开关量，记录下此时时刻和此时的“on”状态，当油压等于60bar时，油栗停止运行，并通过送出开关量，记录下此时时刻和此时