CN115021259A - 一种智能化有源滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能化有源滤波器，属于滤波器领域，用于解决现有的智能化有源滤波器无法在运行异常时进行影响因素分析的问题，包括机箱，所述机箱内部设置有滤波器本体，其特征在于，所述滤波器本体内部设置有处理器，所述处理器通信连接有运行监测模块、异常分析模块、设备分析模块以及存储模块，本发明可以通过滤波器本体的运行参数对其运行状态进行监控分析，通过对中心数据、波纹数据以及截止数据进行分析得到运行系数，运行系数用于对滤波器本体的运行状态进行直观反馈，进而通过运行系数的数值大小对滤波器本体的运行状态能够满足要求进行判定。

Description

一种智能化有源滤波器
技术领域
本发明属于滤波器领域，涉及数据处理技术，具体是一种智能化有源滤波器。
背景技术
滤波器是由电容、电感和电阻组成的滤波电路，滤波器可以对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，得到一个特定频率的电源信号，或消除一个特定频率后的电源信号。
现有技术中，无法对滤波器的运行状态进行实时获取，进而不能够在滤波器运行异常时进行影响因素分析，在进行检修时需要花费大量时间进行影响因素排查，进而影响滤波器的正常使用，为此，我们提出一种智能化有源滤波器。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种智能化有源滤波器，用于解决现有的智能化有源滤波器无法在运行异常时进行影响因素分析的问题。
本发明所要解决的技术问题为：如何提供一种可以在运行异常时进行影响因素分析的有源滤波器。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种智能化有源滤波器，包括机箱，所述机箱内部设置有滤波器本体，其特征在于，所述滤波器本体内部设置有处理器，所述处理器通信连接有运行监测模块、异常分析模块、设备分析模块以及存储模块；
所述运行监测模块用于对滤波器本体的运行状态进行监测分析：将滤波器本体标记为监测对象，在监测对象运行时获取监测对象的中心数据、波纹数据以及截止数据，对监测对象的中心数据、波纹数据以及截止数据进行数值计算得到运行系数，通过运行系数的数值大小对监测对象的运行状态是否满足要求进行判定，在监测对象的运行状态不满足要求时通过处理器向异常分析模块发送运行异常信号；
所述异常分析模块用于接收到运行异常信号后对导致监测对象运行异常的原因进行分析，通过分析结果将导致监测对象运行异常的原因判定为环境原因或设备原因；
设备分析模块接对设备的整体状态进行分析并通过分析结果对是否需要对设备进行更新进行判定。
作为本发明的一种优选实施方式，监测对象的中心数据的获取过程包括：获取监测对象的中心频率值以及中心频率范围，将中心频率范围的最大值与最小值的平均值标记为中心均值，将中心频率值与中心均值的差值的绝对值标记为监测对象的中心数据；
监测对象的波纹数据的获取过程包括：获取监测对象的波纹值与波纹范围，将波纹范围的最大值与最小值的平均值标记为波纹均值，将波纹值与波纹均值的差值的绝对值标记为监测对象的波纹数据；
监测对象的截止数据的获取过程包括：获取监测对象的截止频率值与截止频率范围，将截止频率范围的最大值与最小值的平均值标记为截止均值，将截止频率值与截止均值的差值的绝对值标记为监测对象的截止数据。
作为本发明的一种优选实施方式，对监测对象的运行状态是否满足要求进行判定的具体过程包括：通过存储模块获取到运行阈值，将监测对象的运行系数与运行阈值进行比较：若运行系数YX大于等于运行阈值，则判定监测对象的运行状态不满足要求，将运行异常信号发送至处理器，处理器接收到运行异常信号后将运行异常信号发送至异常分析模块；若运行系数小于运行阈值，则判定监测对象的运行状态满足要求，将运行正常信号发送至处理器。
作为本发明的一种优选实施方式，异常分析模块对导致监测对象运行异常的原因进行分析的具体过程包括：获取监测对象的温度数据、湿度数据以及酸碱数据并进行数值计算得到监测对象的环境系数，通过存储模块获取到环境阈值，将环境系数与环境阈值进行比较并通过比较结果对监测对象的运行异常原因进行判定。
作为本发明的一种优选实施方式，监测对象的温度数据的获取过程包括：获取监测对象表面的温度值与机箱内的空气温度值并进行平均值计算得到温表值，获取监测对象的运行温度范围，将运行温度范围的最大值与最小值的平均值标记为温度均值，将温表值与温度均值的差值的绝对值标记为监测对象的温度数据；
监测对象的湿度数据的获取过程包括：获取监测对象表面的湿度值与机箱内的空气湿度值并进行平均值计算得到湿表值，获取监测对象的运行湿度范围，将运行湿度范围的最大值与最小值的平均值标记为湿度均值，将湿表值与湿度均值的差值的绝对值标记为监测对象的湿度数据；
监测对象的酸碱数据的获取过程包括：获取机箱内空气的PH值，将PH值与7的差值的绝对值标记为监测对象的酸碱数据。
作为本发明的一种优选实施方式，环境系数与环境阈值的比较过程包括：若环境系数大于等于环境阈值，则将监测对象运行异常的原因判定为环境原因，异常分析模块向处理器发送环境调节信号，处理器接收到环境调节信号后将环境调节信号发送至管理人员的手机终端；若环境系数小于环境阈值，则将监测对象运行异常的原因判定为设备原因，异常分析模块向处理器发送设备检修信号，处理器接收到设备检修信号后将设备检修信号发送至管理人员的手机终端以及设备分析模块。
作为本发明的一种优选实施方式，设备分析模块对设备的整体状态进行分析：获取设备分析模块接收到的设备检修信号的总次数并标记为ZS，获取设备分析模块在L1天内接收到的设备检修信号的次数并标记为CS，获取设备分析模块上一次接收到设备检修信号的时间与当前系统时间的时长并标记为SC；对ZS、CS以及SC进行数值计算得到监测对象的整体系数；通过存储模块获取到整体阈值，将监测对象的整体系数与整体阈值进行比较：若整体系数大于等于整体阈值，则判定监测对象的整体状态不满足要求，将设备更新信号发送至处理器，处理器接收到设备更新信号后将设备更新信号发送至管理人员的手机终端；若整体系数小于整体阈值，则判定监测对象的整体状态满足要求，设备分析模块将整体合格信号发送至处理器。
作为本发明的一种优选实施方式，该智能化有源滤波器的工作方法，包括以下步骤：
步骤一：对滤波器本体的运行状态进行监测分析，通过对监测对象的中心数据、波纹数据以及截止数据进行数值计算得到运行系数，通过运行系数的数值大小对监测对象的运行状态是否满足要求进行判定；
步骤二：监测对象的运行状态不满足要求时对导致监测对象运行异常的原因进行分析，通过对监测对象运行时的温度数据、湿度数据以及酸碱数据进行数值计算得到环境系数，通过环境系数的数值大小将导致监测对象运行异常的原因判定为环境原因或设备原因；
步骤三：监测对象的运行异常原因为设备原因时对设备的整体状态进行分析并得到整体系数，通过整体系数的数值大小对是否需要对监测对象进行设备更新处理进行判定。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明可以通过滤波器本体的运行参数对其运行状态进行监控分析，通过对中心数据、波纹数据以及截止数据进行分析得到运行系数，运行系数用于对滤波器本体的运行状态进行直观反馈，进而通过运行系数的数值大小对滤波器本体的运行状态能够满足要求进行判定；
2、本发明异常分析模块可以在运行异常时，对导致滤波器本体运行异常的因素进行监测分析，通过对滤波器本体的运行环境进行分析得到环境系数，进而通过环境系数对滤波器本体的运行环境能够满足要求进行判定，在进行设备维护时直接采取对应措施即可，加快设备维护效率；
3、本发明通过设备分析模块可以结合滤波器本体出现设备故障的历史数据进行分析得到整体系数，通过整体系数对滤波器本体的整体状态进行评价，进而能够及时对设备进行更新处理。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明实施例一的结构主视图；
图2为本发明实施例一的结构左视图；
图3为本发明实施例二的系统框图；
图4为本发明实施例三的方法流程图。
图种：1、机箱；2、连接架；3、滤波器本体；4、散热孔。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1-2所示，一种智能化有源滤波器，包括机箱1，所述机箱1的内侧壁均固定安装有均匀分布的连接架2，连接架2用于对滤波器本体3进行固定，同时将滤波器本体3与机箱1隔开，有利于在滤波器本体3运行时进行散热；若干个连接架2远离机箱1的一端之间固定安装有滤波器本体3，机箱1的两个侧面均开设有均匀分布的散热孔4；散热孔4用于在滤波器本体3工作时进行散热。
需要说明的是，滤波器本体3可以是低通滤波器也可以是高通滤波器，低通滤波器允许信号中的低频或直流分量通过，抑制高频分量或干扰和噪声；高通滤波器允许信号中的高频分量通过，抑制低频或直流分量。
有源电力滤波器兼有无功补偿、弧光保护和调压功能，一般要根据谐波源的参数和安装点的电气特性以及用户要求专门设计，它能对频率和幅值都发生变化的谐波和无功电流进行补偿，主要应用于低压配电系统；弧光保护是指电力系统由于各种的短路原因可引起弧光，弧光会以300m/s的速度爆发，摧毁途中的任何物质。只要系统中不断电，弧光就会一直存在。要想最大限度地减少弧光的危害，我们需要安全、迅速地切断电弧光，这样可以在发生弧光故障的时候，保护操作人员不受伤害，并且可以降低财产损失程度简称电弧光保护。
实施例二
请参阅图3所示，所述滤波器本体3内部设置有处理器，所述处理器通信连接有运行监测模块、异常分析模块、设备分析模块以及存储模块；
所述运行监测模块用于对滤波器本体3的运行状态进行监测分析：将滤波器本体3标记为监测对象，在监测对象运行时获取监测对象的中心数据ZX、波纹数据BW以及截止数据JZ；监测对象的中心数据ZX的获取过程包括：获取监测对象的中心频率值以及中心频率范围，将中心频率范围的最大值与最小值的平均值标记为中心均值，将中心频率值与中心均值的差值的绝对值标记为监测对象的中心数据ZX；监测对象的波纹数据BW的获取过程包括：获取监测对象的波纹值与波纹范围，将波纹范围的最大值与最小值的平均值标记为波纹均值，将波纹值与波纹均值的差值的绝对值标记为监测对象的波纹数据BW；监测对象的截止数据JZ的获取过程包括：获取监测对象的截止频率值与截止频率范围，将截止频率范围的最大值与最小值的平均值标记为截止均值，将截止频率值与截止均值的差值的绝对值标记为监测对象的截止数据；通过公式YX＝α1*ZX+α2*BW+α3*JZ得到监测对象的运行系数YX，其中α1、α2以及α3均为比例系数，且α1＞α2＞α3＞1；通过存储模块获取到运行阈值YXmax，将监测对象的运行系数YX与运行阈值YXmax进行比较：若运行系数YX大于等于运行阈值YXmax，则判定监测对象的运行状态不满足要求，将运行异常信号发送至处理器，处理器接收到运行异常信号后将运行异常信号发送至异常分析模块；若运行系数YX小于运行阈值YXmax，则判定监测对象的运行状态满足要求，将运行正常信号发送至处理器；通过滤波器本体3的运行参数对其运行状态进行监控分析，通过对中心数据、波纹数据以及截止数据进行分析得到运行系数，运行系数用于对滤波器本体3的运行状态进行直观反馈，进而通过运行系数的数值大小对滤波器本体3的运行状态能够满足要求进行判定。
所述异常分析模块接收到运行异常信号后对导致监测对象运行异常的原因进行分析：获取监测对象的温度数据WD、湿度数据SD以及酸碱数据SJ，监测对象的温度数据WD的获取过程包括：获取监测对象表面的温度值与机箱1内的空气温度值并进行平均值计算得到温表值，获取监测对象的运行温度范围，将运行温度范围的最大值与最小值的平均值标记为温度均值，将温表值与温度均值的差值的绝对值标记为监测对象的温度数据WD；监测对象的湿度数据SD的获取过程包括：获取监测对象表面的湿度值与机箱1内的空气湿度值并进行平均值计算得到湿表值，获取监测对象的运行湿度范围，将运行湿度范围的最大值与最小值的平均值标记为湿度均值，将湿表值与湿度均值的差值的绝对值标记为监测对象的湿度数据SD；监测对象的酸碱数据SJ的获取过程包括：获取机箱1内空气的PH值，将PH值与7的差值的绝对值标记为监测对象的酸碱数据SJ；通过公式HJ＝β1*WD+β2*SD+β3*SJ得到监控对象运行时的环境系数HJ，其中β1、β2以及β3均为比例系数，且β1＞β2＞β3＞1；通过存储模块获取到环境阈值HJmax，将环境系数HJ与环境阈值HJmax进行比较：若环境系数HJ大于等于环境阈值HJmax，则将监测对象运行异常的原因判定为环境原因，异常分析模块向处理器发送环境调节信号，处理器接收到环境调节信号后将环境调节信号发送至管理人员的手机终端；若环境系数HJ小于环境阈值HJmax，则将监测对象运行异常的原因判定为设备原因，异常分析模块向处理器发送设备检修信号，处理器接收到设备检修信号后将设备检修信号发送至管理人员的手机终端以及设备分析模块；在运行异常时，对导致滤波器本体3运行异常的因素进行监测分析，通过对滤波器本体3的运行环境进行分析得到环境系数，进而通过环境系数对滤波器本体3的运行环境能够满足要求进行判定，在进行设备维护时直接采取对应措施即可，加快设备维护效率。
设备分析模块接收到设备检修信号后对设备的整体状态进行分析：获取设备分析模块接收到的设备检修信号的总次数并标记为ZS，获取设备分析模块在L1天内接收到的设备检修信号的次数并标记为CS，获取设备分析模块上一次接收到设备检修信号的时间与当前系统时间的时长并标记为SC；通过公式ZT＝(γ1*ZS+γ2*CS)/(γ3*SC)得到监测对象的整体系数ZT，其中γ1＞γ2＞γ3＞1；通过存储模块获取到整体阈值ZTmax，将监测对象的整体系数ZT与整体阈值ZTmax进行比较：若整体系数ZT大于等于整体阈值ZTmax，则判定监测对象的整体状态不满足要求，将设备更新信号发送至处理器，处理器接收到设备更新信号后将设备更新信号发送至管理人员的手机终端；若整体系数ZT小于整体阈值ZTmax，则判定监测对象的整体状态满足要求，设备分析模块将整体合格信号发送至处理器；结合滤波器本体3出现设备故障的历史数据进行分析得到整体系数，通过整体系数对滤波器本体3的整体状态进行评价，进而能够及时对设备进行更新处理。
实施例三
请参阅图4所示，一种智能化有源滤波器的工作方法，包括以下步骤：
步骤一：对滤波器本体3的运行状态进行监测分析，通过对监测对象的中心数据、波纹数据以及截止数据进行数值计算得到运行系数，通过运行系数的数值大小对监测对象的运行状态是否满足要求进行判定；
步骤二：监测对象的运行状态不满足要求时对导致监测对象运行异常的原因进行分析，通过对监测对象运行时的温度数据、湿度数据以及酸碱数据进行数值计算得到环境系数，通过环境系数的数值大小将导致监测对象运行异常的原因判定为环境原因或设备原因，在进行设备维护时直接采取对应措施即可，加快设备维护效率；
步骤三：监测对象的运行异常原因为设备原因时对设备的整体状态进行分析并得到整体系数，通过整体系数的数值大小对是否需要对监测对象进行设备更新处理进行判定。
一种智能化有源滤波器，工作时，对滤波器本体3的运行状态进行监测分析，通过对监测对象的中心数据、波纹数据以及截止数据进行数值计算得到运行系数，通过运行系数的数值大小对监测对象的运行状态是否满足要求进行判定；监测对象的运行状态不满足要求时对导致监测对象运行异常的原因进行分析，通过对监测对象运行时的温度数据、湿度数据以及酸碱数据进行数值计算得到环境系数，通过环境系数的数值大小将导致监测对象运行异常的原因判定为环境原因或设备原因，在进行设备维护时直接采取对应措施即可，加快设备维护效率。
上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置；
如公式：YX＝α1*ZX+α2*BW+α3*JZ；
由本领域技术人员采集多组样本数据并对每一组样本数据设定对应的评级系数；将设定的运行系数和采集的样本数据代入公式，任意三个公式构成三元一次方程组，将计算得到的系数进行筛选并取均值，得到α1、α2以及α3取值分别为3.87、3.21和2.25；
系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于系数的大小，只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种智能化有源滤波器，包括机箱(1)，所述机箱(1)内部设置有滤波器本体(3)，其特征在于，所述滤波器本体(3)内部设置有处理器，所述处理器通信连接有运行监测模块、异常分析模块、设备分析模块以及存储模块；
所述运行监测模块用于对滤波器本体(3)的运行状态进行监测分析：将滤波器本体(3)标记为监测对象，在监测对象运行时获取监测对象的中心数据、波纹数据以及截止数据，对监测对象的中心数据、波纹数据以及截止数据进行数值计算得到运行系数，通过运行系数的数值大小对监测对象的运行状态是否满足要求进行判定，在监测对象的运行状态不满足要求时通过处理器向异常分析模块发送运行异常信号；
所述异常分析模块用于接收到运行异常信号后对导致监测对象运行异常的原因进行分析，通过分析结果将导致监测对象运行异常的原因判定为环境原因或设备原因；
设备分析模块接对设备的整体状态进行分析并通过分析结果对是否需要对设备进行更新进行判定。
2.根据权利要求1所述的一种智能化有源滤波器，其特征在于，监测对象的中心数据的获取过程包括：获取监测对象的中心频率值以及中心频率范围，将中心频率范围的最大值与最小值的平均值标记为中心均值，将中心频率值与中心均值的差值的绝对值标记为监测对象的中心数据；
监测对象的波纹数据的获取过程包括：获取监测对象的波纹值与波纹范围，将波纹范围的最大值与最小值的平均值标记为波纹均值，将波纹值与波纹均值的差值的绝对值标记为监测对象的波纹数据；
监测对象的截止数据的获取过程包括：获取监测对象的截止频率值与截止频率范围，将截止频率范围的最大值与最小值的平均值标记为截止均值，将截止频率值与截止均值的差值的绝对值标记为监测对象的截止数据。
3.根据权利要求1所述的一种智能化有源滤波器，其特征在于，对监测对象的运行状态是否满足要求进行判定的具体过程包括：通过存储模块获取到运行阈值，将监测对象的运行系数与运行阈值进行比较：若运行系数YX大于等于运行阈值，则判定监测对象的运行状态不满足要求，将运行异常信号发送至处理器，处理器接收到运行异常信号后将运行异常信号发送至异常分析模块；若运行系数小于运行阈值，则判定监测对象的运行状态满足要求，将运行正常信号发送至处理器。
4.根据权利要求1所述的一种智能化有源滤波器，其特征在于，异常分析模块对导致监测对象运行异常的原因进行分析的具体过程包括：获取监测对象的温度数据、湿度数据以及酸碱数据并进行数值计算得到监测对象的环境系数，通过存储模块获取到环境阈值，将环境系数与环境阈值进行比较并通过比较结果对监测对象的运行异常原因进行判定。
5.根据权利要求4所述的一种智能化有源滤波器，其特征在于，监测对象的温度数据的获取过程包括：获取监测对象表面的温度值与机箱(1)内的空气温度值并进行平均值计算得到温表值，获取监测对象的运行温度范围，将运行温度范围的最大值与最小值的平均值标记为温度均值，将温表值与温度均值的差值的绝对值标记为监测对象的温度数据；
监测对象的湿度数据的获取过程包括：获取监测对象表面的湿度值与机箱(1)内的空气湿度值并进行平均值计算得到湿表值，获取监测对象的运行湿度范围，将运行湿度范围的最大值与最小值的平均值标记为湿度均值，将湿表值与湿度均值的差值的绝对值标记为监测对象的湿度数据；
监测对象的酸碱数据的获取过程包括：获取机箱(1)内空气的PH值，将PH值与7的差值的绝对值标记为监测对象的酸碱数据。
6.根据权利要求5所述的一种智能化有源滤波器，其特征在于，环境系数与环境阈值的比较过程包括：若环境系数大于等于环境阈值，则将监测对象运行异常的原因判定为环境原因，异常分析模块向处理器发送环境调节信号，处理器接收到环境调节信号后将环境调节信号发送至管理人员的手机终端；若环境系数小于环境阈值，则将监测对象运行异常的原因判定为设备原因，异常分析模块向处理器发送设备检修信号，处理器接收到设备检修信号后将设备检修信号发送至管理人员的手机终端以及设备分析模块。
7.根据权利要求6所述的一种智能化有源滤波器，其特征在于，设备分析模块对设备的整体状态进行分析：获取设备分析模块接收到的设备检修信号的总次数并标记为ZS，获取设备分析模块在L1天内接收到的设备检修信号的次数并标记为CS，获取设备分析模块上一次接收到设备检修信号的时间与当前系统时间的时长并标记为SC；对ZS、CS以及SC进行数值计算得到监测对象的整体系数；通过存储模块获取到整体阈值，将监测对象的整体系数与整体阈值进行比较：若整体系数大于等于整体阈值，则判定监测对象的整体状态不满足要求，将设备更新信号发送至处理器，处理器接收到设备更新信号后将设备更新信号发送至管理人员的手机终端；若整体系数小于整体阈值，则判定监测对象的整体状态满足要求，设备分析模块将整体合格信号发送至处理器。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种智能化有源滤波器，其特征在于，该智能化有源滤波器的工作方法，包括以下步骤：
步骤一：对滤波器本体(3)的运行状态进行监测分析，通过对监测对象的中心数据、波纹数据以及截止数据进行数值计算得到运行系数，通过运行系数的数值大小对监测对象的运行状态是否满足要求进行判定；
步骤二：监测对象的运行状态不满足要求时对导致监测对象运行异常的原因进行分析，通过对监测对象运行时的温度数据、湿度数据以及酸碱数据进行数值计算得到环境系数，通过环境系数的数值大小将导致监测对象运行异常的原因判定为环境原因或设备原因；
步骤三：监测对象的运行异常原因为设备原因时对设备的整体状态进行分析并得到整体系数，通过整体系数的数值大小对是否需要对监测对象进行设备更新处理进行判定。
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