[发明专利]一种高压开关柜多维状态智能监测系统和方法

说明书

本申请涉及一种高压开关柜多维状态智能监测系统和方法，该系统包括服务器，与服务器连接的至少一个数据采集模块，与数据采集模块连接的若干传感器。本发明对开关柜的温度、局放、机械特性、振动特性进行实时监测，多维度的分析运行状况；可将多个物理量结合起来分析，对开关柜状况的综合判断更加准确，可靠性更高；节省了开关柜定期排查的成本，提高了状态监测的经济性，并且大大提升了故障监测的时效性。

技术领域

本发明属于开关柜监测领域，具体涉及一种高压开关柜多维状态智能监测系统和方法。

背景技术

当前以周期性停电例行试验为基础的状态检修工作存在诸多不足，如：停电压力大、停电例行试验无法及时反映设备状态的变化趋势、停电例行试验缺陷检出率低、高压开关柜的陪停率高等诸多问题；虽部分检测可以实现在线监测，但多针对单一状态参量，且监测准确率低下；常用的红外、光纤等测温方法存在检测范围有限、安装不便等缺点。局放检测技术存在准确率低、无法在线监测、无法适用于非全金属密闭性开关柜工况等缺点。操作机构状态检测技术多采用位移传感器，其检测灵敏度欠佳、寿命有限，且无法在线监测。

国内外在开关柜状态监测及故障诊断方面的研究都取得不少成就，但还存在以下不足：

（1）针对开关柜故障综合诊断，目前还缺少有效的方法，在监测开关柜各个特征参量的同时无法对开关柜的运行状态健康情况进行评估；

（2）国内在电力设备状态监测的研究中，相比于变压器、发电机等大型设备，对于开关柜本体的状态监测和诊断研究尚处于起步阶段。目前还缺乏一整套能完全监测开关柜运行状态的系统。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种高压开关柜多维状态智能监测系统和方法，通过对后台多维度数据进行特征提取，再进行温度、负荷电流、局放值等的关联性分析，以及同一断路器时间纵轴上的特征数据比对和同类其他断路器横向比对分析，通过相应状态参量评估设备健康状态，为状态检修提供依据，方便制定检修方案，这样即可改变以往对设备的定时维修、维护为有目的、有针对性的数据分析后的设备维护。减少停电，提高电网设备的运行效率。

本发明的技术方案具体如下：

一种高压开关柜多维状态智能监测系统，包括服务器，与服务器连接的至少一个数据采集模块，与数据采集模块连接的若干传感器；

传感器包括触头视频监控模块、局放传感器、交流互感器、霍尔电流传感器、振动传感器、测温平板天线、温度湿度传感器；局放传感器包括TEV传感器和AE超声传感器；

TEV传感器和AE超声传感器安装于开关柜内表面；测温传感器安装于动触头；振动传感器固定在断路器上；交流互感器和霍尔电流传感器卡装在仪表室的控制线路上；视频监视模块在开关柜内壁，开关柜带电状态下监视柜内设备运行情况，及时了解设备是否出现异常。

进一步地，数据采集模块为设于站内每面柜子的内置智能采集器，实时监测、采集柜内所有传感器数据，并通过内部通讯子网无线或有线方式将数据上传至智能通讯终端。

进一步地，至少一个数据采集模块通过智能通讯终端上传数据至服务器；通讯终端通过系统内部总线接收站端所有采集器数据，再通过其以太网接口连变电站端内网交换机，数据通过电力专用内网发送给服务器。

进一步地，温度湿度传感器安装在动触头或隔离刀闸触头或者电缆端头，接收天线安装在电缆室或都路器室的内侧壁，根据柜内安全距离及空间大小确定具体位置；TEV传感器和AE超声传感器安装在电缆室，TEV传感器靠近柜体内有金属接缝部位，AE超声波传感器朝向局放多发部位；

机械特性监测用电流传感器都安装在继电仪表室内，对应卡装在分闸、合闸、储能电机线圈回路上；其他采集器、通讯终端、电源转换器安装在继电仪表室内的DIN导轨上。

进一步地，高压开关柜中：

对于温度特性：测温范围为0℃~175℃；测温范围内温度测量误差不大于±2℃；分辨率0.1℃；采样周期≤10s；