CN101144170B - 一种电解铝电力安全智能专家分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种供电整流设备在线监测技术，具体地说是涉及一种电解铝电力安全智能专家分析方法。一种电解铝电力安全智能专家分析方法包括数据采集层、数据存储层、数据应用分析层构成，所述的分析方法包括以下步骤：数据采集步骤；数据存储步骤；数据应用分析步骤。本发明有如下有益效果：本发明方法是集油色谱分析数据、均流分析数据、局放分析数据、油温分析数据综合分析结果，并显示为一体的整体解决方案，实现了对供电系统中关键环节的运行状态进行检测，提供一份供电系统运行的状态分析报告，及时发现设备隐患，降低电力设备的损坏因素，避免事故造成的巨大直接经济损失。本发明电解铝电力安全智能专家分析方法适用于电力供电系统自动化控制系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种供电整流设备在线监测技术，具体地说是涉及一种电解铝企业的电解铝电力安全智能专家分析方法。
背景技术
从70年代以来经过近30年的发展，可以说电解铝企业供电系统管理的自动化程度得到了大大的改观。从电力调度系统建立到各种设备检测分析系统的广泛应用，基本上完全实现了自动化，这就为实施电力安全智能专家分析系统奠定了基础，同时也势必产生这样的需求。
由于电解铝生产流程越来越细化，工序也更加复杂，生产设备和配套工厂越来越多，相应供电系统也在发生着一系列的变化，供电系统容量越来越大，规模越来越大，工序也越来越复杂，对电力系统可靠性的要求也越来越高。为了提高供电系统得的安全性，在不同时期、不同环境建立很多分散的设备监测系统，来保证供电系统正常运行，由于各工艺环节的复杂性，各工序流程的独立性，自成一体，信息不能相互兼容：信息需要重复多次的外界转换传输；信息交流的一致性无法保证，系统之间难于进行信息共享；在网络信息化飞速发展的今天，控制系统自动化程度日益提高，对各系统间协同工作，综合信息分析提出很高的要求，目前相对孤立的监测系统难于统揽全局，已经严重地阻碍了企业控制水平发展的整体进程，，并也成了企业进一步提高生产的“瓶颈”，致使企业在进行新一轮投资投入时，瞻前顾后，难于决断。
这种系统相互孤立、信息不能共享的问题在供电企业中是普遍存在的，是电力安全智能专家分析系统所要解决的问题之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的不足，提供一种为了保障供电系统的安全运行，通过专家系统的故障诊断，在设备不停电、不取样、不解体的情况下，实现快速诊断电力设备运行状态和潜伏性故障，有效预防各种突发事故发生，进一步提高供电设备运行的可靠性的电解铝电力安全智能专家分析方法。
本发明电解铝电力安全智能专家分析方法通过下述技术方案予以实现：一种电解铝电力安全智能专家分析方法，包括数据采集层、数据存储层、数据应用分析层构成，其特征在于：所述的分析方法包括以下步骤：
数据采集步骤 指通过具有协议转换、安全隔离和数据缓存的通信总线和通讯接口机将油色谱检测仪、均流采集分机、局放声波检测仪、油温检测仪检测到的变压器的油色谱数据、均流数据、局放数据、油温数据进行采集、转换并缓存的过程；
数据存储步骤 指通过通信总线与数据采集层连接并将采集的变压器运行数据SQL数据库服务器和实时数据库服务器进行加工、处理、分析、存储发布的过程；
数据应用分析步骤 指通过挂接SQL数据库服务器、实时数据库服务器、WEB应用程序服务器和油色谱数据分析上位机、均流数据分析上位机、局放数据分析上位机、油温数据分析上位机、综合数据分析应用站点，利用可视化软件、数据库分析软件、WEB应用程序服务器对系统中所有数据进行处理、分析、再现的过程。
本发明电解铝电力安全智能专家分析方法与现有技术相比较有如下有益效果：本发明电解铝电力安全智能专家分析方法是集一个油色谱分析数据、均流分析数据、局放分析数据、油温分析数据综合分析结果，并显示为一体的整体解决方案，实现了对供电系统中关键环节的运行状态进行检测，并运用先进的算法进行计算分析，为工作人员提供一份供电系统运行的状态分析报告，及时发现设备隐患，把现行的故障抢修和计划检修转化成状态维护检修，不仅减轻了巡视检查和维护检修工作量，更重要的是减少保护动作次数，降低电力设备的损坏因素，防止设备突发故障，杜绝事故抢修，有效降低供电整流系统的维护检修费用，避免事故造成的巨大直接经济损失；确保生产流程畅通、工艺过程稳定，实现企业信息化、信息资源化、传输网络化、管理科学化的现代企业目标。本发明电解铝电力安全智能专家分析方法适用于电力供电系统自动化控制系统。
附图说明
本发明电解铝电力安全智能专家分析方法有如下附图：
图1为本发明电解铝电力安全智能专家分析方法系统架构示意图；
图2为本发明电解铝电力安全智能专家分析方法系统层次结构图；
图3为本发明电解铝电力安全智能专家分析方法油色谱数据分析管理业务流程结构示意图；
图4为本发明电解铝电力安全智能专家分析方法均流数据分析管理业务流程结构示意图；
图5为本发明电解铝电力安全智能专家分析方法油温数据分析管理业务流程结构示意图；
图6为本发明电解铝电力安全智能专家分析方法局放数据分析管理业务流程结构示意图；
图7为本发明电解铝电力安全智能专家分析方法综合数据分析管理数据流程结构示意图；
图8为本发明电解铝电力安全智能专家分析方法综合数据分析管理业务流程结构示意图。
其中：1、变压器；2、信号采集器；3、通信总线；4、通讯接口机；5、SQL数据库服务器；6、实时数据库服务器；7、WEB应用程序服务器；8、油色谱数据分析上位机；9、均流数据分析上位机；10、油温数据分析上位机；11、局放数据分析上位机；12、综合数据分析上位机；13、声波传感器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明电解铝电力安全智能专家分析方法技术方案作进一步描述。
如图1-图7所示，本发明一种电解铝电力安全智能专家分析方法，包括数据采集层、数据存储层、数据应用分析层构成，其特征在于：所述的分析方法包括以下步骤：
数据采集步骤指通过具有协议转换、安全隔离和数据缓存的通信总线3和通讯接口机4将油色谱检测仪、均流采集分机、局放声波检测仪、油温检测仪检测到的变压器1的油色谱数据、均流数据、局放数据、油温数据进行采集、转换并缓存的过程；
数据存储步骤指通过通信总线3与数据采集层连接并将采集的变压器1运行数据通过SQL数据库服务器5和实时数据库服务器6进行加工、处理、分析、存储发布的过程；
数据应用分析步骤指通过挂接SQL数据库服务器5、实时数据库服务器6、WEB应用程序服务器7和油色谱数据分析上位机8、均流数据分析上位机9、局放数据分析上位机10、油温数据分析上位机11、综合数据分析应用站点12，利用其可视化软件、数据库分析软件、WEB应用程序服务器7对系统中所有数据进行处理、分析、再现的过程。
所述的供电系统共设置4组变压器1，配置2台油色谱数据测试控制仪分别与1、2组和3、4组变压器1连接，油色谱数据测试控制仪与信号采集器2连接，信号采集器2通过通信总线3、INTRANET网和通讯接口机4与SQL数据库服务器5、实时数据库服务器6、WEB应用程序服务器7、油色谱数据分析上位机8、综合数据分析上位机12连接。
所述的均流分析数据采集配置480只安装在整流柜中的电流传感器与8台安装在配电室机柜内的采集分机连接，采集分机与信号采集器2连接，信号采集器2通过通信总线3、INTRANET网和通讯接口机4与SQL数据库服务器5、实时数据库服务器6、WEB应用程序服务器7、均流数据分析上位机9、综合数据分析上位机12连接。
所述的油温分析数据采集为每台变压器1安装2套温度检测和显示系统，温度检测和显示系统与信号采集器2连接，信号采集器2通过通信总线3、INTRANET网和通讯接口机4与SQL数据库服务器5、实时数据库服务器6、WEB应用程序服务器7、油温数据分析上位机10、综合数据分析上位机12连接
所述的局放分析数据采集配置2台AM1000检测仪，每台AM1000检测仪10个通道满足2台变压器1使用；AM1000检测仪与信号采集器2连接，信号采集器2通过通信总线3、INTRANET网和通讯接口机4与SQL数据库服务器5、实时数据库服务器6、WEB应用程序服务器7、局放数据分析上位机10、综合数据分析上位机12连接。
所述的综合数据分析上位机12通过INTERNET网、通讯接口机4、通信总线3与油色谱数据分析上位机8、均流数据分析上位机9、油温数据分析上位机10、局放数据分析上位机11、SQL数据库服务器5、实时数据库服务器6、WEB应用程序服务器7、信号采集器2连接。
实施例1。
本发明一种电解铝电力安全智能专家分析方法包括数据采集层、数据存储层、数据应用分析层构成，所述的分析方法包括以下步骤：
数据采集步骤指通过具有协议转换、安全隔离和数据缓存的通讯接口机3将油色谱检测仪、均流采集分机、局放声波检测仪、油温检测仪检测到的变压器的油色谱数据、均流数据、局放数据、油温数据进行采集、转换并缓存的过程；
数据存储步骤指SQL数据库服务器5和实时数据库服务器6通过通信总线4与数据采集层连接并将采集的变压器1运行数据进行加工、处理、分析、存储发布的过程；
数据应用分析步骤指通过挂接服务器和油色谱数据分析上位机8、均流数据分析上位机9、局放数据分析上位机10、油温数据分析上位机11、综合数据分析应用站点12，利用可视化软件、数据库分析软件、NET技术对系统中所有数据进行处理、分析、再现，为组织、指挥、跟踪、监督生产的过程。
所述的供电系统共设置4组变压器1，配置2台油色谱数据测试控制仪分别与1、2组和3、4组变压器1连接，油色谱数据测试控制仪与信号采集器2连接，信号采集器2通过通信总线3、INTRANET网和通讯接口机4与SQL数据库服务器5、实时数据库服务器6、WEB应用程序服务器7、油色谱数据分析上位机8、综合数据分析上位机12连接。
所述的均流分析数据采集配置480只安装在整流柜中的电流传感器与8台安装在配电室机柜内的采集分机连接，采集分机与信号采集器2连接，信号采集器2通过通信总线3、INTRANET网和通讯接口机4与SQL数据库服务器5、实时数据库服务器6、WEB应用程序服务器7、均流数据分析上位机9、综合数据分析上位机12连接。
所述的油温分析数据采集为每台变压器1安装2套温度检测和显示系统，温度检测和显示系统与信号采集器2连接，信号采集器2通过通信总线3、INTRANET网和通讯接口机4与SQL数据库服务器5、实时数据库服务器6、WEB应用程序服务器7、油温数据分析上位机10、综合数据分析上位机12连接
所述的局放分析数据采集配置2台AM1000检测仪，每台AM1000检测仪10个通道满足2台变压器1使用；AM1000检测仪与信号采集器2连接，信号采集器2通过通信总线3、INTRANET网和通讯接口机4与SQL数据库服务器5、实时数据库服务器6、WEB应用程序服务器7、局放数据分析上位机10、综合数据分析上位机12连接。
所述的综合数据分析上位机12通过INTERNET网、通讯接口机4、通信总线3与油色谱数据分析上位机8、均流数据分析上位机9、油温数据分析上位机10、局放数据分析上位机11、SQL数据库服务器5、实时数据库服务器6、WEB应用程序服务器7、信号采集器2连接。
油色谱数据分析管理：电解铝动力供电系统共有4组变压器，每组调压变和整流变油路是连通的。实际检测使用为每天检测一次。系统配置2台测试控制仪，分别对1、2组和3、4组变压器进行油气分析检测，同时，配置2套油路切换装置，以实现1、2组变压器的检测切换功能，在对采样油路选择方法上使用电磁阀自动控制。
油气数据采集保存到中心数据库，专家系统进行数据汇总分析，为用户提供历史数据即按时间段查询，以图表的方式提供各采集组分的随时间变化趋势；专家系统把采集到的数据与组分警戒设置值比较，分析得出油气数据报警信息，通过对报警信息的分析，工作人员制定维修方案，系统保存这些信息作为设备的维修档案，以供用户查询。
主要功能
选择不同的油气成分元素，分析得到几组油气成分的浓度随时间变化的趋势比较图。
均流数据分析管理：每套机组按整流柜的元件数量配置电流传感器。即：A、B整流柜各配置电流传感器60只，四套机组共配置电流传感器480只。每套机组的A、B整流柜各配置一台采集分机，四套机组共配置8台采集分机，采集分机集中安装在配电室机柜。整流柜均流监视单独占用1台上位机，运行上位监视软件。
每个均流柜、每个机臂、每个元件的电流数据、均流系数采集并计算保存到中心数据库，专家系统进行数据汇总分析，为用户提供历史数据即按时间段查询，以图表的方式提供各采集点数据的随时间变化趋势；专家系统把采集到的数据与组分警戒设置值比较，分析得出均流数据报警信息，通过对报警信息的分析，工作人员制定维修方案，系统保存这些信息作为设备的维修档案，以供用户查询。
主要功能
油温数据分析管理：每台变压器安装2套温度控制器，每套控制器可设定2个温度报警点，报警信号接入变压器的继电保护系统，每台变压器安装2套温度检测和显示系统，提供综合自动化和设备状态检修系统的需要。油温数据采集保存到中心数据库，专家系统进行数据汇总分析，为用户提供各油温点的历史数据(按时间段查询)，以图表的方式提供各油温点数据的随时间变化趋势；专家系统把采集到的数据与组分警戒设置值比较，分析得出油温点数据报警信息，通过对报警信息的分析，工作人员制定维修方案，系统保存这些信息作为设备的维修档案，以供用户查询。
主要功能
选择多个变压器分析油温数据随时间变化的趋势比较图。
历史数据报表生成：选择时间段、油温点，查询得到油温的数据报表，以标准格式显示，可以预览、打印，可以输出excel文档进行保存。
局放数据分析管理：局放检测用于实现4组变压器中调压变压器的局放检测。每台变压器使用5个信号输入通道，AM1000检测仪配置有10个通道，能同时满足2台变压器使用要求。系统配置2台AM1000检测仪，以实现4台调压变压器的局放检测。由于局放检测数据需要连续检测和监视，单独配置1台上位机。
局放数据采集保存到中心数据库，专家系统进行数据汇总分析，为用户提供历史数据即按时间段查询，以图表的方式提供各采集点数据的随时间变化趋势；专家系统把采集到的数据与组分警戒设置值比较，分析得出局放数据报警信息，通过对报警信息的分析，工作人员制定维修方案，系统保存这些信息作为设备的维修档案，以供用户查询。
主要功能
综合数据分析管理：综合数据分析上位机12的专家系统把采集到的油气、局放、均流、油温数据进行综合分析，分析得出综合报警信息，通过对报警信息的分析，确定变压器设备的故障原因。
主要功能
根据时间变化，分析得到油色谱、均流、局放、油温的综合分析诊断结果。
综合数据分析管理
专家系统把采集到的油气、局放、均流、油温等数据进行综合分析，分析得出综合报警信息，通过对报警信息的分析，确定变压器设备的故障原因。
主要功能
Claims (5)
1.一种电解铝电力安全智能专家分析方法，用于电解铝电力安全智能专家分析系统，该系统包括在线监测层、数据采集层、数据存储层、数据应用分析层，其特征在于，所述分析方法包括以下步骤：
数据采集步骤指通过具有协议转换、安全隔离和数据缓存的通信总线(3)和通讯接口机(4)将油色谱检测仪、均流采集分机、局放声波检测仪、油温检测仪检测到的变压器(1)的油色谱数据、均流数据、局放数据、油温数据进行采集、转换并缓存的过程；
数据存储步骤指SQL数据库服务器(5)和实时数据库服务器(6)通过通信总线(3)与数据采集层连接并将采集的变压器(1)运行数据进行加工、处理、分析、存储发布的过程；
数据应用分析步骤指通过挂接SQL数据库服务器(5)、实时数据库服务器(6)、WEB应用程序服务器(7)和油色谱数据分析上位机(8)、均流数据分析上位机(9)、局放数据分析上位机(11)、油温数据分析上位机(10)、综合数据分析上位机(12)，利用可视化软件、数据库分析软件、WEB应用程序服务器(7)对系统中所有数据进行处理、分析、再现的过程。
2.根据权利要求1所述的电解铝电力安全智能专家分析方法，其特征在于：供电系统共设置4组变压器(1)，配置2台油色谱检测仪分别与1、2组和3、4组变压器(1)连接，油色谱检测仪与信号采集器(2)连接，信号采集器(2)通过通信总线(3)、INTRANET网和通讯接口机(4)与SQL数据库服务器(5)、实时数据库服务器(6)、WEB应用程序服务器(7)、油色谱数据分析上位机(8)、综合数据分析上位机(12)连接。
3.根据权利要求1所述的电解铝电力安全智能专家分析方法，其特征在于：均流分析数据采集配置480只安装在整流柜中的电流传感器与8台安装在配电室机柜内的均流采集分机连接，均流采集分机与信号采集器(2)连接，信号采集器(2)通过通信总线(3)、INTRANET网和通讯接口机(4)与SQL数据库服务器(5)、实时数据库服务器(6)、WEB应用程序服务器(7)、均流数据分析上位机(9)、综合数据分析上位机(12)连接。
4.根据权利要求1所述的电解铝电力安全智能专家分析方法，其特征在于：油温分析数据采集为每台变压器(1)安装2套温度检测和显示系统，温度检测和显示系统与信号采集器(2)连接，信号采集器(2)通过通信总线(3)、INTRANET网和通讯接口机(4)与SQL数据库服务器(5)、实时数据库服务器(6)、WEB应用程序服务器(7)、油温数据分析上位机(10)、综合数据分析上位机(12)连接。
5.根据权利要求1所述的电解铝电力安全智能专家分析方法，其特征在于：所述的综合数据分析上位机(12)通过INTRANET网、通讯接口机(4)、通信总线(3)与油色谱数据分析上位机(8)、均流数据分析上位机(9)、油温数据分析上位机(10)、局放数据分析上位机(11)、SQL数据库服务器(5)、实时数据库服务器(6)、WEB应用程序服务器(7)、信号采集器(2)连接。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |