具体实施方式
下面结合图1至图3具体说明本发明。
一种低压配电柜故障信息远程监测方法,在低压配电柜内设有控制器,控制器与Flash存储器、GSM和GPRS通信模块通信连接,低压配电柜故障监测点设有数据采集点,控制器与数据采集点通信连接采集数据,在控制器内对应每个数据采集点的数据设置一个数据通道,控制器中的计数器记录通道编号及数据采集次数,在控制器内预先存储有告警值和告警值,在低压配电柜运行过程中,故障信息远程监测依次执行如下程序:
程序一,故障诊断告警程序:
程序二,故障诊断告警和隔离程序;
程序三,故障点自愈程序。
上述三个程序依次执行,上一个程序执行完毕再执行下一个程序。其中,温度数据采集点设置在每条低压出线电缆A、B、C、N相与RTO熔断器连接处,安装温度传感器实时采集温度测量数据。当然,数据采集点采集的数据不限于上述数据,也可以是其他A、B、C相过电流、低电压、过电压等数据,另外还可以通过程序进行实测数据计算,得到百分率,然后再百分率对比进行故障诊断,例如:三相负荷不平衡按百分率对比(实测低压A、B、C相电流,通过公式:(max(Ia,Ib,Ic)-min(Ia,Ib,Ic))÷min(Ia,Ib,Ic)×100%得到百分比),然后可根据告警值15%及告警值25%预设进行对比,另外还可以根据实采数据通过有功功率、视在功率、无功功率和功率因数等公式计算后得到上述数据,再与预设的预告值进行对比执行故障诊断程序。
如图1所示,故障诊断告警程序如下:
控制器内预先存储有告警值和告警值两组数据,当任何一个通道实采数据大于等于告警值但小于告警值时,控制器记录存储通道编号,并运行以下故障诊断判据:
判据1:实采数据大于等于告警值,但小于告警值。
判断为“是”:起动故障诊断判据循环,对应通道号计数器清零,开始接收第1次实采数据。
判断为“否”:实采数据与预设告警值数据对比属正常范围。
判据2:第1次实采数据再次大于告警值,但小于告警值。
判断为“是”:首先判断无线低压配电柜数据收集终端读取Flash存储器内当日存储在Flash存储器故障告警信息记录中该通道编号最后执行告警信息的数值超15%(即:实采数据>当日最后执行告警信息数值×1.15),然后判断实采数据大于告警值70%(即:实采数据>预设告警值×0.7),最后判断当日在Flash存储器故障告警信息记录中无该通道编号记录。
以上三个判断满足之一为“是”:启动故障诊断循环判断,对应通道计数器开始计数1次,同时发送指令,实采速度从原10秒每个通道提升至4秒每个通道,并转入下一次实采数据判断。
以上三个判断满足之一为“否”:实采数据与预设告警值数据对比属正常范围,退出故障诊断循环判据。
判据3:第2次实采数据大于第1次实采数据,并且小于告警值。
判断为“是”:计数器计数2次,实采速度维持4秒每个通道,并转入下一次实采数据判断。
判断为“否”:对应通道号计数器清零,实采速度恢复10秒每个通道,退出故障诊断循环判据。
判据4:第3次实采数据大于第2次实采数据,并且小于告警值。
判断为“是”:计数器计数3次,实采速度维持4秒每个通道,并转入下一次实采数据判断。
判断为“否”:对应通道号计数器清零,实采速度恢复10秒每个通道,退出故障诊断循环判据。
判据5:第4次实采数据大于第3次实采数据,并且小于告警值。
判断为“否”:对应通道号计数器清零,实采速度恢复10秒每个通道,退出故障诊断循环判据。
判断为“是”:则进入告警值比率判断,判断方法:再次提取告警值,按130%计算,即:第4次实采数据>告警值×1.3。
再次判断为“是”:触发GSM和GPRS通讯模块发送手机短信和同步传送告警信息数据至远方服务器,并将该预(告)警信息存入Flash存储器故障告警信息记录库中,同时对应通道号计数器清零,实采速度恢复10秒每个通道,退出故障诊断循环判据。
再次判断为“否”:计数器计数4次,实采速度维持4秒每个通道,并转入下一次实采数据判断。
判据6:第5次实采数据大于第4次实采数据,并且小于告警值。
判断为“是”:计数器计数5次,实采速度维持4秒每个通道,并转入下一次实采数据判断。
判断为“否”:对应通道号计数器清零,实采速度恢复10秒每个通道,退出故障诊断循环判据。
判据7:第6次实采数据大于第5次实采数据,并且小于告警值。
判断为“否”:对应通道号计数器清零,实采速度恢复10秒每个通道,退出故障诊断循环判据。
判断为“是”:进入告警值比率判断,判断方法:再次提取告警值,按130%计算,即:第6次实采数据>告警值×1.3。
再次判断为“是”:触发GSM和GPRS通讯模块发送手机短信和同步传送告警信息数据至远方服务器,并将该预(告)警信息存入Flash存储器故障告警信息记录库中,同时对应通道号计数器清零,实采速度恢复10秒每个通道,退出故障诊断循环判据。
再次判断为“否”:计数器计数6次,实采速度维持4秒每个通道,并转入下一次实采数据判断。
判据8:第7次实采数据大于第6次实采数据,并且小于告警值。
判断为“是”:计数器计数7次,实采速度维持4秒每个通道,并转入下一次实采数据判断。
判断为“否”:对应通道号计数器清零,实采速度恢复10秒每个通道,退出故障诊断循环判据。
判据9:第8次实采数据大于第7次实采数据,并且小于告警值。
判断为“否”:对应通道号计数器清零,实采速度恢复10秒每个通道,退出故障诊断循环判据。
判断为“是”:则进入告警值比率判断,判断方法:再次提取告警值,按130%计算,即:第8次实采数据>告警值×1.3。
再次判断为“是”:触发GSM和GPRS通讯模块发送手机短信和同步传送告警信息数据至远方服务器,并将该预(告)警信息存入Flash存储器故障告警信息记录库中,同时对应通道号计数器清零,实采速度恢复10秒每个通道,退出故障诊断循环判据。
再次判断为“否”:计数器计数8次,实采速度维持4秒每个通道,并转入下一次实采数据判断。
判据10:第9次实采数据大于第8次实采数据,并且小于告警值。
判断为“是”:触发GSM和GPRS通讯模块发送手机短信和同步传送告警信息数据至远方服务器,并将该预(告)警信息存入Flash存储器故障告警信息记录库中,同时对应通道号计数器清零,实采速度恢复10秒每个通道,退出故障诊断循环判据。
判断为“否”:对应通道号计数器清零,实采速度恢复10秒每个通道,退出故障诊断循环判据。
上述的故障诊断告警程序具有以下优点:
判据1准备计数阶段,清除计数库内的数据,防止退出故障诊断循环判据时没有清除对应通道计数数据。
判据2:首先提取当日Flash存储器故障告警信息记录中相同通道编号数据对比实采数据>当日最后执行告警信息数值×1.15是否成立进行判断,可以防止当日同通道和类型故障告警信息重复发送。而判断实采数据>预设告警值×0.7是否成立,可以解决当日已有故障告警值数据较大,防止无法正常启动故障诊断程序。最后判断当日在Flash存储器故障告警信息记录中无该通道编号记录,是解决瞬时(实采数据在10秒只出现一次)实采误差数据错误启动故障诊断程序,造成控制器运算压力。
判据5、判据7、判据9:每相隔一个判据执行告警值判断,一是为了防止实采数据过程中故障设备在短时间内突变,发生烧毁设备事故。二是减轻控制器运算负担。
判据10:实采数据与上次实采数据逐步增加,说明该温度对低压配电设备安全运行将可能发生故障,因此,确定该设备已故障,可以发送告警信息。
如图2所示,故障诊断告警和隔离程序如下;
判据21:实采数据大于等于告警值。
判断为“是”:启动故障诊断判据循环,对应通道号计数器清零,开始接收第1次实采数据。
判断为“否”:实采数据与预设告警值数据对比属正常。
判据22:第1次实采数据再次大于告警值。
判断为“是”:启动故障诊断循环判断,对应通道计数器开始计数1次,同时发送指令,实采速度从原10秒每个通道提升至4秒每个通道,并转入下一次实采数据判断。
判断为“否”:实采数据与预设告警值数据对比属正常范围,退出故障诊断循环判据。
判据23:第2次实采数据大于第1次实采数据。
判断为“否”:对应通道号计数器清零,实采速度恢复10秒每个通道,退出故障诊断循环判据。
判断为“是”:判断第2次实采数据>告警值×1.2。
判断为“是”:触发GSM和GPRS通讯发送告警信息,发送对应剩余电流动作保护器分离指令,剩余电流动作保护器接到指令跳闸,该低压出线回路停止供电,同时并将告警信息追加至Flash存储器故障隔离记录库中,同时对应通道号计数器清零,实采速度恢复10秒每个通道,退出故障诊断循环判据。
判断为“否”:计数器计数2次,实采速度维持4秒每个通道,并转入下一次实采数据判断。
判据24:第3次实采数据大于第2次实采数据。
判断为“否”:对应通道号计数器清零,实采速度恢复10秒每个通道,退出故障诊断循环判据。
判断为“是”:判断第3次实采数据>告警值×1.2。
判断为“是”:触发GSM和GPRS通讯发送告警信息,发送对应剩余电流动作保护器分离指令,剩余电流动作保护器接到指令跳闸,该低压出线回路停止供电,同时并将告警信息追加至Flash存储器故障隔离记录库中,同时对应通道号计数器清零,实采速度恢复10秒每个通道,退出故障诊断循环判据。
判断为“否”:计数器计数3次,实采速度维持4秒每个通道,并转入下一次实采数据判断。
判据25:第4次实采数据大于第3次实采数据。
判断为“否”:对应通道号计数器清零,实采速度恢复10秒每个通道,退出故障诊断循环判据。
判断为“是”:判断第4次实采数据>告警值×1.2。
判断为“是”:触发GSM和GPRS通讯发送告警信息,发送对应剩余电流动作保护器分离指令,剩余电流动作保护器接到指令跳闸,该低压出线回路停止供电,同时并将告警信息追加至Flash存储器故障隔离记录库中,同时对应通道号计数器清零,实采速度恢复10秒每个通道,退出故障诊断循环判据。
判断为“否”:计数器计数4次,实采速度维持4秒每个通道,并转入下一次实采数据判断。
判据26:第5次实采数据大于告警值。
判断为“否”:对应通道号计数器清零,实采速度恢复10秒每个通道,退出故障诊断循环判据。
判断为“是”:触发GSM和GPRS通讯发送告警信息,发送对应剩余电流动作保护器分离指令,剩余电流动作保护器接到指令跳闸,该低压出线回路停止供电,同时并将告警信息追加至Flash存储器故障隔离记录库中,同时对应通道号计数器清零,实采速度恢复10秒每个通道,退出故障诊断循环判据。
上述故障诊断告警和隔离程序具有以下优点:超告警值,是烧毁配电设备故障的告警信息,可能造成重大危害,所以该判据开头部分不放入条件约束才启动循环判据的执行。因此,本判据是采用5次实采数据对比,解决在实际采集过程中对数值上下小波动时重复跳闸和合闸动作,避免客户家用电器通失电过程中的损坏,同时解决低压配电柜停送过于频繁,造成启动时产生高电流损坏配电设备。
如图3所示,故障点自愈程序如下:
判据31:提取Flash存储器当日故障隔离记录库中,对应通道编号最后一条故障隔离记录,判断该记录的自愈失败栏为空,并且同时满足恢复送电时间栏为空。
判断为“否”:该故障无法自动恢复送电。
判断为“是”:对应通道号计数器清0,实采速度维持10秒每个通道,并转入判据32进入循环执行。
判据32:实采数据<告警值×0.5。
判断为“是”:无线低压配电柜数据收集终端发送闭合剩余电流动作保护器指令,剩余电流动作保护器合闸,恢复对应编号的低压回路供电。并将送电成功信息存入Flash存储器当日故障隔离记录库中,对应通道编号最后一条故障隔离记录,并在恢复送电时间栏填入恢复送电时间,同时计数器清零。
判断为“否”:对应通道号计数器计数1次,实采速度维持10秒每个通道,并转入下一次实采数据判断。
判据33:第1次实采数据<告警值×0.5。
判断为“是”:无线低压配电柜数据收集终端发送闭合剩余电流动作保护器指令,剩余电流动作保护器合闸,恢复对应编号的低压回路供电。并将送电成功信息存入Flash存储器当日故障隔离记录库中,对应通道编号最后一条故障隔离记录,在恢复送电时间栏填入恢复送电时间,同时计数清零。
判断为“否”:进入判据34
判据34:第1次实采数据<告警值×0.7。
判断为“是”:无线低压配电柜数据收集终端发送闭合剩余电流动作保护器指令,剩余电流动作保护器合闸,恢复对应编号的低压回路供电。并将送电成功信息存入Flash存储器当日故障隔离记录库中,对应通道编号最后一条故障隔离记录,在恢复送电时间栏填入试送电时间,并进入判据35。
判断为“否”:计数器计数2次,实采速度维持10秒每个通道,并转入判据32循环执行,当计数器计数15次,自动终止循环判据,触发GSM和GPRS通讯发送“××村××公变×××故障点自愈失败,尽快现场处理”告警信息,同时将告警信息存入Flash存储器当日故障隔离记录库中,对应通道编号最后一条故障隔离记录,并在自愈失败栏填入终止执行时间,计数器清零。
判据35:第2次实采数据>告警值。
判断为“是”:触发GSM和GPRS通讯发送试送失败告警信息,并立即发送对应剩余电流动作保护器立即分离指令,并将试送失败告警信息存入Flash存储器故障隔离记录库中对应故障隔离记录,并在自愈失败栏填入试送失败时间,计数器清零,自动终止循环判据,触发GSM和GPRS通讯发送“××村××公变×××故障点自愈失败,尽快现场处理”告警信息。
判断为“否”:计数器计数3次,实采速度维持10秒每个通道,并转入判据32循环执行,当计数器计数15次,自动终止循环判据执行,触发GSM和GPRS通讯发送“××村××公变×××故障点自愈失败,尽快现场处理”告警信息,同时将告警信息存入Flash存储器当日故障隔离记录库中,对应通道编号最后一条故障隔离记录,并在自愈失败栏填入终止执行判剧时间,计数器清零。
上述故障点自愈程序的优点有如下几点(以出线电缆温度监测为例):
1、通过提取Flash存储器中对应通道最后一条故障隔离记录的“自愈失败栏”和“恢复送电时间”判断,避免装置发送重复送电指令,同时记录对应通道号和记录编号,便于故障点自愈程序针对已采取故障隔离措施的记录进行执行。
2、实采数据在预设告警值以上,且在告警值以下时,通过判据34实现试送电一次,帮助运维人员远程判断是否是因短时间负荷过高造成故障出现现象,该方法自愈成功可以达到40%左右。
3、通过计数方法,可以避免实采数据低于告警值时的,盲目送电和频繁动作,达到保护低压配电设备和客户家用电器的安全用电。
4、循环判据执行,避免程序容量,这对减轻控制器负担有较好的帮助,使控制器在处理实采数据能力得到大幅提高。
5、该判据在执行过程中,不管是短时间的故障现象,如电缆线铜接头或铜接头与熔断器连接部螺栓松动、电击和锈蚀引起的发热都能实现短暂恢复送电,在运维人员赶到现场处理前帮助客户解燃眉之急。