CN104501873B - 一种环网柜的集成信息监控系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种环网柜的集成信息监控系统，该集成信息监控系统应用于电力系统的环网柜，包括数据采集装置和数据处理装置。数据采集装置用于采集环网柜的配电回路的电参数和环网柜内的环境参数，数据处理装置用于对电参数和环境参数进行分析处理，当电参数与早期故障模型相匹配或环境参数与放电故障模型相匹配时及时发出报警信息，运维人员即可以根据该报警信息及时确定故障点和故障详情，而无需逐个排查，检修时间相应缩短，从而能够节省大量人力物力。
Description
技术领域
本申请涉及输配电技术领域，更具体地说，涉及一种环网柜的集成信息监控系统。
背景技术
目前，环网柜作为电力系统中线路开合、电力设备控制和保护的重要设备，在发电、输电和配电的各环节中被广泛运用，环网柜的安全运行直接影响用户供电的可靠性。
环网柜是典型的高电压设备，其中的电气设备将不可避免的处于强电磁噪声的环境下工作，对于其可靠性和稳定性都有很高的要求，并且，在发生故障时必须及时被检测出来，以便运维人员及时作出反应，以保证故障点得到及时的维修。传统的安全检测手段是定期巡检，若突发故障，只能在故障发生后使用人力逐个排查。这种方式需要耗费大量人力，检修时间也较长，造成大量的人力物力损失，给停电区域带来极大的不便。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种环网柜的集成信息监控系统，用于对环网柜的故障进行实时监测。
为了实现上述目的，现提出的方案如下：
一种环网柜的集成信息监控系统，应用于电力系统的环网柜，包括：
用于接收所述监测仪表所输出的电参数和环境参数的数据采集装置，设置有多个用于连接所述环网柜内的监测仪表的信号输出端的数据采集端口；
信号输入端与所述数据采集端口的信号输出端相连接的数据处理装置，用于对所述电参数和环境参数进行分析处理，当所述电参数与预设的早期故障模型相匹配或所述环境参数与预设的放电故障模型相匹配时发出报警信息。
优选的，所述电参数包括反映所述环网柜内配电回路的电压的电压参数和/或反映所述配电回路的电流的电流参数；
所述环境参数包括反映所述环网柜内温度的温度参数和/或反映所述环网柜内湿度的湿度参数。
优选的，所述温度参数包括电缆接头温度参数和/或母排温度参数。
优选的，还包括：
信号输入端与所述数据处理装置相连接的存储装置，用于存储所述电参数和/或所述环境参数。
优选的，还包括：
与所述数据处理装置相连接的人机交互装置，用于显示所述电参数、环境参数、历史数据曲线、所述环网柜的运行状态和/或报警信息。
优选的，所述报警信息包括早期故障报警信息和/或放电故障报警信息；所述数据处理装置包括：
早期故障检测模块，用于当所述电参数与所述早期故障模型相匹配时发出所述早期故障报警信息；
放电故障检测模块，用于当所述环境参数与所述放电故障模型相匹配时发出所属放电故障报警信息。
优选的，所述早期故障检测模块包括：
电流特征计算单元，用于对所述电参数进行多尺度小波变换，得到不同频段的电流特征；
暂态判定单元，利用复合判据对所述电流特征进行判断，当暂态过程发生时确定所述电流特征的扰动电流；
故障识别单元，用于计算所述扰动电流的时频特征向量，根据灰色关联分析所述时频特征向量与单相接地短路参考向量的关联度，根据所述关联度识别早期故障。
优选的，所述单相接地短路参考向量包括：
半周波单相接地短路参考向量或多周波单相接地短路参考向量。
优选的，所述放电故障检测模块包括：
特征量处理单元，用于对所述环境参数进行改进的拉普拉斯分值法进行处理，得到所述环境参数的特征量；
马氏距离计算单元，用于对所述特征量进行标准化处理，然后计算所述特征量的马氏距离；
故障判定单元，用于对所述马氏距离与预设的阀值进行比较，当所述马氏距离超过所述阀值时判定出现放电故障。
优选的，所述放电故障包括柜内绝缘故障或柜内电弧故障。
从上述技术方案可以看出，本申请提供了一种环网柜的集成信息监控系统，该集成信息监控系统应用于电力系统的环网柜，包括数据采集装置和数据处理装置。数据采集装置用于采集环网柜的配电回路的电参数和环网柜内的环境参数，数据处理装置用于对电参数和环境参数进行分析处理，当电参数与早期故障模型相匹配或环境参数与放电故障模型相匹配时及时发出报警信息，运维人员即可以根据该报警信息及时确定故障点和故障详情，而无需逐个排查，检修时间相应缩短，从而能够节省大量人力物力。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种环网柜的集成信息监控系统的结构图；
图2为本申请另一实施例提供的一种环网柜的集成信息监控系统的结构图；
图3为本申请另一实施例提供的一种环网柜的集成信息监控系统的结构图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
一般来说，环网柜内设置有多种用于获取环网柜内的参数的监测仪表，而利用这些监测仪表所获取的参数就成为实现对环网柜的故障进行实时监测的可行方案。为此特提供以下实施例。
实施例一
图1为本申请实施例提供的一种环网柜的集成信息监控系统的结构图。
如图1所示，本实施例提供的集成信息监控系统应用于电力系统的环网柜，包括数据采集装置10和数据处理装置20。数据采集装置10的信号输出端与数据处理装置20的信号输入端相连接。
数据采集装置10设置有多个数据采集端口11，分别用于连接环网柜内的监测仪表的信号输出端，以接收监测仪表输出的环网柜内的配电回路的电参数和环网柜内的环境参数。电参数包括反映环网柜内配电回路的电压的电压参数和反映该配电回路的电流的电流参数；环境参数包括反映环网柜内温度的温度参数和反映环网柜内湿度的湿度参数，该温度参数包括电缆接头温度参数和母排温度参数。
数据处理装置20用于从数据采集装置10的信号输出端接收其获取的电参数和环境参数，并对电参数和环境参数进行分析处理，其内设有早期故障模型和放电故障模型，当电参数与该早期故障模型相匹配或环境参数与放电故障模型相匹配时发出报警信息。
从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种环网柜的集成信息监控系统，该集成信息监控系统应用于电力系统的环网柜，包括数据采集装置和数据处理装置。数据采集装置用于采集环网柜的配电回路的电参数和环网柜内的环境参数，数据处理装置用于对电参数和环境参数进行分析处理，当电参数与早期故障模型相匹配或环境参数与放电故障模型相匹配时及时发出报警信息，运维人员即可以根据该报警信息及时确定故障点和故障详情，而无需逐个排查，检修时间相应缩短，从而能够节省大量人力物力。
本实施例的数据处理装置20包括用于判断早期故障的早期故障检测模块21和用于判断放电故障的放电故障检测模块22。
早期故障检测模块21包括电流特征计算单元、暂态判定单元和故障识别单元。电力特征计算单元用于对配电回路的电参数进行多尺度小波变换，从而得到不同频段的电流特征；暂态判定单元用于利用复合判据对该电流特征进行判断，以判断暂态是否发生；故障识别单元用于当暂态发生时计算该电流特征的时频特征向量，根据灰色关联分析该时频特征向量与单相接地短路参考向量的关联度，当关联度达到预设程度时判定配电网络发生了早期故障，并输出反应该早期故障的早期故障信息。该单相接地短路参考向量为半周波单相接地短路参考向量或多周波单相接地短路参考向量。
放电故障检测模块22包括特征量处理单元、马氏距离计算单元和故障判定单元。特征量处理单元用于对环境参数进行改进的拉普拉斯分值法进行处理，得到该环境参数的特征量；马氏距离计算单元用于对该特征量进行标准化处理，然后计算标准化后的特征量的马氏距离；故障判定单元用于对得到的马氏距离与预设的阀值进行比较，当马氏距离超过阀值阀值时判定出现放电故障。放电故障包括柜内绝缘故障或柜内电弧故障。
该阀值通过以下方法获得：首先获取已知故障样本数据的特征量，对该特征量进行标准化处理，然后计算该特征量的马氏距离，根据实践经验截取一定的马氏距离作为该阀值。
实施例二
图2为本申请另一实施例提供的一种环网柜的集成信息监控系统的结构图。
如图2所示，本实施例提供的集成信息监控系统是在上一实施例的基础上增设了存储装置30，该存储装置与数据处理装置20相连接。
该存储装置30用于存储数据采集装置30获取的电参数和/或环境参数。
实施例三
图3为本申请又一实施例提供的一种环网柜的集成信息监控系统的结构图。
如图3所示，本实施例提供的集成信息监控系统是在上一实施例的基础上增设了人机交互装置40，该人机交互装置40与数据处理装置20相连接，用于显示电参数、环境参数、历史数据曲线、环网柜的运行状态和/或报警信息。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种环网柜的集成信息监控系统，应用于电力系统的环网柜，其特征在于，包括：
用于接收监测仪表所输出的电参数和环境参数的数据采集装置，设置有多个用于连接所述环网柜内的监测仪表的信号输出端的数据采集端口；
信号输入端与所述数据采集端口的信号输出端相连接的数据处理装置，用于对所述电参数和环境参数进行分析处理，当所述电参数与预设的早期故障模型相匹配或所述环境参数与预设的放电故障模型相匹配时发出报警信息；
其中，所述报警信息包括早期故障报警信息和/或放电故障报警信息；所述数据处理装置包括早期故障检测模块和放电故障检测模块，所述早期故障检测模块用于当所述电参数与所述早期故障模型相匹配时发出所述早期故障报警信息，所述放电故障检测模块用于当所述环境参数与所述放电故障模型相匹配时发出所述放电故障报警信息；
所述早期故障检测模块包括：
电流特征计算单元，用于对所述电参数进行多尺度小波变换，得到不同频段的电流特征；
暂态判定单元，利用复合判据对所述电流特征进行判断，当暂态过程发生时确定所述电流特征的扰动电流；
故障识别单元，用于计算所述扰动电流的时频特征向量，根据灰色关联分析所述时频特征向量与单相接地短路参考向量的关联度，根据所述关联度识别早期故障。
2.如权利要求1所述的集成信息监控系统，其特征在于，所述电参数包括反映所述环网柜内配电回路的电压的电压参数和/或反映所述配电回路的电流的电流参数；
所述环境参数包括反映所述环网柜内温度的温度参数和/或反映所述环网柜内湿度的湿度参数。
3.如权利要求2所述的集成信息监控系统，其特征在于，所述温度参数包括电缆接头温度参数和/或母排温度参数。
4.如权利要求1所述的集成信息监控系统，其特征在于，还包括：
信号输入端与所述数据处理装置相连接的存储装置，用于存储所述电参数和/或所述环境参数。
5.如权利要求1所述的集成信息监控系统，其特征在于，还包括：
与所述数据处理装置相连接的人机交互装置，用于显示所述电参数、环境参数、历史数据曲线、所述环网柜的运行状态和/或报警信息。
6.如权利要求1所述的集成信息监控系统，其特征在于，所述单相接地短路参考向量包括：
半周波单相接地短路参考向量或多周波单相接地短路参考向量。
7.如权利要求1所述的集成信息监控系统，其特征在于，所述放电故障检测模块包括：
特征量处理单元，用于采用改进的拉普拉斯分值法对所述环境参数进行处理，得到所述环境参数的特征量；
马氏距离计算单元，用于对所述特征量进行标准化处理，然后计算所述特征量的马氏距离；
故障判定单元，用于对所述马氏距离与预设的阀值进行比较，当所述马氏距离超过所述阀值时判定出现放电故障。
8.如权利要求7所述的集成信息监控系统，其特征在于，所述放电故障包括柜内绝缘故障或柜内电弧故障。
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