CN107124291A - 一种基于大数据的调控设备监控分析系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于大数据的调控设备监控分析系统及方法，基于大数据的调控设备监控分析系统包括变电站设备运行大数据分析系统与高压隔离开关开合状态远程监测装置；所述变电站设备运行大数据分析系统包括设备台账履历信息模块、数据辨识模块、监控大数据分析应用模块。本发明可以实现监控系统、OMS系统、气象系统、操作票系统等相关设备信息集中接入，解决了不同的设备相关信息离散存储的问题，通过规范数据源端，将设备监控信息事后分析向事前评估、事中预判及处理转变，同时通过D5000监控信号与OMS系统的设备关联，利用大数据分析技术手段，大幅度提高监控信息分析智能化水平，为集中监控运行提供更加有效和实用性的技术支撑。

Description

一种基于大数据的调控设备监控分析系统及方法

技术领域

本发明涉及电网调控设备监控技术领域，具体涉及一种基于大数据的调控设备监控分析系统及方法。

背景技术

大运行实施后，调控中心负责无人值守变电的集中监控，变电站监控信息均应按无人值守变电站技术要求及国网监控信息规范要求上传到调控中心监控系统，监控信息量巨大，例如上海公司市调负责集中监控上海电网一百多座220千伏及以上变电站。传统的监控信号统计与分析工作主要依靠专责对电网历史及当前电网运行情况的熟悉程度和工作经验，缺乏科学和可量化的数据进行参考，没有可靠的技术辅助手段实现智能化分析。其次由于接入监控信号设备的日益复杂，监控信息的种类越来越多，传统的监控信息管理模式面临诸多限制，已不能够适应当前特大城市电网集中监控的要求，因此急需在变电站侧规范监控数据接口及服务，开展基于大数据技术的变电站设备监控数据应用基础研究，实现监控信号的规范化、标准化管理，充分利用监控信息大数据的优势，做好事前评估、事中预判及处理，以适应现代大电网调控一体化管理工作的需要。

同时，高压隔离开关主要用于高压线路无负载环节，以及对被检修的高压母线、断路器等电器设备与带电高压线路的电气隔离，是高压电力系统中使用范围最为广泛的高压开关设备。高压隔离开关是唯一完全暴露在大气环境中工作的设备，也是受环境气候条件影响最直接的设备，因此更容易产生机械和电气方面的故障。高压隔离开关包括底座、传动机构、绝缘机构、导电机构，以及电动操作机构。但是目前的高压隔离开关由于制造、安装、使用环境以及运行维护等原因，高压隔离开关经常存在导流部分过热、传动机构卡涩、拒动、操作瓷瓶断裂等缺陷，严重影响电网系统安全稳定运行。我国电网设备全面实施状态检修以来，对高压隔离开关状态检测手段进行了一系列研究，如利用红外测温技术及时发现导流部分过热缺陷，采用绝缘子超声波探伤技术检测操作瓷瓶内部缺陷。但对于高压隔离开关机械方面存在的缺陷，如操作卡涩、拒动等，目前尚无有效的监测和评估手段，只能在设备定期检修时通过人工手动分合闸开关来发现，导致上述缺陷无法及时发现。在目前国内大部分变电站采用无人值守集控运行模式下，当通过集控中心远程控制高压隔离开关电动分闸或合闸操作时，由于现场无有效监测及预警手段，隔离开关机械缺陷无法及时发现，当缺陷设备强制电动操作时可能导致操作瓷瓶断裂等严重故障，造成电网大面积停电事故。

有鉴于此，特提出本发明一种基于大数据的调控设备监控分析系统及方法。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此本发明提供了一种基于大数据的调控设备监控分析系统及方法，基于大数据的调控设备监控分析系统包括变电站设备运行大数据分析系统与高压隔离开关开合状态远程监测装置；所述变电站设备运行大数据分析系统包括设备台账履历信息模块、数据辨识模块、监控大数据分析应用模块。

优选的，所述设备台账履历信息模块用于建立设备台账履历信息，规范化、标准化接入监控信息数据源；通过对集中监控变电站设备的监控信息进行规范化梳理，建立监控信息、设备缺陷、天气情况智能化分析模型，实现对变电站集中监控告警、输变电在线监测告警等告警信息的汇聚及分类管理，通过建立设备台账履历信息，规范化、标准化接入监控信息数据源，提升监控信息大数据分析能力；

所述数据辨识模块用于建立系统数据辨识，实现系统各功能模块进行数据分析时的预处理，提升变电站遥测量、状态量数据质量有效性的分析辨识能力，提高大数据分析基础的数据质量；

所述监控大数据分析应用模块利用大数据分析技术，实现监控大数据分析应用，涵盖生产运行全过程的设备运行健康水平监视，进一步明确设备告警信息对设备运行状态的影响，提升对特高压互联电网灾难性突发事件进行科学预测和危险性评估的能力，包括设备运行状态评估、设备状态趋势预测、设备状态转换识别、多维分析应用。

优选的，所述高压隔离开关开合状态远程监测装置包括感应装置和远程服务器，所述感应装置监测高压隔离开关传动机构的动作信号，并将该信号传输至所述远程服务器中，所述远程服务器接该动作信号，并根据该动作信号显示高压隔离开关的开合状态。

优选的，所述感应装置包括接近开关、电动操作机构，所述接近开关设置在高压隔离开关的底座上，并与高压隔离开关的传动机构相连，所述电动操作机构固定在底座的下方用于控制高压隔离开关的开/合，并接收所述接近开关的动作信号，所述远程服务器接收所述电动操作机构传输进来的高压隔离开关的开合状态信号，并显示高压隔离开关的开合状态。

优选的，所述接近开关包括固定在底座上的固定块、设置在固定块上并由传动机构带动而相对于固定块移动的限位块、固定在底座上的信号接收模块；所述信号接收模块设有传感器；所述限位块上设有用于与所述传感器相的接受器。

优选的，所述限位块上套有回位弹簧。

优选的，所述感应装置包括安装于隔离开关位置的激光感应器，所述激光感应器包括激光发射器、激光反射镜及激光感应器；所述激光发射器和激光感应器成对固定安装在隔离开关下方的梯形架上，激光反射镜安装于隔离开关的开关臂上，且在开关臂闭合时激光反射镜正好位于梯形架顶部对应的激光发射器和激光感应器正中的位置。

优选的，所述远程服务器包括壳体和PCB板，所述PCB板的第一面安装有电子元件，第二面的上方设置有冷却管路，该冷却管路与冷却用气体发生装置连通，电动阀门设置在所述冷却管路上，电动阀门的开口朝向所述电子元件并使得喷出的冷却气流正对电子元件；电动阀门的开口处还设有垂直于冷却气流的阀板，阀板一端抵靠在弹簧上，另一端连接在电动阀门的开口上；所述弹簧套设在滑动轴上，滑动轴一端与阀板固定连接，另一端固定在弹簧支架上，该弹簧支架与冷却管路固定连接；所述阀板还固定连接有线圈安装体，该线圈安装体上设置有线圈，该线圈位于磁场中并串联于PCB板的电路回路中；当电路回路中的线圈不通电时，弹簧挤压阀板使得该电动阀门的开口为常闭状态，当电路回路中的线圈通电时，带电线圈在洛仑兹力的作用下推动阀板挤压弹簧，使得电动阀门的开口被打开，冷却气流喷出；当电路回路的功率越大时，线圈中的电流越大，线圈受到的洛仑兹力也越大，从而增加阀板对弹簧的挤压幅度，提高开口出风量。

一种基于大数据的调控设备监控分析方法，包括以下步骤：

a、实时检测高压隔离开关传动机构的动作信号；

b、根据该动作信号分析得出高压隔离开关的开合状态；

c、显示高压隔离开关的开合状态。

本发明可以实现监控系统、OMS系统、气象系统、操作票系统等相关设备信息集中接入，解决了不同的设备相关信息离散存储的问题，通过规范数据源端，将设备监控信息事后分析向事前评估、事中预判及处理转变，同时通过D5000监控信号与OMS系统的设备关联，利用大数据分析技术手段，大幅度提高监控信息分析智能化水平，为集中监控运行提供更加有效和实用性的技术支撑。

本发明的一些附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本发明总体结构示意图；

图2为本发明实施例一的结构示意图（一）；

图3为本发明实施例一的结构示意图（二）；

图4为本发明实施例二的结构示意图；

图5为本发明实施例三的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

国调设备监控专业“十三五”规划明确提出了开展设备运行大数据分析的要求，为力争整合现有信息化资源，与目前运行的OMS系统、监控信息系统相互搭接，形成无缝连接的统一管理平台，通过建立基于监控数据的变电站设备运行大数据分析基础，建设面向电网监控业务的智能告警功能，提高故障分析的智能化水平，提升电网整体的专业管理水平和技术管理水平，建立一套具备通用性、扩展性的基于监控数据的基于大数据的调控设备监控分析系统，基于大数据的调控设备监控分析系统包括变电站设备运行大数据分析系统与高压隔离开关开合状态远程监测装置。

通过本发明的实施，可以规范变电站设备运行监控数据存储、分析和可视化展示，建立变电站设备监控数据管理及分析机制，来提高变电站设备运行大数据分析的效率和质量，提高设备状态评估和预测的准确性，通过预警预判,提高对设备运行状态的认知，可有效开展设备消缺与检修，同时电网N-1分析将更具有针对性，可有效配置系统备用和通过方式调整，保障设备、电网运行安全，确保调控一体安全高效运作，降低设备事故、电网事故的概率及发生的后果，为电力公司带来巨大的经济效益和社会效益。

国内外研究水平综述；与项目研究内容紧密相关的技术发展历史的简要回顾：目前，各网省公司调控中心已经在三区实现准实时获取D5000的五类监控信号，通过数据加工以及数据挖掘技术，统计出各类信号的日频发信号、月频发信号以及厂站频发信号。通过研究多发异常、历史典型事故的缺陷报告，寻找各类异常、事故的特征、过程和处理的异同点及内在规律，对设备缺陷的高发地区进行分析，对五类告警信号的多发地区进行分析，从而提前减低事故发生可能性或者有针对性做好预警措施。当前的监控信息分析主要着重于事后分析，重点关注监控信号频发，尚未实现监控信号与D5000系统的设备关联，没有充分利用监控信息大数据的优势，做好事前评估、事中预判及处理，智能化水平有待提高；同时监控信号的规范化、标准化有待加强；此外监控信息未实现与电网实时运行信息关联，在评估判断电网事故及异常时，需要多系统多页面进行调阅，难以满足调度对电网的实时控制能力和事故处理水平日益提高的监控分析需求。国内外研究水平的现状和发展趋势：国调设备监控专业“十三五”规划明确提出了开展设备运行大数据分析的要求，国内大多数网省公司仅完成监控信息规范化梳理、监控信息表编制等工作，当前的监控信息分析没有充分利用监控信息大数据的优势，做好事前评估、事中预判及处理，智能化水平有待提高。因此，基于监控数据的变电站设备运行大数据分析系统的研究开发，有助于解决上述问题，为集中监控运行提供更加有效和实用性的支持。

本发明的原理简述；

1)建立设备台账履历信息，规范化、标准化接入监控信息数据源。通过对集中监控变电站设备的监控信息进行规范化梳理，建立监控信息、设备缺陷、天气情况智能化分析模型，实现对变电站集中监控告警、输变电在线监测告警等告警信息的汇聚及分类管理，通过建立设备台账履历信息，规范化、标准化接入监控信息数据源，提升监控信息大数据分析能力。

2)建立系统数据辨识，实现系统各功能模块进行数据分析时的预处理，提升变电站遥测量、状态量数据质量有效性的分析辨识能力，提高大数据分析基础的数据质量。

3)利用大数据分析技术，实现监控大数据分析应用，涵盖生产运行全过程的设备运行健康水平监视，进一步明确设备告警信息对设备运行状态的影响，提升对特高压互联电网灾难性突发事件进行科学预测和危险性评估的能力。包括设备运行状态评估、设备状态趋势预测、设备状态转换识别、多维分析应用。

本发明的实践依据：

大数据平台主要采用目前比较流行的R或Mahout进行数据挖掘工作。其中，R是一套完整的数据处理、计算和制图软件系统，包括数据存储和处理系统、完整连贯的统计分析工具、统计制图功能、简便而强大的编程语言、可操纵数据的输入和输出等功能；而Mahout是一个机器学习和数据挖掘的分布式框架，用MapReduce实现了一些典型的数据挖掘算法，如聚类、分类、推荐过滤、频繁子项挖掘等，可以迅速、方便地开发和创建智能应用程序。由此，在针对电网大数据的特点，面向各种应用需求利用各类数据挖掘算法进行分析与预测，如采用K-menas或Fuzzy K-means聚类算法进行电网负荷预测，Logistic回归算法进行电网状态分析、KNN一类分类算法进行异常警告分析等。

本发明关键和难点包括以下几个方面：

（1）监控信息大数据分析基础研究，需要明确大数据分析数据接入源，针对海量不同类型的监控信息，如何进行完整、准确、及时的收集，实现对监控信息接入的及时性、完整性、数据质量、无效数据、伴生信息进行数据辨识，以支撑大数据分析相关要求。

（2）大数据分析算法的选择，数据挖掘算法有很多，不同挖掘算法又用很多不同的变种。不同的算法针对特定的需求及不同的数据集上表现的效果也不同。应根据监控信息分析的特点，建立大数据分析结果的评价机制，选择出评价算法结果最好的几种算法。同时研究针对不同算法设置不同指标对分析结果进行评价，实现按照评价结果动态修正分析预设参数及人工干预参数设置的结果。

（3）可视化展示。研究基于大数据技术的变电站设备监控数据可视化表达方法与交互式人机技术，找到适合监控信息大数据分析结果直观、形象地图形化展示方式，才能帮助监控员和监控分析师敏锐监视电网状态并快速发现电网的风险。

本发明研究包括：

1)适用于大数据分析的调控系统数据源统一建模技术研究

（1）支撑调控系统大数据分析的数据源类别、数据特征及分布特点研究；

基于大数据技术，研究来自于智能变电站端设备监控历史数据、智能电网调度控制系统EMS设备监控运行数据及故障告警历史数据、从OMS取得的PMS设备缺陷及维护历史数据的数据源类别、数据特征及分布特点。

（2）调控系统调度数据、设备监控数据、外部气象信息、设备管理数据的统一建模技术研究；

为满足大数据分析要求，监控数据模型应为物理连接模型，从监控系统中获取，采用二维表方式存储，应包含区域、厂站、电压等级、间隔、断路器、刀闸、母线、交流线段、负荷、变压器、变压器绕组、遥测、遥信、保护信号等对象，其中各参数单位采用有名值，电压、有功、无功的单位分别为kV、MW、MVar。

（3）支撑调控系统设备监控大数据分析的数据源模糊匹配、数据清理及关联性分析方法研究。

通过监控数据标准化建模，系统以设备为中心、建立与D5000、OMS、GIS、视频系统的关联关系，以时间为主线、建立与气象系统、雷电监测系统的关联关系。

以设备为中心，采用间隔定位主设备方式，建立D5000遥测、遥信、遥控、保护信号、告警信息与断路器、刀闸、母线等设备的关联关系，并且通过设备ID检索OMS检修信息、故障信息、缺陷信息、操作信息。

以时间为主线，由D5000遥测、遥信、遥控、保护信息、告警信息检索OMS设备检修信息、故障信息、缺陷信息、操作信息等，以及对应的视频数据和气象数据，实现基于监控数据的各系统信息共享。

2)基于大数据技术的电网设备监控关键技术研究主要研究内容

（1）基于大数据技术，研究基于调控运行系统历史数据和调度管理系统设备家族信息、故障维护信息的分析挖掘技术，研究设备缺陷的分析评估技术；

（2）研究基于大数据技术的变电站设备运行状态趋势量化分析技术，结合告警信息、在线监测数据、及设备家族信息，构建基于调控大数据技术的智能决策专家库，分析评估变压器、容抗器、开关等设备的运行状态和发生故障可能性；

（3）研究基于大数据技术的输电线路运行状态分析评估技术， 结合告警信息、输电线路在线监测数据、外部气象数据等信息，结合线路地理信息和设计标准，评估其承载能力和发生故障可能性；

设备状态趋势预测。量测数据在电网正常运行过程中变化较小且有规律，属于平稳序列，则可以通过AR模型转换得到设备状态评估参数未来时刻的参数值，从而将预测的参数值代入设备状态评估模型可以得出设备状态的未来趋势。

设备状态转换识别。同一设备类型下不同设备待评估的时间点状态与异常及故障状态 距离的计算及比对功能，能够按照各设备待评估状态与异常或故障状态的距离远近进行排序。

设备运行状态评估。基于大数据分析算法的设备状态评估结合历史量测数据及实时量测数据进行分析评估，能够真实的反映被评估设备的即时状态。以软件替代人工的方式对设备各时刻的状态进行分析评估，并根据评估结果，能够实现设备正常状态、异常状态、故障状态的判定。

多维分析应用。多维分析应用由“维”（影响因素）和 “指标”（衡量因素）组成，建立能够支撑多维可视化分析所需的数据仓库模型，选择若干对决策活动有重要影响的因素，这些决策分析角度或出发点就构成了数据仓库逻辑结构中的多个维，数据的度量值构成了事实数据的组成部分，从而形成了多维分析模型的两个最基本的数据结构：事实表和维表，它们相结合能够提供解决所需业务问题的、清晰、自然的数据视图，以便于分析决策。

（4）研究基于多源数据的遥信辨识方法，通过对检修执行情况、事故跳闸、 AVC 遥控记录、人工遥控记录、交接班记录等多源数据的关联性分析和数据挖掘， 实现对电网开关刀闸遥信的准确辨识。

研究基于大数据技术设备监控专业数据（变压器、高压开关等）的设备运行状态量化趋势分析与预测，基于智能决策专家库的决策分析推送技术；

研究建立监控设备运行健康状态分析评价体系方法，实现对设备运行状态进行综合分析评价；

3)基于大数据的调控系统设备监控分析评估，研究设备状态、 外部环境等数据的可视化展示方法。

监控设备全景展示，基于图形实现设备监控规模的总体情况展示及分类汇总展示，包括具备集中监控变电站情况的地理图展示、重点监视设备、缺陷设备的地理图展示等。

监控设备信息展示。包括监控信息集中展示，例如五类告警集中展示、频发信号集中展示；监控设备缺陷展示，例如集中监控缺陷的可视化图表展示，设备缺陷与告警信息关联分析简报展示等。

电网运行状态展示，包括AVC运行情况展示、母线电压越限展示、调压异常展示等实时展示；重载主变的变电站、新投设备或大修后设备的负荷情况等热点展示 母线电压越限及线路、主变过载情况等趋势展示。

本发明的研究步骤

1)依托设备履历相关信息建立大数据分析模型，开展设备运行的实时状态分析和周期性分析，同时进一步对电网运行监控内容开展电网运行分析。

2)数据接入按照不同接入频度、接入方式将OMS系统、监控系统、其他系统（如气象信息、操作票系统等）等系统数据接入，实现系统。

3)通过系统数据辨识，实现系统各功能模块进行数据分析时的预处理，以实现发现数据源问题、排除无效信息的功能。

4)利用大数据分析技术，实现监控大数据分析应用，包括设备运行状态评估、设备状态趋势预测、设备状态转换识别、多维分析应用。

5)能够对设备分析数据，检修数据、缺陷数据进行深度挖掘，并能对设备监控业务、分析结果进行可视化展示。

1)通过建立数据模型，接入监控信息，同时完成系统数据辨识，构建大数据分析基础平台的研究,建立气象、缺陷、检修、监控信息的大数据分析抽象模型，实现对设备运行状态、设备健康状态的趋势分析目标；

2)通过开展监控信息的实时状态分析、周期性分析、数据关联分析相关算法和应用功能性研究，实现对设备分析数据，检修数据、缺陷数据进行深度挖掘，实现基于大数据的设备监控数据分析，提升监控数据分析效率的目标。

3)利用大数据分析技术，实现监控大数据分析应用，包括设备运行状态评估、设备状态趋势预测、设备状态转换识别、多维分析应用，同时完成对设备监控业务、分析结果可视化展示的研究，实现丰富监控信号分析师的信号分析手段，辅助监控员、信号分析员对监控设备运行的事前风险预警、事中趋势分析及事后分析评估的目标。

随着智能电网技术的发展，调控系统信息规模越来越庞大，数据类型也日益增多。在传统的电力、电量数据基础上，大量非电力、电量（如气象、热学、力学）和非结构化（如视频、图像、声音）的监测数据也加入到调控系统中。由于缺乏相应的数据分析手段，实际运行管理中存在着“数据海量，信息缺乏”的现象。本项目拟通过对气象信息、设备监测、电力电量等多源数据的建模，提出适应设备监控及评估的数据分析方法，运用数据挖掘技术，分析评价设备运行状态及发展趋势，提高调控系统设备监控技术水平， 提升对电网调控运行决策的支撑能力。

1)掌握设备监控信息的类别、数据特征及分布情况，提出适用于设备监控大数据分析的调控系统调度数据、设备监控数据、外部气象信息、设备管理数据的统一建模方法，实现多源数据的自动关联，支撑基于大数据的设备监控分析评估研究。

2)提出基于大数据分析的变压器、线路、开关、容抗器设备状态识别和发生故障的可能性评估方法，实现对电网设备的家族性缺陷分析和运行状态判定与趋势识别；提出基于多源数据的遥信辨识方法，提升调度系统遥信辨识水平。

如图1所示为本发明总体结构示意图。

本发明还提供了一种高压隔离开关开合状态远程监测装置。其具体技术方案如下：一种高压隔离开关开合状态远程监测装置，包括感应装置和远程服务器，所述感应装置监测高压隔离开关传动机构的动作信号，并将该信号传输至所述远程服务器中，所述远程服务器接该动作信号，并根据该动作信号显示高压隔离开关的开合状态。

根据本发明的一个示例，所述感应装置包括接近开关、电动操作机构，所述接近开关设置在高压隔离开关的底座上，并与高压隔离开关的传动机构相连，所述电动操作机构固定在底座的下方用于控制高压隔离开关的开/合，并接收所述接近开关的动作信号，所述远程服务器接收所述电动操作机构传输进来的高压隔离开关的开合状态信号，并显示高压隔离开关的开合状态。

根据本发明的一个示例，所述接近开关包括固定在底座上的固定块、设置在固定块上并由传动机构带动而相对于固定块移动的限位块、固定在底座上的信号接收模块；所述信号接收模块设有传感器；所述限位块上设有用于与所述传感器相的接受器。

根据本发明的一个示例，所述限位块上套有回位弹簧。

根据本发明的一个示例，所述感应装置包括安装于隔离开关位置的激光感应器，所述激光感应器包括激光发射器、激光反射镜及激光感应器；所述激光发射器和激光感应器成对固定安装在隔离开关下方的梯形架上，激光反射镜安装于隔离开关的开关臂上，且在开关臂闭合时激光反射镜正好位于梯形架顶部对应的激光发射器和激光感应器正中的位置。

申请人在研究过程中发现，现有技术中，远程服务器的降温多是采用在电器的侧壁开口，将外界的较冷空气引入或将电器壳体内较热空气排出的方式进行冷却，或者是将壳体整体进行冷却，使得从电子元件处受热的气体接触到壳体之后遇冷，将热量穿出，冷却后再回流到电子元件处。这种冷却方式中，需要对壳体内的气体流动进行整体布置，甚至电子元件的位置摆放也要受到冷却因素的制约。而且，关键是，采用这种方式，壳体内的温度无法降低得太低，冷却很多电子元件的气体就已经是进过其他电子元件加热过的气体了，例如，用七八十摄氏度的气体，去冷却那些温度为100摄氏度，是绝不可能将这些元件冷却到五六十摄氏度的，所以电子元件的工作温度也无法显著降低，这种冷却方式不仅使得整个装置的使用寿命较低，而且经常发生内部元件的发热和损坏，从而无法及时监测隔离开关的开合状态，隔离开关机械缺陷无法及时发现，容易发生安全事故。因此为了提高冷却效率，申请人做出以下改进：

根据本发明的一个示例，所述远程服务器包括壳体和PCB板，所述PCB板的第一面安装有电子元件，第二面的上方设置有冷却管路，该冷却管路与冷却用气体发生装置连通，电动阀门设置在所述冷却管路上，电动阀门的开口朝向所述电子元件并使得喷出的冷却气流正对电子元件；电动阀门的开口处还设有垂直于冷却气流的阀板，阀板一端抵靠在弹簧上，另一端连接在电动阀门的开口上；所述弹簧套设在滑动轴上，滑动轴一端与阀板固定连接，另一端固定在弹簧支架上，该弹簧支架与冷却管路固定连接；所述阀板还固定连接有线圈安装体，该线圈安装体上设置有线圈，该线圈位于磁场中并串联于PCB板的电路回路中；当电路回路中的线圈不通电时，弹簧挤压阀板使得该电动阀门的开口为常闭状态，当电路回路中的线圈通电时，带电线圈在洛仑兹力的作用下推动阀板挤压弹簧，使得电动阀门的开口被打开，冷却气流喷出；当电路回路的功率越大时，线圈中的电流越大，线圈受到的洛仑兹力也越大，从而增加阀板对弹簧的挤压幅度，提高开口出风量。当采用从外界引入的冷却用气体或冷却用气体发生装置所产生的气体，通过管路导入到发热的电子元件旁，可以利用温度更低的、并没有被其他的电子元件加热过的冷却用气体来对这些电子元件进行冷却，冷却效果更好，冷却速度更快，以利于实现将电子元件的温度维持在更低的水平上。而且，通过将线圈串联到电路板用以连接电子元件的线路中，当电子元件越需要散热，而其所产生的所有热功率，均来源于电功率，而电功率越大，其电流也就越大，所以线圈可以产生更大的作用力，以对抗弹簧所产生的弹力。当能够产生更大的弹力时，其弹性形变越大，使得电动阀门的开口越大，其所能通过的冷却用气体的流量也就越大，冷却能力越强。从而实现了对于不同工作温度的电子元件的不同冷却效果，或对于同一电子元件，在不同温度时的不同冷却效果，从而提高了冷却用气体输入装置或冷却用气体发生装置在导入相同数量冷却用气体时的工作效率，提高了冷却能力。优选的，所述冷却用气体发生装置中储存液氮。

本发明在现有技术的基础上增加了感应装置和远程终端，通过感应装置实时监测高压隔离开关传动机构的动作信号，并根据该动作信号分析得出高压隔离开关的开合状态，最后进行高压隔离开关的开合状态的显示，避免了现场无有效监测及预警手段，隔离开关机械缺陷无法及时发现，导致操作瓷瓶断裂等严重故障，造成电网大面积停电事故的问题。而且本发明还将远程服务终端进行改进，设计了冷却系统，提高冷却效率，进一步延长了整个装置的使用寿命。

另外，本发明还提供了一种应用上述技术方案的高压隔离开关开合状态远程监测方法，其包括以下步骤：a、实时检测高压隔离开关传动机构的动作信号；b、根据该动作信号分析得出高压隔离开关的开合状态；c、显示高压隔离开关的开合状态。

结合附图2和3所示，本实施例提供了一种高压隔离开关开合状态远程监测装置，包括感应装置和远程服务器，感应装置监测高压隔离开关传动机构的动作信号，并将该信号传输至远程服务器中，远程服务器接该动作信号，并根据该动作信号显示高压隔离开关的开合状态。

具体的，在本实施例中，感应装置包括接近开关100、电动操作机构（未示出），接近开关100设置在高压隔离开关的底座上，并与高压隔离开关的传动机构相连，电动操作机构固定在底座的下方用于控制高压隔离开关的开/合，并接收接近开关的动作信号，远程服务器接收电动操作机构传输进来的高压隔离开关的开合状态信号，并显示高压隔离开关的开合状态。更具体的，在本实施例中，接近开关包括固定在底座上的固定块110、设置在固定块110上并由传动机构带动而相对于固定块移动的限位块120、固定在底座上的信号接收模块130；信号接收模块130设有传感器；限位块120上设有用于与传感器相的接受器。优选的，在限位块120上套有回位弹簧140。以上技术方案的具体实现过程如下：人为启动电动操作机构的高压隔离开关闭合键后，电动操作机构控制输入轴顺时针转动，输入轴带动连杆机构转动。连杆机构转动过程中，法兰会触碰到限位块，并推动限位块移动，使感应体向感应头靠近，以使接近开关闭合，同时将高压隔离开关的闭合信号传递至电动操作机构，然后将该信号以无线或有线的传输方式传递至后端服务器。人为启动电动操作机构的高压隔离开关断开键后，输入轴及连杆机构反向转动，法兰200在转动过程中，会与限位块脱离，限位块在回位弹簧的作用下弹回原位，感应体与感应头分离，以使接近开关断开，同时将高压隔离开关的断开信号传递至电动操作机构，然后将该信号以无线或有线的传输方式传递至后端服务器。

具体的，在本实施例中，感应装置还可以是安装于隔离开关位置的激光感应器（未示出），激光感应器包括激光发射器、激光反射镜及激光感应器；激光发射器和激光感应器成对固定安装在隔离开关下方的梯形架上，激光反射镜安装于隔离开关的开关臂上，且在开关臂闭合时激光反射镜正好位于梯形架顶部对应的激光发射器和激光感应器正中的位置。上述技术方案运用激光感应技术，精准监测高压线路隔离开关的开关臂的闭合和全开状态，解决了隔离开关开合状态的可靠监测问题，实现了隔离开关状态的远程自动化识别，大大提高了高压线路维护的效率。当开关臂处于特定位置时，将激光发射器射来的激光线束反射到激光感应器的光敏面，以此来判定隔离开关的打开状态。

实施例二

结合附图4所示，在上述实施例的基础上，申请人在研究过程中发现，远程服务器的工作状态和使用寿命直接影响了整个远程监测装置的使用，但是现有技术中，远程服务器的降温多是采用在电器的侧壁开口，将外界的较冷空气引入或将电器壳体内较热空气排出的方式进行冷却，或者是将壳体整体进行冷却，使得从电子元件处受热的气体接触到壳体之后遇冷，将热量穿出，冷却后再回流到电子元件处。这种冷却方式中，需要对壳体内的气体流动进行整体布置，甚至电子元件的位置摆放也要受到冷却因素的制约。而且，关键是，采用这种方式，壳体内的温度无法降低得太低，冷却很多电子元件的气体就已经是进过其他电子元件加热过的气体了，例如，用七八十摄氏度的气体，去冷却那些温度为100摄氏度，是绝不可能将这些元件冷却到五六十摄氏度的，所以电子元件的工作温度也无法显著降低，这种冷却方式不仅使得整个装置的使用寿命较低，而且经常发生内部元件的发热和损坏，从而无法及时监测隔离开关的开合状态，隔离开关机械缺陷无法及时发现，容易发生安全事故。因此为了提高冷却效率，申请人做出以下改进：

在本实施例中，远程服务器包括壳体1和PCB板2，PCB板2的第一面上安装有电子元件22，PCB板上设有用于电连接电子元件22的电子线路，电子线路上串联有电动阀门的线圈17，线圈17套设在与阀板15固定连接的线圈安装体21上，当线圈17发生移动时，线圈安装体21也会带动阀板15发生移动，线圈17设置在磁场中，磁场的方向在图中由表示，磁场可以由Ｕ形磁铁产生，磁场用于控制阀芯运动以改变电动阀门的开口大小，磁场中的磁感线垂直于线圈轴向，电动阀门的开口处设置有与阀板15连接的弹簧23，弹簧23套设在滑动轴14上，滑动轴14也与阀板15固定连接，弹簧23的另一端抵在固定安装在冷却管路13上的弹簧支架19上，弹簧23用于推动阀板15以关闭电动阀门的开口，电动阀门设置在冷却管路13上，电动阀门的出气口16设置方向为使得由开口喷出的气流朝向电子元件22喷出，冷却管路13位于PCB板2的第二面一侧，第二面为第一面的反面，冷却管路13与冷却用气体输入装置或冷却用气体发生装置连通。

其中冷却管路13的进气采用从壳体外进气的方式，具体说来，由冷却用气体进气装置进气，经过过滤装置12，再有冷却风扇11吹入到冷却管路13中。

当采用从外界引入的冷却用气体或冷却用气体发生装置所产生的气体，通过管路导入到发热的电子元件22旁，可以利用温度更低的、并没有被其他的电子元件22加热过的冷却用气体来对这些电子元件22进行冷却，冷却效果更好，冷却速度更快，以利于实现将电子元件22的温度维持在更低的水平上。而且，通过将线圈17串联到电路板用以连接电子元件22的线路中，当电子元件22越需要散热，而其所产生的所有热功率，均来源于电功率，而电功率越大，其电流也就越大，所以线圈17可以产生更大的作用力，带动线圈安装体21和阀板15向图中的右侧移动，以对抗弹簧23所产生的弹力。当能够产生更大的弹力时，其弹性形变越大，使得电动阀门的开口越大，其所能通过的冷却用气体的流量也就越大，冷却能力越强。从而实现了对于不同工作温度的电子元件22的不同冷却效果，或对于同一电子元件22，在不同温度时的不同冷却效果，从而提高了冷却用气体输入装置或冷却用气体发生装置在导入相同数量冷却用气体时的工作效率，提高了冷却能力。

需要说明的是图中的弹簧是螺旋压缩弹簧，该弹簧用于推动阀板，以使得出气口关闭，还可以替换为螺旋拉伸弹簧和扭转弹簧，本领域技术人员均可以根据本申请的构思无需创造性劳动直接实现这些技术方案；实施例2中采用的是通过进气的方式引入冷却用气体，实际上还可以利用液氮来产生冷却用的氮气，实现冷却，采用液氮的方式进行冷却，不但气体温度很低，冷却能力强，而且不会产生空气冷却中的灰尘污染到电子元件表面，降低电子元件散热能力的问题。

实施例三

结合附图5所示，在上述实施例的基础上，本发明还提供了一种应用以上实施例的高压隔离开关开合状态远程监测方法，其包括以下步骤：a、实时检测高压隔离开关传动机构的动作信号；b、根据该动作信号分析得出高压隔离开关的开合状态；c、显示高压隔离开关的开合状态。

综上所述，本发明在现有技术的基础上增加了感应装置和远程终端，通过感应装置实时监测高压隔离开关传动机构的动作信号，并根据该动作信号分析得出高压隔离开关的开合状态，最后进行高压隔离开关的开合状态的显示，避免了现场无有效监测及预警手段，隔离开关机械缺陷无法及时发现，导致操作瓷瓶断裂等严重故障，造成电网大面积停电事故的问题。而且本发明还将远程服务终端进行改进，设计了冷却系统，提高冷却效率，进一步延长了整个装置的使用寿命。

需要说明的是，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征 “上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种基于大数据的调控设备监控分析系统，其特征在于，包括变电站设备运行大数据分析系统与高压隔离开关开合状态远程监测装置；所述变电站设备运行大数据分析系统包括设备台账履历信息模块、数据辨识模块、监控大数据分析应用模块；

所述设备台账履历信息模块用于建立设备台账履历信息，接入监控信息数据源；通过对集中监控变电站设备的监控信息进行规范化梳理，建立监控信息、设备缺陷、天气情况智能化分析模型；

所述数据辨识模块用于建立系统数据辨识，实现系统各功能模块进行数据分析时的预处理；

所述监控大数据分析应用模块利用大数据分析技术，实现监控大数据分析应用，涵盖生产运行全过程的设备运行健康水平监视，明确设备告警信息对设备运行状态的影响。

2.根据权利要求1所述的基于大数据的调控设备监控分析系统，其特征在于：所述高压隔离开关开合状态远程监测装置包括感应装置和远程服务器，所述感应装置监测高压隔离开关传动机构的动作信号，并将该信号传输至所述远程服务器中，所述远程服务器接该动作信号，并根据该动作信号显示高压隔离开关的开合状态。

3.根据权利要求2所述的基于大数据的调控设备监控分析系统，其特征在于：所述感应装置包括接近开关、电动操作机构，所述接近开关设置在高压隔离开关的底座上，并与高压隔离开关的传动机构相连，所述电动操作机构固定在底座的下方用于控制高压隔离开关的开/合，并接收所述接近开关的动作信号，所述远程服务器接收所述电动操作机构传输进来的高压隔离开关的开合状态信号，并显示高压隔离开关的开合状态。

4.根据权利要求3所述的基于大数据的调控设备监控分析系统，其特征在于：所述接近开关包括固定在底座上的固定块、设置在固定块上并由传动机构带动而相对于固定块移动的限位块、固定在底座上的信号接收模块；所述信号接收模块设有传感器；所述限位块上设有用于与所述传感器相的接受器。

5.根据权利要求4所述的基于大数据的调控设备监控分析系统，其特征在于：所述限位块上套有回位弹簧。

6.根据权利要求2所述的基于大数据的调控设备监控分析系统，其特征在于：所述感应装置包括安装于隔离开关位置的激光感应器，所述激光感应器包括激光发射器、激光反射镜及激光感应器；所述激光发射器和激光感应器成对固定安装在隔离开关下方的梯形架上，激光反射镜安装于隔离开关的开关臂上，且在开关臂闭合时激光反射镜正好位于梯形架顶部对应的激光发射器和激光感应器正中的位置。

7.根据权利要求3-6任一项所述的基于大数据的调控设备监控分析系统，其特征在于，所述远程服务器包括壳体和PCB板，所述PCB板的第一面安装有电子元件，第二面的上方设置有冷却管路，该冷却管路与冷却用气体发生装置连通，电动阀门设置在所述冷却管路上，电动阀门的开口朝向所述电子元件并使得喷出的冷却气流正对电子元件；电动阀门的开口处还设有垂直于冷却气流的阀板，阀板一端抵靠在弹簧上，另一端连接在电动阀门的开口上；所述弹簧套设在滑动轴上，滑动轴一端与阀板固定连接，另一端固定在弹簧支架上，该弹簧支架与冷却管路固定连接；所述阀板还固定连接有线圈安装体，该线圈安装体上设置有线圈，该线圈位于磁场中并串联于PCB板的电路回路中；当电路回路中的线圈不通电时，弹簧挤压阀板使得该电动阀门的开口为常闭状态，当电路回路中的线圈通电时，带电线圈在洛仑兹力的作用下推动阀板挤压弹簧，使得电动阀门的开口被打开，冷却气流喷出；当电路回路的功率越大时，线圈中的电流越大，线圈受到的洛仑兹力也越大，从而增加阀板对弹簧的挤压幅度，提高开口出风量。

8.一种基于大数据的调控设备监控分析方法，其特征在于，其应用如权利要求2-7任一项所述的基于大数据的调控设备监控分析系统，包括以下步骤：

a、实时检测高压隔离开关传动机构的动作信号；

b、根据该动作信号分析得出高压隔离开关的开合状态；

c、显示高压隔离开关的开合状态。