CN109470981A - 一种保电配电网故障研判方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电力系统维修技术领域，具体涉及一种保电配电网故障研判方法及系统。一种保电配电网故障研判系统，包括若干个功率测量装置、无线通信装置、声音采集器、显示装置、存储器和微处理器，其特征在于，若干个功率测量装置安装在配电网中各个配电设备输入端和输出端，功率检测装置包括功率检测单元和功率值发送单元，若干个功率测量装置均分配有标识ID，功率值发送单元与无线通信装置通过无线通信连接；声音采集器采集保电设备工作噪音，无线通信装置和声音采集器通过有线通信与微处理器连接，显示装置和存储器与微处理器电连接。本发明的实质性效果是：能够快速准确的判断出具体故障设备并能指出故障类型和故障诱因，提高故障研判效率。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统维修技术领域，具体涉及一种保电配电网故障研判方法及系统。
背景技术
在重要用户的保供电任务中，除了加强线路巡视和设备维护保养，及时发现设备工作状况的不良因素，努力减少故障发生外，还需要具备在故障发生后快速判断故障设备及故障类型，以便针对故障设备及故障类型安排处置和维修。而目前的保供电系统缺乏故障研判的系统和方法，故障判断只能靠技术员经验或者派遣人员到现场查看后才能确定。当不确定具体故障设备时，还需要费时费力进行摸查排除，效率十分低下。因而需要开发出快速的配电网故障研判的方法及系统。
中国专利号CN 106026388 A，公开日2016年10月12日，一种变电站故障信息自动发布和处理系统，，包括变电站模块、调度数据网、指挥部模块、故障信息发布管理模块和用户MIS网模块，所述变电站模块通过所述调度数据网与指挥部模块和故障信息发布管理模块连接，所述故障信息发布管理模块与所述用户MIS网模块连接，其特征在于：所述变电站模块包括多个变电站，所述变电站包括交换机、录波器、感应器、行波测距装置，所述录波器、感应器和行波测距装置均通过所述交换机与所述调度数据网连接。本发明便于故障信息自动发布、接收和读取信息，能够及时确定故障地点和故障缘由，配合处理系统进行有效及时的处理，便于快速恢复变和确保了变电站的安全运行，具有较好的安全性能，满足了实际使用要求。但其不能自动判定故障设备及故障类型，需要人工确定后上传，因而效率不高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：目前的保供电系统缺乏故障研判的系统和方法，故障研判效率低下的问题。提出了一种采集故障征兆信息的自动监测并匹配故障征兆的保电配电网故障研判方法及系统。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种保电配电网故障研判系统，包括若干个功率测量装置、无线通信装置、声音采集器、显示装置、存储器和微处理器，所述若干个功率测量装置安装在配电网中各个配电设备输入端和输出端，所述功率检测装置包括功率检测单元和功率值发送单元，所述若干个功率测量装置均分配有标识ID，所述功率值发送单元与无线通信装置通过无线通信连接；所述声音采集器采集保电设备工作噪音，所述无线通信装置和声音采集器通过有线通信与微处理器连接，所述显示装置和存储器与微处理器电连接。
通过输入端和输出端功率测量装置可以检测到设备的功率耗损值，声音采集设备采集设备的工作噪音，当设备即将出现故障时，常伴随着功率耗损值的变化和工作噪音的变化，且变化规律因设备及故障诱因而不同，因而能够通过功率损耗值和工作噪音的变化匹配到故障设备和故障类型及诱因。
作为优选，所述功率值发送单元和无线通信装置均包括Zigbee模块，所述功率值发送单元以周期△t通过Zigbee发送所测得的功率数据和标识ID。Zigbee是一种低功耗高效率的进距离无线通信方式，实用Zigbee能够使无线连接网络布置简单快速，无线模块使用时间长。
作为优选，所述功率值发送单元和无线通信装置均包括蓝牙模块，所述功率值发送单元以周期△t通过蓝牙模块发送所测得的功率数据和标识ID。蓝牙是一种成熟的无线通信方法，使用蓝牙组建无线通信网络将加快无线通信网络的建立并具有高度的稳定性。
一种保电配电网故障研判方法，包括以下步骤：A)统计配电网中的配电设备型号，为每个型号设备进行步骤B；B)将同型号设备作为试验设备，接入试验电源并连接试验功率消耗单元，在配电设备输入端和输出端接入功率测量装置，根据设备型号人为制造试验设备的故障诱因，并采集在故障诱因作用下，试验设备由正常工作到出现故障前一刻的故障征兆过程中，输入功率与输出功率的关系，建立输出功率对输入功率的征兆函数，同时记录征兆声音特征；C)在保电任务期间，监测配电设备的输入端功率、输出端功率和配电设备工作噪音并记录；D)当配电网发生故障时，将故障前T时段内的监测所得全部配电设备的输出端功率与通过征兆函数计算所得预测输出功率对比，若某个配电设备计算所得差值低于设定征兆阈值，则判定该配电设备故障，并显示故障诱因；E)若步骤D未得出故障研判结果，则将故障前T时段内的监测所得全部配电设备的工作噪音与征兆声音特征对比，若差值低于设定征兆声音阈值，则判定该配电设备故障，并显示故障诱因。通过人为制造故障诱因，记录在该故障诱因下设备有正常工作到出现故障的过程中功率损耗和工作噪音的规律，用于在保电任务期间做数据匹配和故障研判。
作为优选，根据设备型号人为制造试验设备的故障诱因的方法为：配电设备为变压器时，所述人为制造试验设备的故障诱因包括变压器油不足、变压器油进水、变压器油循环不畅和变压器油温度高于60度。变压器油不足、进水、循环不畅和温度升高是常见的变压器故障诱因。
作为优选，根据设备型号人为制造试验设备的故障诱因的方法为：配电设备为变压器时，所述人为制造试验设备的故障诱因包括破坏部分绕组绝缘、匝间绝缘、硅钢片间绝缘和绝缘子受潮。绝缘层的损坏如果不被及时发现，将可能引起设备火情甚至爆炸。
作为优选，所述输出功率与通过征兆函数所得预测输出功率差值的计算式为：
其中wo为测量所得输出端功率,wi为测量所得输入端功率，Φ(wi)为征兆函数。设定的征兆阈值为1.2～1.4，推荐取值1.2，增大征兆阈值将使故障更早进行预警，但同时增加了误预警的概率。
本发明的实质性效果是：能够快速准确的判断出具体故障设备并能指出故障类型和故障诱因，提高故障研判效率。
附图说明
图1为保电配电网故障研判系统结构图。
图2为保电配电网故障研判方法流程框图。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。
如图1所示，为保电配电网故障研判系统结构图，包括若干个功率测量装置、无线通信装置、声音采集器、显示装置、存储器和微处理器，若干个功率测量装置安装在配电网中各个配电设备输入端和输出端，功率检测装置包括功率检测单元和功率值发送单元，若干个功率测量装置均分配有标识ID，功率值发送单元与无线通信装置通过无线通信连接；声音采集器采集保电设备工作噪音，无线通信装置和声音采集器通过有线通信与微处理器连接，显示装置和存储器与微处理器电连接。
通过输入端和输出端功率测量装置可以检测到设备的功率耗损值，声音采集设备采集设备的工作噪音，当设备即将出现故障时，常伴随着功率耗损值的变化和工作噪音的变化，且变化规律因设备及故障诱因而不同，因而能够通过功率损耗值和工作噪音的变化匹配到故障设备和故障类型及诱因。
作为推荐的实施例，功率值发送单元和无线通信装置均包括Zigbee模块，功率值发送单元以周期△t通过Zigbee发送所测得的功率数据和标识ID。Zigbee是一种低功耗高效率的进距离无线通信方式，实用Zigbee能够使无线连接网络布置简单快速，无线模块使用时间长。
作为推荐的实施例，功率值发送单元和无线通信装置均包括蓝牙模块，功率值发送单元以周期△t通过蓝牙模块发送所测得的功率数据和标识ID。
如图2所示，为保电配电网故障研判方法流程框图，包括以下步骤：A)统计配电网中的配电设备型号，为每个型号设备进行步骤B；B)将同型号设备作为试验设备，接入试验电源并连接试验功率消耗单元，在配电设备输入端和输出端接入功率测量装置，根据设备型号人为制造试验设备的故障诱因，并采集在故障诱因作用下，试验设备由正常工作到出现故障前一刻的故障征兆过程中，输入功率与输出功率的关系，建立输出功率对输入功率的征兆函数，同时记录征兆声音特征；C)在保电任务期间，监测配电设备的输入端功率、输出端功率和配电设备工作噪音并记录；D)当配电网发生故障时，将故障前T时段内的监测所得全部配电设备的输出端功率与通过征兆函数计算所得预测输出功率对比，若某个配电设备计算所得差值低于设定征兆阈值，则判定该配电设备故障，并显示故障诱因；E)若步骤D未得出故障研判结果，则将故障前T时段内的监测所得全部配电设备的工作噪音与征兆声音特征对比，若差值低于设定征兆声音阈值，则判定该配电设备故障，并显示故障诱因。通过人为制造故障诱因，记录在该故障诱因下设备有正常工作到出现故障的过程中功率损耗和工作噪音的规律，用于在保电任务期间做数据匹配和故障研判。
作为推荐的实施例，根据设备型号人为制造试验设备的故障诱因的方法为：配电设备为变压器时，人为制造试验设备的故障诱因包括变压器油不足、变压器油进水、变压器油循环不畅和变压器油温度高于60度。
作为推荐的实施例，根据设备型号人为制造试验设备的故障诱因的方法为：配电设备为变压器时，人为制造试验设备的故障诱因包括破坏部分绕组绝缘、匝间绝缘、硅钢片间绝缘和绝缘子受潮。
作为推荐的实施例，输出功率与通过征兆函数所得预测输出功率差值的计算式为：其中wo为测量所得输出端功率,wi为测量所得输入端功率，Φ(wi)为征兆函数。设定的征兆阈值为1.2～1.4，推荐取值1.2，增大征兆阈值将使故障更早进行预警，但同时增加了误预警的概率。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (7)
1.一种保电配电网故障研判系统，包括若干个功率测量装置、无线通信装置、声音采集器、显示装置、存储器和微处理器，其特征在于，
所述若干个功率测量装置安装在配电网中各个配电设备输入端和输出端，所述功率检测装置包括功率检测单元和功率值发送单元，所述若干个功率测量装置均分配有标识ID，所述功率值发送单元与无线通信装置通过无线通信连接；
所述声音采集器采集保电设备工作噪音，所述无线通信装置和声音采集器通过有线通信与微处理器连接，所述显示装置和存储器与微处理器电连接。
2.根据权利要求1所述的一种保电配电网故障研判系统，其特征在于，
所述功率值发送单元和无线通信装置均包括Zigbee模块，所述功率值发送单元以周期△t通过Zigbee发送所测得的功率数据和标识ID。
3.根据权利要求1所述的一种保电配电网故障研判系统，其特征在于，
所述功率值发送单元和无线通信装置均包括蓝牙模块，所述功率值发送单元以周期△t通过蓝牙模块发送所测得的功率数据和标识ID。
4.一种保电配电网故障研判方法，适用于如权利1-3任一项所述的一种保电配电网故障研判系统，其特征在于，
包括以下步骤：
A)统计配电网中的配电设备型号，为每个型号设备进行步骤B；
B)将同型号设备作为试验设备，接入试验电源并连接试验功率消耗单元，在配电设备输入端和输出端接入功率测量装置，根据设备型号人为制造试验设备的故障诱因，并采集在故障诱因作用下，试验设备由正常工作到出现故障前一刻的故障征兆过程中，输入功率与输出功率的关系，建立输出功率对输入功率的征兆函数，同时记录征兆声音特征；
C)在保电任务期间，监测配电设备的输入端功率、输出端功率和配电设备工作噪音并记录；
D)当配电网发生故障时，将故障前T时段内的监测所得全部配电设备的输出端功率与通过征兆函数计算所得预测输出功率对比，若某个配电设备计算所得差值低于设定征兆阈值，则判定该配电设备故障，并显示故障诱因；
E)若步骤D未得出故障研判结果，则将故障前T时段内的监测所得全部配电设备的工作噪音与征兆声音特征对比，若差值低于设定征兆声音阈值，则判定该配电设备故障，并显示故障诱因。
5.根据权利要求4所述的一种保电配电网故障研判方法，其特征在于，
根据设备型号人为制造试验设备的故障诱因的方法为：配电设备为变压器时，所述人为制造试验设备的故障诱因包括变压器油不足、变压器油进水、变压器油循环不畅和变压器油温度高于60度。
6.根据权利要求4所述的一种保电配电网故障研判方法，其特征在于，
根据设备型号人为制造试验设备的故障诱因的方法为：配电设备为变压器时，所述人为制造试验设备的故障诱因包括破坏部分绕组绝缘、匝间绝缘、硅钢片间绝缘和绝缘子受潮。
7.根据权利要求4所述的一种保电配电网故障研判方法，其特征在于，
所述输出功率与通过征兆函数所得预测输出功率差值的计算式为：
其中wo为测量所得输出端功率,wi为测量所得输入端功率，Φ(wi)为征兆函数。
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