CN109470983A - 一种保电设备故障预警方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及供电设备维护技术领域，具体涉及一种保电设备故障预警方法及系统。一种保电设备故障预警系统，包括电流检测装置、声音采集器、温度传感器、通信装置、存储器、试验设备、试验电源、试验功率消耗单元、预警显示单元和微处理器，其特征在于，电流检测装置包括输入端电流检测装置和输出端电流检测装置，声音采集器采集保电设备工作噪音；试验设备与保电设备同型号，试验电源和试验功率消耗单元与试验设备连接；保电设备和试验设备均安装有电流检测装置、声音采集器和温度传感器。本发明的实质性效果是：能够及时发现故障征兆并预警，在故障出现前即可进行处置和安排维修，提高了配电网的安全性和稳定性。

Description

一种保电设备故障预警方法及系统

技术领域

本发明涉及供电设备维护技术领域，具体涉及一种保电设备故障预警方法及系统。

背景技术

随着越来越多的大型国际活动在中国举办，比如奥运会、世博会以及G20峰会等活动，这些活动的供电保障成了当地供电单位的首要任务。活动期间用户的用电量加大，需要对原有的供电线路和供电设备进行排查，及时更换老化或功率不足的供电设备及线路。在活动期间，重要用电用户通常安排双电源，当一路电源存在故障时无缝切换的备用电源，此时需要对故障线路及故障设备进行维修，维修完成后重新由备用电源切换回原供电电源。然而故障出现后，开关、断路器和保护器等设备需要一定的反映时间，导致备用电源难以保证第一时间进行切换。而如果在活动期间，能够对将要出现故障的及时预警，并在故障出现前即进行备用电源的切换，则能够较容易地实现无缝切换，同时能够指导维修人员及时的有针对性的安排维修，免去了故障摸排的过程，加快了设备维修的速度。

中国专利号CN 105652138 A，公开日2016年6月8日，一种电力设备故障预警方法，包括以下步骤：获得电网故障时刻的动作量信息即开关和保护动作信息；获取来自数据采集、监控系统与断路器的动作信息，得到疑似故障元件各动作节点发生的故障时间；实时在线的判别电网中发生故障的设备并形成故障简报信息；变电站将开关、保护动作信息及故障简报信息综合汇总后形成变电站故障数据信息；调度中心接收并解析上传的故障数据信息，采用逻辑推理算法，实时诊断电网故障设备，并将诊断结果与变电站的故障诊断结果进行比对校核。本发明能够及时的获取电网设备中的故障信息，缩短事故处理时间、保证电网安全可靠运行，从而保证了电网设备的安全，避免电网发生异常情况。但其仍然需要在故障出现后，才能进行故障的预警和判断，不能在故障即将出现时及时地进行预警。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：目前电力系统缺乏对设备故障征兆的预警方法及系统的问题。提出了一种采集并记录故障征兆信息并与设备实时工作状态对比，及时发现故障征兆并预警的保电设备故障预警方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种保电设备故障预警系统，包括电流检测装置、声音采集器、温度传感器、通信装置、存储器、试验设备、试验电源、试验功率消耗单元、预警显示单元和微处理器，所述电流检测装置包括输入端电流检测装置和输出端电流检测装置，所述声音采集器采集保电设备工作噪音，所述电流检测装置、存储器、声音采集器、预警显示单元和温度传感器通过通信装置与微处理器电连接；所述试验设备与保电设备同型号，所述试验电源和试验功率消耗单元与试验设备连接；所述保电设备和试验设备均安装有电流检测装置、声音采集器和温度传感器。

一种保电设备故障预警方法，包括以下步骤：A)在不同温度下采集试验设备输入电流与输出电流的关系，建立输出电流对输入电流和温度的预测函数，同时记录声音特征；B)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电流与输出电流的关系，建立输出电流对输入电流和温度的征兆函数，同时记录征兆声音特征；C)在保电任务期间，检测保电设备输入电流、输出电流、工作噪声和环境温度，将测量值与步骤A所得预测函数进行对比，若输出电流与通过预测函数所得预测输出电流差值超过设定阈值则发出故障预警；D)将测量值与步骤B所得征兆函数对比，若输出电流与通过征兆函数所得预测输出电流差值低于设定征兆阈值则发出故障预警并显示故障诱因；E)将检测工作噪声与步骤A所得声音特征进行对比，若差值超过设定声音阈值则发出故障预警；F)将检测工作噪声与步骤B所得征兆声音特征对比，若差值低于设定征兆声音阈值则发出故障预警并显示故障诱因。

当设备即将出现故障时，常伴随着电流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，因而能够通过电流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，所述保电设备为变压器，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，所述保电设备为变压器，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，所述保电设备为电容器，所述人为制造试验设备的故障诱因包括电容极板间连接漏电电阻。电容器极间漏电是电容器常见的故障类型，电容器漏电会加大电能耗损。

作为优选，所述输出电流与通过预测函数所得预测输出电流差值的计算式为：

其中i_o为测量所得输出端电流,i_n为测量所得输入端电流，Q(i_n,T)为预测函数，T为温度。

作为优选，所述输出电流与通过征兆函数所得预测输出电流差值的计算式为：

其中i_o为测量所得输出端电流,i_n为测量所得输入端电流，Ψ(i_n,T)为征兆函数，T为温度。

本发明的实质性效果是：能够及时发现故障征兆并预警，在故障出现前即可进行处置和安排维修，提高了配电网的安全性和稳定性。

附图说明

图1为保电设备故障预警系统结构图。

图2为保电设备故障预警方法流程框图。

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，为保电设备故障预警系统结构图，包括电流检测装置、声音采集器、温度传感器、通信装置、存储器、试验设备、试验电源、试验功率消耗单元、预警显示单元和微处理器，电流检测装置包括输入端电流检测装置和输出端电流检测装置，声音采集器采集保电设备工作噪音，电流检测装置、存储器、声音采集器、预警显示单元和温度传感器通过通信装置与微处理器电连接；试验设备与保电设备同型号，试验电源和试验功率消耗单元与试验设备连接；保电设备和试验设备均安装有电流检测装置、声音采集器和温度传感器。

如图2所示，为保电设备故障预警方法流程框图，包括以下步骤：A)在不同温度下采集试验设备输入电流与输出电流的关系，建立输出电流对输入电流和温度的预测函数，同时记录声音特征；B)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电流与输出电流的关系，建立输出电流对输入电流和温度的征兆函数，同时记录征兆声音特征；C)在保电任务期间，检测保电设备输入电流、输出电流、工作噪声和环境温度，将测量值与步骤A所得预测函数进行对比，若输出电流与通过预测函数所得预测输出电流差值超过设定阈值则发出故障预警；D)将测量值与步骤B所得征兆函数对比，若输出电流与通过征兆函数所得预测输出电流差值低于设定征兆阈值则发出故障预警并显示故障诱因；E)将检测工作噪声与步骤A所得声音特征进行对比，若差值超过设定声音阈值则发出故障预警；F)将检测工作噪声与步骤B所得征兆声音特征对比，若差值低于设定征兆声音阈值则发出故障预警并显示故障诱因。

当设备即将出现故障时，常伴随着电流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，因而能够通过电流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，保电设备为变压器，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。

作为推荐的实施例，保电设备为变压器，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。

作为推荐的实施例，保电设备为电容器，人为制造试验设备的故障诱因包括电容极板间连接漏电电阻。电容器极间漏电是电容器常见的故障类型，电容器漏电会加大电能耗损。

作为推荐的实施例，输出电流与通过预测函数所得预测输出电流差值的计算式为：

其中i_o为测量所得输出端电流,i_n为测量所得输入端电流，Q(i_n,T)为预测函数，T为温度。

作为推荐的实施例，输出电流与通过征兆函数所得预测输出电流差值的计算式为：

其中i_o为测量所得输出端电流,i_n为测量所得输入端电流，Ψ(i_n,T)为征兆函数，T为温度。

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)

1.一种保电设备故障预警系统，包括电流检测装置、声音采集器、温度传感器、通信装置、存储器、试验设备、试验电源、试验功率消耗单元、预警显示单元和微处理器，其特征在于，所述电流检测装置包括输入端电流检测装置和输出端电流检测装置，所述声音采集器采集保电设备工作噪音，所述电流检测装置、存储器、声音采集器、预警显示单元和温度传感器通过通信装置与微处理器电连接；

所述试验设备与保电设备同型号，所述试验电源和试验功率消耗单元与试验设备连接；

所述保电设备和试验设备均安装有电流检测装置、声音采集器和温度传感器。

2.一种保电设备故障预警方法，适用于如权利要求1所述的一种保电设备故障预警系统，其特征在于，

包括以下步骤：

A)在不同温度下采集试验设备输入电流与输出电流的关系，建立输出电流对输入电流和温度的预测函数，同时记录声音特征；

B)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电流与输出电流的关系，建立输出电流对输入电流和温度的征兆函数，同时记录征兆声音特征；

C)在保电任务期间，检测保电设备输入电流、输出电流、工作噪声和环境温度，将测量值与步骤A所得预测函数进行对比，若输出电流与通过预测函数所得预测输出电流差值超过设定阈值则发出故障预警；

D)将测量值与步骤B所得征兆函数对比，若输出电流与通过征兆函数所得预测输出电流差值低于设定征兆阈值则发出故障预警并显示故障诱因；

E)将检测工作噪声与步骤A所得声音特征进行对比，若差值超过设定声音阈值则发出故障预警；

F)将检测工作噪声与步骤B所得征兆声音特征对比，若差值低于设定征兆声音阈值则发出故障预警并显示故障诱因。

3.根据权利要求2所述的一种保电设备故障预警方法，其特征在于，

所述保电设备为变压器，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。

4.根据权利要求2所述的一种保电设备故障预警方法，其特征在于，

所述保电设备为变压器，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。

5.根据权利要求2所述的一种保电设备故障预警方法，其特征在于，

所述保电设备为电容器，所述人为制造试验设备的故障诱因包括电容极板间连接漏电电阻。

6.根据权利要求2所述的一种保电设备故障预警方法，其特征在于，

所述输出电流与通过预测函数所得预测输出电流差值的计算式为：

其中i_o为测量所得输出端电流,i_n为测量所得输入端电流，Q(i_n,T)为预测函数，T为温度。

7.根据权利要求2所述的一种保电设备故障预警方法，其特征在于，

所述输出电流与通过征兆函数所得预测输出电流差值的计算式为：

其中i_o为测量所得输出端电流,i_n为测量所得输入端电流，Ψ(i_n,T)为征兆函数，T为温度。