CN109599946A - 一种配电自动化开关的高效故障诊断方法 - Google Patents

一种配电自动化开关的高效故障诊断方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种配电自动化开关的高效故障诊断方法，包括配电自动化开关和远程后台设备，配电自动化开关包括开关本体、配电自动化终端和PT，配电自动化终端包括馈线终端FTU和站所终端DTU，配电自动化终端上设置有无线通讯模块和计时模块，远程后台设备上设置有实时监控模块、历史查询模块、故障统计模块、故障分析模块、故障定位模块、故障报警模块、设备导航模块和Web客户端模块，故障诊断方法包括开关本体故障诊断方法、PT故障诊断方法和FTU故障诊断方法。本发明通过设置开关本体故障诊断方法、PT故障诊断方法、FTU故障诊断方法、无线通讯模块和远程后台设备，解决了传统的配电自动化开关维修周期长、故障诊断效率低的问题。

Description

一种配电自动化开关的高效故障诊断方法
技术领域
本发明涉及配电自动化开关技术领域，具体为一种配电自动化开关的高效故障诊断方法。
背景技术
一台配电自动化开关是由开关本体、配电自动化终端及PT三部分所组成。随着配电自动化的普及率大幅度提高，配电终端和高压开关数量将迅速增加，初步估计到2020年，配电自动化开关的在线运行数量将超过500万台。这一方面将大大提高电网的可靠性，但另一方面运行维护的工作量也将大大增加。配电自动化终端，包括馈线终端-FTU和站所终端-DTU，由于各个厂家设计的硬件和软件各不相同，电网公司的运行维护将变得十分复杂和困难，一旦出现问题，则必须依赖生产厂家才能维修，势必大大延长了维修周期、降低了运作效率，因此设计出带开关和终端及PT故障自诊断的智能型配电自动化开关，并且将故障诊断信息通过光纤或GPRS网络传送至后台集中各开关的故障信息，可进行高效的故障预防和故障处理，故本发明设计一种配电自动化开关的高效故障诊断方法来解决上述问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种配电自动化开关的高效故障诊断方法，解决了传统的配电自动化开关维修周期长、故障诊断效率低的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种配电自动化开关的高效故障诊断方法，包括配电自动化开关和远程后台设备，所述配电自动化开关包括开关本体、配电自动化终端和PT，所述配电自动化终端包括馈线终端FTU和站所终端DTU，所述配电自动化终端上设置有无线通讯模块和计时模块，所述远程后台设备上设置有实时监控模块、历史查询模块、故障统计模块、故障分析模块、故障定位模块、故障报警模块、设备导航模块和Web客户端模块，所述故障诊断方法包括开关本体故障诊断方法、PT故障诊断方法和FTU故障诊断方法。
优选的，所述开关本体故障诊断方法包括开关拒动的诊断和开关缺相的诊断，所述开关本体故障诊断方法的具体步骤设置为：
步骤S1：在开关本体分合闸过程中，启动计时模块的计时功能，检测分合闸过程所用的时间，当时间超过正常所需的时间而未成功时，判断为拒动；
步骤S2：当分合闸成功后，检测到任何一相没有电压时，判断为缺相。
优选的，所述PT故障诊断方法采用测量电流互感器测量PT二次电压，当检测到的电压明显低于线路电压时或电压为零时，判断为PT故障。
优选的，所述FTU故障诊断方法包括模数转换器ADC异常诊断方法、开入回路诊断方法、开出回路诊断方法、电池单元异常诊断方法和存储器故障诊断方法。
优选的，所述模数转换器ADC异常诊断方法设置为预留一个ADC采样通道，在该通道上接标准电平信号，定期读取标准电平经A/D转换的数值，计算转换结果电压值，与标准电平比较，来检测ADC是否异常。
优选的，所述开入回路诊断方法采用两个以上的开关量互相矛盾原理来诊断故障，当开关合位、分位同时存在则反映开入回路异常，开关合位、分位同时不存在则反映控制回路断线异常，亦可通过开入量与模拟采集量矛盾进行判断，如开关分闸状态同时检测到有负荷电流，则反映开入回路异常。
优选的，所述电池单元异常诊断方法设置为在规定的时间内给电池充电，若电池电压达不到预设置值，则电池或充电回路异常，在规定的时间内给电池活化放电，电池电压下降不到预设值或很短的时间到达预设值，则电池异常。
优选的，所述存储器故障诊断方法设置为对存入闪存的参数区进行CRC校验，具体方法包括以下步骤：
步骤S1：将参数存储区设置参数存储区域和CRC存储字段；
步骤S2：通过对参数存储区域进行CRC运算，把运算结果存放到CRC字段；
步骤S3：CRC检验码采用16位校验码，当存入参数时，计算CRC，将参数内容写入参数存储区域，将CRC写入CRC存储字段；
步骤S4：定周期计算参数存储区域的CRC，然后与CRC存储字段的数据比较，如果不相等说明存储器故障。
优选的，所述无线通讯模块可设置为以太网模块或无线GPRS模块。
(三)有益效果
本发明提供了一种配电自动化开关的高效故障诊断方法，具备以下有益效果：
(1)本发明通过设置无线通讯模块和远程远程后台设备，通过上述故障诊断方法对开关本体、PT和配电自动化终端进行全方位诊断，将诊断结果存储在配电自动化终端上，并通过配电自动化终端上的无线通讯模块将上述设备的告警、故障信息实时发送到远程后台设备上，远程后台设备对数据进行全方位分析，以便分析故障原因，提前预防高压设备引起电网故障。
(2)本发明通过设置实时监控模块、历史查询模块、故障统计模块、故障分析模块、故障定位模块、故障报警模块、设备导航模块和Web客户端模块，能够迅速得知故障原因、故障点，快速高效找到设备并排除设备故障，且可实时远程大范围监控多台配电自动化开关。
附图说明
图1为本发明系统模块图；
图2为本发明网络原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-2所示，本发明提供一种技术方案：一种配电自动化开关的高效故障诊断方法，包括配电自动化开关和远程后台设备，配电自动化开关包括开关本体、配电自动化终端和PT，配电自动化终端包括馈线终端FTU和站所终端DTU，配电自动化终端上设置有无线通讯模块和计时模块，远程后台设备上设置有实时监控模块、历史查询模块、故障统计模块、故障分析模块、故障定位模块、故障报警模块、设备导航模块和Web客户端模块，故障诊断方法包括开关本体故障诊断方法、PT故障诊断方法和FTU故障诊断方法。
开关本体故障诊断方法包括开关拒动的诊断和开关缺相的诊断，开关本体故障诊断方法的具体步骤设置为：
步骤S1：在开关本体分合闸过程中，启动计时模块的计时功能，检测分合闸过程所用的时间，当时间超过正常所需的时间而未成功时，判断为拒动；
步骤S2：当分合闸成功后，检测到任何一相没有电压时，判断为缺相。
PT故障诊断方法采用测量电流互感器测量PT二次电压，当检测到的电压明显低于线路电压时或电压为零时，判断为PT故障。
FTU故障诊断方法包括模数转换器ADC异常诊断方法、开入回路诊断方法、开出回路诊断方法、电池单元异常诊断方法和存储器故障诊断方法。
模数转换器ADC异常诊断方法设置为预留一个ADC采样通道，在该通道上接标准电平信号，定期读取标准电平经A/D转换的数值，计算转换结果电压值，与标准电平比较，来检测ADC是否异常。
开入回路诊断方法采用两个以上的开关量互相矛盾原理来诊断故障，当开关合位、分位同时存在则反映开入回路异常，开关合位、分位同时不存在则反映控制回路断线异常，亦可通过不应长时间为1的开关量进行判断，如手合、手分、信号复归等开入量长期为1，则反映开入回路异常，亦可通过开入量与模拟采集量矛盾进行判断，如开关分闸状态同时检测到有负荷电流，则反映开入回路异常。
开出回路诊断方法设置为定周期检测开出回路，若闭锁开出出口，终端没有发开出命令，而反馈端口检测到电平变化，则开出光耦或反馈光耦为击穿故障，若闭锁开出出口，终端给开出发开出命令，而反馈端口检测不到电平变化，则开出光耦或反馈光耦为断线故障。
电池单元异常诊断方法设置为在规定的时间内给电池充电，若电池电压达不到预设置值，则电池或充电回路异常，在规定的时间内给电池活化放电，电池电压下降不到预设值或很短的时间到达预设值，则电池异常。
存储器故障诊断方法设置为对存入闪存的参数区进行CRC校验，具体方法包括以下步骤：
步骤S1：将参数存储区设置参数存储区域和CRC存储字段；
步骤S2：通过对参数存储区域进行CRC运算，把运算结果存放到CRC字段；
步骤S3：CRC检验码采用16位校验码，当存入参数时，计算CRC，将参数内容写入参数存储区域，将CRC写入CRC存储字段；
步骤S4：定周期计算参数存储区域的CRC，然后与CRC存储字段的数据比较，如果不相等说明存储器故障。
无线通讯模块可设置为以太网模块或无线GPRS模块。
实时监控模块提供图形监控功能，实时监控设备状态及故障信息；历史查询模块提供历史故障查询功能，包括具体故障内容及解决办法，为维护人员提供追溯及参考；故障统计模块统计故障信息及故障率，对易出故障的设备进行标示，进行重点监控，提示用户重点关注；故障分析模块通过终端上送的告警故障信息分析故障原因以及提供故障排除的解决方案；故障定位模块通过经纬度定位发生故障的设备，并在GIS地图上显示位置；故障报警模块将设备的告警故障信息以短信的方式发送到手机上，告知高压设备维护人员提前处理；设备导航模块为手机APP客户端提供设备定位及导航功能，通过导航设备维护人员可以快速找到设备并排除设备故障；Web客户端模块可以使用户随时随地监控设备状态，但是为了安全性，Web客户端只提供查询功能，并不能修改系统数据。
使用时，通过上述故障诊断方法对开关本体、PT和配电自动化终端进行全方位诊断，将诊断结果存储在配电自动化终端上，并通过配电自动化终端上的无线通讯模块将上述设备的告警、故障信息实时发送到远程后台设备上，远程后台设备通过实时监控模块、历史查询模块、故障统计模块、故障分析模块、故障定位模块、故障报警模块、设备导航模块和Web客户端模块对数据进行全方位分析，以便分析故障原因，快速高效找到设备并排除设备故障，提前预防高压设备引起电网故障。
综上可得，本发明通过设置开关本体故障诊断方法、PT故障诊断方法、FTU故障诊断方法、无线通讯模块和远程后台设备，解决了传统的配电自动化开关维修周期长、故障诊断效率低的问题。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种配电自动化开关的高效故障诊断方法，包括配电自动化开关和远程后台设备，其特征在于：所述配电自动化开关包括开关本体、配电自动化终端和PT，所述配电自动化终端包括馈线终端FTU和站所终端DTU，所述配电自动化终端上设置有无线通讯模块和计时模块，所述远程后台设备上设置有实时监控模块、历史查询模块、故障统计模块、故障分析模块、故障定位模块、故障报警模块、设备导航模块和Web客户端模块，所述故障诊断方法包括开关本体故障诊断方法、PT故障诊断方法和FTU故障诊断方法。
2.根据权利要求1所述的一种配电自动化开关的高效故障诊断方法，其特征在于：所述开关本体故障诊断方法包括开关拒动的诊断和开关缺相的诊断，所述开关本体故障诊断方法的具体步骤设置为：
步骤S1：在开关本体分合闸过程中，启动计时模块的计时功能，检测分合闸过程所用的时间，当时间超过正常所需的时间而未成功时，判断为拒动；
步骤S2：当分合闸成功后，检测到任何一相没有电压时，判断为缺相。
3.根据权利要求1所述的一种配电自动化开关的高效故障诊断方法，其特征在于：所述PT故障诊断方法采用测量电流互感器测量PT二次电压，当检测到的电压明显低于线路电压时或电压为零时，判断为PT故障。
4.根据权利要求1所述的一种配电自动化开关的高效故障诊断方法，其特征在于：所述FTU故障诊断方法包括模数转换器ADC异常诊断方法、开入回路诊断方法、开出回路诊断方法、电池单元异常诊断方法和存储器故障诊断方法。
5.根据权利要求4所述的一种配电自动化开关的高效故障诊断方法，其特征在于：所述模数转换器ADC异常诊断方法设置为预留一个ADC采样通道，在该通道上接标准电平信号，定期读取标准电平经A/D转换的数值，计算转换结果电压值，与标准电平比较，来检测ADC是否异常。
6.根据权利要求4所述的一种配电自动化开关的高效故障诊断方法，其特征在于：所述开入回路诊断方法采用两个以上的开关量互相矛盾原理来诊断故障，当开关合位、分位同时存在则反映开入回路异常，开关合位、分位同时不存在则反映控制回路断线异常，亦可通过开入量与模拟采集量矛盾进行判断，如开关分闸状态同时检测到有负荷电流，则反映开入回路异常。
7.根据权利要求4所述的一种配电自动化开关的高效故障诊断方法，其特征在于：所述电池单元异常诊断方法设置为在规定的时间内给电池充电，若电池电压达不到预设置值，则电池或充电回路异常，在规定的时间内给电池活化放电，电池电压下降不到预设值或很短的时间到达预设值，则电池异常。
8.根据权利要求4所述的一种配电自动化开关的高效故障诊断方法，其特征在于：所述存储器故障诊断方法设置为对存入闪存的参数区进行CRC校验，具体方法包括以下步骤：
步骤S1：将参数存储区设置参数存储区域和CRC存储字段；
步骤S2：通过对参数存储区域进行CRC运算，把运算结果存放到CRC字段；
步骤S3：CRC检验码采用16位校验码，当存入参数时，计算CRC，将参数内容写入参数存储区域，将CRC写入CRC存储字段；
步骤S4：定周期计算参数存储区域的CRC，然后与CRC存储字段的数据比较，如果不相等说明存储器故障。
9.根据权利要求1所述的一种配电自动化开关的高效故障诊断方法，其特征在于：所述无线通讯模块可设置为以太网模块或无线GPRS模块。
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