CN110261707A - 开关柜综合在线监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种开关柜综合在线监测装置，所述断路器综合监测模块和所述终端分别与所述处理模块电性连接；所述断路器综合监测模块，用于对断路器的行程状态、分合闸平均速度、分合闸时间、分合闸次数、分合闸线圈电能参数和三相同期性进行实时监测，并将监测的数据传输至所述处理模块进行分析处理，判断是否存在异常，且将分析处理后的结果传输至所述终端；所述终端，用于接收所述处理模块分析处理后的结果，以供监测员进行在线查看。达到开关柜在线状态监测技术能够实时监测反映电气设备健康状况，能够做到真正意义上的无人值守的目的。

Description

开关柜综合在线监测装置

技术领域

本发明涉及变电站自动化技术领域，尤其涉及一种开关柜综合在线监测装置。

背景技术

随着我国电力行业的快速发展，变电站自动化技术取得了很大进步，开关柜在线状态监测技术是实现变电站无人值守的关键的技术，但是现有的开关柜在线状态监测技术在反映电气设备健康状况的状态监测方面还有所欠缺，不能做到真正意义上的无人值守。

发明内容

本发明的目的在于提供一种开关柜综合在线监测装置，旨在解决现有技术中的开关柜在线状态监测技术在反映电气设备健康状况的状态监测方面还有所欠缺，无法做到真正意义上的无人值守的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的一种开关柜综合在线监测装置，包括处理模块、断路器综合监测模块和终端，所述断路器综合监测模块和所述终端分别与所述处理模块电性连接；

所述断路器综合监测模块，用于对断路器的行程状态、分合闸平均速度、分合闸时间、分合闸次数、分合闸线圈电能参数和三相同期性进行实时监测，并将监测的数据传输至所述处理模块进行分析处理，判断是否存在异常，且将分析处理后的结果传输至所述终端；

所述终端，用于接收所述处理模块分析处理后的结果，以供监测员进行在线查看。

其中，所述断路器综合监测模块包括行程状态监测单元，所述行程状态监测单元与所述处理模块电性连接，用于监测断路器的运行状态，并将监测到的运行状态绘制成曲线传输至所述处理模块，对其进行分析处理，并将分析处理后的结果传输至所述终端。

其中，所述断路器综合监测模块还包括平均速度监测单元和分合闸时间监测单元，所述平均速度监测单元和所述分合闸时间监测单元分别与所述处理模块电性连接；

所述平均速度监测单元，用于实时监测断路器分合闸的平均速度，并将平均速度的变化情况绘制成曲线传输至所述处理模块，对其进行分析处理，并将分析处理后的结果传输至所述终端；

所述分合闸时间监测单元，用于实时监测断路器分合闸的时间，并将时间的发展情况绘制成曲线传输至所述处理模块，对其进行分析处理，并将分析处理后的结果传输至所述终端。

其中，所述断路器综合监测模块还包括分合闸次数监测单元，所述分合闸次数监测单元与所述处理模块电性连接，用于实时监测断路器的分合闸次数，并将监测到的分合闸次数传输至所述处理模块，对其进行分析处理，并将分析处理后的结果传输至所述终端。

其中，所述断路器综合监测模块还包括线圈电能监测单元，所述线圈电能监测单元与所述处理模块电性连接，用于实时监测断路器分合闸线圈的电流和控制回路电压，并将监测到的断路器分合闸线圈的电流和控制回路电压传输至所述处理模块，对其进行分析处理，并将分析处理后的结果传输至所述终端。

其中，所述断路器综合监测模块还包括三相同期监测单元，所述三相同期监测单元与所述处理模块电性连接，用于实时监测断路器主、辅触头三相及同相各断口分合闸的同期性和配合时间，并将监测到的断路器主、辅触头三相及同相各断口分合闸的同期性和配合时间传输至所述处理模块，对其进行分析处理，并将分析处理后的结果传输至所述终端。

其中，所述开关柜综合在线监测装置还包括储能电机状态模块，所述储能电机状态模块与所述处理模块电性连接，用于实时监测储能电机的电流波形以及频率的变化，并将监测到的储能电机的电流波形以及频率的变化传输至所述处理模块，对其进行分析处理，并将分析处理后的结果传输至所述终端。

其中，所述开关柜综合在线监测装置还包括柜内综合监测模块，所述柜内综合监测模块与所述处理模块电性连接，用于实时监测上线触头温度，真空泡内部的真空度、柜内局部放电量和弧光强度，并将监测到的信息数据传输至所述处理模块，对其进行分析处理，并将分析处理后的结果传输至所述终端。

其中，所述开关柜综合在线监测装置还包括避雷器监测模块，所述避雷器监测模块与所述处理模块电性连接，用于实时监测避雷器的全泄漏电流、阻性电流和雷击次数，并将监测到的信息数据传输至所述处理模块，对其进行分析处理，并将分析处理后的结果传输至所述终端。

其中，所述开关柜综合在线监测装置还包括无线传输模块和警报模块，所述无线传输模块分别与所述处理模块和所述终端电性连接，所述无线传输模块，用于利用无线网络将所述处理模块分析处理后的数据信息传输至所述终端；

所述警报模块与所述处理模块电性连接，用于在所述处理模块分析处理后的数据信息未达到标准时，向监测员发出警报。

本发明的一种开关柜综合在线监测装置，通过所述断路器综合监测模块和所述终端分别与所述处理模块电性连接；所述断路器综合监测模块，用于对断路器的行程状态、分合闸平均速度、分合闸时间、分合闸次数、分合闸线圈电能参数和三相同期性进行实时监测，并将监测的数据传输至所述处理模块进行分析处理，判断是否存在异常，且将分析处理后的结果传输至所述终端；所述终端，用于接收所述处理模块分析处理后的结果，以供监测员进行在线查看。其中利用所述断路器综合监测模块能够对断路器的行程状态、分合闸平均速度、分合闸时间、分合闸次数、分合闸线圈电能参数和三相同期性进行实时监测，并将监测到的数据与所述处理模块数据库中的标准范围值进行比较分析，并将比较分析后的处理结果传输至所述终端，以供监测员进行实时在线查看。获得开关柜在线状态监测技术能够实时监测反映电气设备健康状况，能够做到真正意义上的无人值守的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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是本发明的开关柜综合在线监测装置的原理框图。

100-开关柜综合在线监测装置、10-处理模块、20-断路器综合监测模块、21-行程状态监测单元、22-平均速度监测单元、23-分合闸时间监测单元、24-分合闸次数监测单元、25-线圈电能监测单元、26-三相同期监测单元、30-终端、40-储能电机状态模块、50-柜内综合监测模块、60-避雷器监测模块、70-无线传输模块、80-警报模块。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1，本发明提供了一种开关柜综合在线监测装置100，包括处理模块10、断路器综合监测模块20和终端30，所述断路器综合监测模块20和所述终端30分别与所述处理模块10电性连接；所述断路器综合监测模块20，用于对断路器的行程状态、分合闸平均速度、分合闸时间、分合闸次数、分合闸线圈电能参数和三相同期性进行实时监测，并将监测的数据传输至所述处理模块10进行分析处理，判断是否存在异常，且将分析处理后的结果传输至所述终端30；所述终端30，用于接收所述处理模块10分析处理后的结果，以供监测员进行在线查看。

在本实施方式中，所述处理模块10采用M32F103C8T6型微处理器，所述终端30采用嵌入式芯片ARM3352为主处理器,工业级芯片超低功耗，适用于各种恶劣环境的场合。拥有600MHz主频，搭配256MB的DDR3内存，并配有TF卡插槽，2个内置USB接口让扩展更加方便。具有丰富的外设接口，可包含2个以太网口、4个RS232/RS485串口、对下无线物联网通信，以及对上GPRS通信，以及各种现场总线接口，通过所述断路器综合监测模块20，能够实时对开关柜内的断路器的行程状态、分合闸平均速度、分合闸时间、分合闸次数、分合闸线圈电能参数和三相同期性进行实时监测，并将检测到的数据信息传输至所述处理模块10，所述处理模块10在接收到所述断路器综合监测模块20传输的信息后，分别将接收到的断路器的行程状态、分合闸平均速度、分合闸时间、分合闸次数、分合闸线圈电能参数和三相同期性与自身数据库中的各自对应的标准范围进行比较分析，以此判断出断路器中的行程状态、分合闸平均速度、分合闸时间、分合闸次数、分合闸线圈电能参数或者三相同期性是否存在异常，然后所述处理模块10将存在异常的数据信息传输到所述终端30上，以供监测员进行在线查看，然后监测员再根据自身的专业知识对所述处理模块10接收的数据信息和判断结果是否准确，进行再次分析判断，判断所述处理模块10监测及处理结果是否存在问题，进一步确保准确性，在监测员确定开关柜内存在故障时，可根据所述终端30上显示的故障，对其进行快速处理。所述开关柜综合在线监测装置100能够实时监测并反映断路器的健康状况，能够实现真正意义上的无人值守。

进一步地，所述断路器综合监测模块20包括行程状态监测单元21，所述行程状态监测单元21与所述处理模块10电性连接，用于监测断路器的运行状态，并将监测到的运行状态绘制成曲线传输至所述处理模块10，对其进行分析处理，并将分析处理后的结果传输至所述终端30。

在本实施方式中，所述行程状态监测单元21用于实时监测断路器行程，并根据断路器的行程情况绘制成曲线传输至所述处理模块10，所述处理模块10接收到行程信息后，将接收的行程信息与数据库中的标准行程信息进行对比分析，判断行程信息是否正常，并将判断后的结果传输至所述终端30，以供监测员能够及时在线查看并了解断路器行程情况是否正常，能够实时监测反映断路器行程，进而监测断路器的健康状况，做到真正意义上的无人值守。

进一步地，所述断路器综合监测模块20还包括平均速度监测单元22和分合闸时间监测单元23，所述平均速度监测单元22和所述分合闸时间监测单元23分别与所述处理模块10电性连接；所述平均速度监测单元22，用于实时监测断路器分合闸的平均速度，并将平均速度的变化情况绘制成曲线传输至所述处理模块10，对其进行分析处理，并将分析处理后的结果传输至所述终端30；所述分合闸时间监测单元23，用于实时监测断路器分合闸的时间，并将时间的发展情况绘制成曲线传输至所述处理模块10，对其进行分析处理，并将分析处理后的结果传输至所述终端30。

在本实施方式中，所述平均速度监测单元22用于实时监测断路器每次分闸的速度和每次合闸的速度，然后将每次分闸的速度绘制成曲线，每次合闸的速度绘制成曲线，然后计算出分闸和合闸的平均速度，将分闸和合闸的平均速度传输至所述处理模块10，所述处理模块10在接收到分闸和合闸的平均速度后，将其与数据库中分闸和合闸的标准范围值进行比较分析，判断分闸和合闸的平均速度是否在标准范围值内，以此判断断路器的分闸和合闸的平均速度是否正常，并将判断后的结果传输至所述终端30，以供监测员能够及时在线查看并了解断路器行程情况是否正常，能够实时监测反映断路器分闸和合闸的平均速度，进而监测断路器的健康状况，做到真正意义上的无人值守。

所述分合闸时间监测单元23用于实时监测断路器每次分闸和合闸所需要的时间，并将每次分闸和合闸的时间绘制成曲线，传输至所述处理模块10，所述处理模块10在接收到分闸和合闸的时间曲线后，将其与数据库中分闸和合闸所需时间的标准范围值进行比较分析，判断分闸和合闸的所需时间是否在所需时间的标准范围值内，以此判断断路器的分闸和合闸的所需时间是否正常，并将判断后的结果传输至所述终端30，以供监测员能够及时在线查看并了解断路器的分闸和合闸时间是否正常，能够实时监测反映断路器分闸和合闸的时间，进而监测断路器的健康状况，做到真正意义上的无人值守。

进一步地，所述断路器综合监测模块20还包括分合闸次数监测单元24，所述分合闸次数监测单元24与所述处理模块10电性连接，用于实时监测断路器的分合闸次数，并将监测到的分合闸次数传输至所述处理模块10，对其进行分析处理，并将分析处理后的结果传输至所述终端30。

在本实施方式中，所述分合闸次数监测单元24能够在一定的时间范围内监测断路器的分合闸次数，然后将监测到的该时间范围内的断路器的分合闸次数传输至所述处理模块10，所述处理模块10接收到该时间范围内的断路器的分合闸次数后，将其与数据库中的该时间范围内的路器的分合闸标准次数范围值进行比较，判断监测到的分合闸次数是否在该时间段的标准分合闸次数范围值内，以此判断断路器的分合闸次数是否正常，并将判断后的结果传输至所述终端30，以供监测员能够及时在线查看并了解断路器的分合闸次数是否正常，能够实时监测反映断路器分合闸次数，进而监测断路器的健康状况，做到真正意义上的无人值守。

进一步地，所述断路器综合监测模块20还包括线圈电能监测单元25，所述线圈电能监测单元25与所述处理模块10电性连接，用于实时监测断路器分合闸线圈的电流和控制回路电压，并将监测到的断路器分合闸线圈的电流和控制回路电压传输至所述处理模块10，对其进行分析处理，并将分析处理后的结果传输至所述终端30。

在本实施方式中，所述线圈电能监测单元25能够实时监测断路器分合闸线圈的电流和控制回路电压，并将监测到的断路器分合闸线圈的电流和控制回路电压与所述处理模块10的数据库中的标准的分合闸线圈电流范围值和控制回路电压值进行比较，判断

判断监测到的分合闸线圈的电流是否在标准的分合闸线圈电流范围值和控制回路电压值范围内，以此判断断路器的分合闸线圈电流和控制回路电压值是否正常，并将判断后的结果传输至所述终端30，以供监测员能够及时在线查看并了解断路器的分合闸线圈电流和控制回路电压值是否正常，能够实时监测反映断路器的分合闸线圈电流和控制回路电压值，进而监测断路器的健康状况，做到真正意义上的无人值守。

进一步地，所述断路器综合监测模块20还包括三相同期监测单元26，所述三相同期监测单元26与所述处理模块10电性连接，用于实时监测断路器主、辅触头三相及同相各断口分合闸的同期性和配合时间，并将监测到的断路器主、辅触头三相及同相各断口分合闸的同期性和配合时间传输至所述处理模块10，对其进行分析处理，并将分析处理后的结果传输至所述终端30。

在本实施方式中，所述三相同期监测单元26能够实时监测断路器主、辅触头三相及同相各断口分合闸的同期性和配合时间，并将监测到的断路器主、辅触头三相及同相各断口分合闸的同期性和配合时间传输至所述处理模块10，经过所述处理模块10分析判断监测到的断路器主、辅触头三相及同相各断口分合闸的同期性和配合时间是否正常，并将判断后的结果传输至所述终端30，以供监测员能够及时在线查看并了解断路器的三相同期性是否正常，能够实时监测反映断路器的三相同期性，进而监测断路器的健康状况，做到真正意义上的无人值守。

进一步地，所述开关柜综合在线监测装置100还包括储能电机状态模块40，所述储能电机状态模块40与所述处理模块10电性连接，用于实时监测储能电机的电流波形以及频率的变化，并将监测到的储能电机的电流波形以及频率的变化传输至所述处理模块10，对其进行分析处理，并将分析处理后的结果传输至所述终端30。

在本实施方式中，所述储能电机状态模块40能够实时监测储能电机的电流波形以及频率的变化，并将监测到的储能电机的电流波形以及频率的变化传输至所述处理模块10进行分析处理，分析出储能电机的工作状态是否正常，其中工作状态包括储能电机启动电流、操作电流、运行时间，统计储能电机的启动次数/24h、累计工作时间/24h，之后将分析出的结果传输至所述终端30，以供监测员在线查看，进而监测断路器的健康状况，做到真正意义上的无人值守。

进一步地，所述开关柜综合在线监测装置100还包括柜内综合监测模块50，所述柜内综合监测模块50与所述处理模块10电性连接，用于实时监测上线触头温度，真空泡内部的真空度、柜内局部放电量和弧光强度，并将监测到的信息数据传输至所述处理模块10，对其进行分析处理，并将分析处理后的结果传输至所述终端30。

在本实施方式中，所述柜内综合监测模块50能够实时监测上线触头温度，真空泡内部的真空度、柜内局部放电量和弧光强度，其中在监测上线触头温度时采用温度传感器，在监测真空泡内部的真空度时采用真空度微波天线传感器，在监测柜内局部放电量时采用放电计数器，在监测弧光强度时采用弧光传感器，将监测到的上线触头温度，真空泡内部的真空度、柜内局部放电量和弧光强度传输至所述处理模块10中的数据库进行对比分析，判断出监测到的上线触头温度，真空泡内部的真空度、柜内局部放电量和弧光强度是否均处于数据库内预设的标准范围值内，之后将分析出的结果传输至所述终端30，以供监测员在线查看，进而监测断路器的健康状况，做到真正意义上的无人值守。

进一步地，所述开关柜综合在线监测装置100还包括避雷器监测模块60，所述避雷器监测模块60与所述处理模块10电性连接，用于实时监测避雷器的全泄漏电流、阻性电流和雷击次数，并将监测到的信息数据传输至所述处理模块10，对其进行分析处理，并将分析处理后的结果传输至所述终端30。

在本实施方式中，所述避雷器监测模块60能够实时监测避雷器的全泄漏电流、阻性电流和雷击次数，并将其传输至所述处理模块10中，并与数据库中的全泄漏电流、阻性电流和雷击次数的标准范围值进行比较，判断出监测到的全泄漏电流、阻性电流和雷击次数是否均处于数据库内预设的标准范围值内，之后将分析出的结果传输至所述终端30，以供监测员在线查看，进而监测断路器的健康状况，做到真正意义上的无人值守。

进一步地，所述开关柜综合在线监测装置100还包括无线传输模块70和警报模块80，所述无线传输模块70分别与所述处理模块10和所述终端30电性连接，所述无线传输模块70，用于利用无线网络将所述处理模块10分析处理后的数据信息传输至所述终端30；

所述警报模块80与所述处理模块10电性连接，用于在所述处理模块10分析处理后的数据信息未达到标准时，向监测员发出警报。

在本实施方式中，所述行程状态监测单元21、所述平均速度监测单元22、所述分合闸时间监测单元23、所述分合闸次数监测单元24、所述线圈电能监测单元25、所述三相同期监测单元26、所述储能电机状态模块40、所述柜内综合监测模块50和所述避雷器监测模块60采集的信息经过所述处理模块10分析处理，若分析出开关柜内有异常，则所述处理模块10控制所述警报模块80动作，所述警报模块80发出警报声，所述警报模块80为蜂鸣器，用以提醒监测员注意，开关柜内电气设备出现故障，并且通过所述无线传输模块70传输至所述终端30，以供监测员查看，所述无线传输模块70为4G网络、5G网络、以太网、局域网中的一种。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种开关柜综合在线监测装置，其特征在于，

包括处理模块、断路器综合监测模块和终端，所述断路器综合监测模块和所述终端分别与所述处理模块电性连接；

所述断路器综合监测模块，用于对断路器的行程状态、分合闸平均速度、分合闸时间、分合闸次数、分合闸线圈电能参数和三相同期性进行实时监测，并将监测的数据传输至所述处理模块进行分析处理，判断是否存在异常，且将分析处理后的结果传输至所述终端；

所述终端，用于接收所述处理模块分析处理后的结果，以供监测员进行在线查看。

2.如权利要求1所述的开关柜综合在线监测装置，其特征在于，

所述断路器综合监测模块包括行程状态监测单元，所述行程状态监测单元与所述处理模块电性连接，用于监测断路器的运行状态，并将监测到的运行状态绘制成曲线传输至所述处理模块，对其进行分析处理，并将分析处理后的结果传输至所述终端。

3.如权利要求2所述的开关柜综合在线监测装置，其特征在于，

所述断路器综合监测模块还包括平均速度监测单元和分合闸时间监测单元，所述平均速度监测单元和所述分合闸时间监测单元分别与所述处理模块电性连接；

所述平均速度监测单元，用于实时监测断路器分合闸的平均速度，并将平均速度的变化情况绘制成曲线传输至所述处理模块，对其进行分析处理，并将分析处理后的结果传输至所述终端；

所述分合闸时间监测单元，用于实时监测断路器分合闸的时间，并将时间的发展情况绘制成曲线传输至所述处理模块，对其进行分析处理，并将分析处理后的结果传输至所述终端。

4.如权利要求3所述的开关柜综合在线监测装置，其特征在于，

所述断路器综合监测模块还包括分合闸次数监测单元，所述分合闸次数监测单元与所述处理模块电性连接，用于实时监测断路器的分合闸次数，并将监测到的分合闸次数传输至所述处理模块，对其进行分析处理，并将分析处理后的结果传输至所述终端。

5.如权利要求4所述的开关柜综合在线监测装置，其特征在于，

所述断路器综合监测模块还包括线圈电能监测单元，所述线圈电能监测单元与所述处理模块电性连接，用于实时监测断路器分合闸线圈的电流和控制回路电压，并将监测到的断路器分合闸线圈的电流和控制回路电压传输至所述处理模块，对其进行分析处理，并将分析处理后的结果传输至所述终端。

6.如权利要求5所述的开关柜综合在线监测装置，其特征在于，

所述断路器综合监测模块还包括三相同期监测单元，所述三相同期监测单元与所述处理模块电性连接，用于实时监测断路器主、辅触头三相及同相各断口分合闸的同期性和配合时间，并将监测到的断路器主、辅触头三相及同相各断口分合闸的同期性和配合时间传输至所述处理模块，对其进行分析处理，并将分析处理后的结果传输至所述终端。

7.如权利要求1至6任一项所述的开关柜综合在线监测装置，其特征在于，

所述开关柜综合在线监测装置还包括储能电机状态模块，所述储能电机状态模块与所述处理模块电性连接，用于实时监测储能电机的电流波形以及频率的变化，并将监测到的储能电机的电流波形以及频率的变化传输至所述处理模块，对其进行分析处理，并将分析处理后的结果传输至所述终端。

8.如权利要求7所述的开关柜综合在线监测装置，其特征在于，

所述开关柜综合在线监测装置还包括柜内综合监测模块，所述柜内综合监测模块与所述处理模块电性连接，用于实时监测上线触头温度，真空泡内部的真空度、柜内局部放电量和弧光强度，并将监测到的信息数据传输至所述处理模块，对其进行分析处理，并将分析处理后的结果传输至所述终端。

9.如权利要求8所述的开关柜综合在线监测装置，其特征在于，

所述开关柜综合在线监测装置还包括避雷器监测模块，所述避雷器监测模块与所述处理模块电性连接，用于实时监测避雷器的全泄漏电流、阻性电流和雷击次数，并将监测到的信息数据传输至所述处理模块，对其进行分析处理，并将分析处理后的结果传输至所述终端。

10.如权利要求9所述的开关柜综合在线监测装置，其特征在于，

所述开关柜综合在线监测装置还包括无线传输模块和警报模块，所述无线传输模块分别与所述处理模块和所述终端电性连接，所述无线传输模块，用于利用无线网络将所述处理模块分析处理后的数据信息传输至所述终端；

所述警报模块与所述处理模块电性连接，用于在所述处理模块分析处理后的数据信息未达到标准时，向监测员发出警报。