CN110346717B - 一种人工智能高压断路器在线监测系统及方法 - Google Patents

一种人工智能高压断路器在线监测系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110346717B
CN110346717B CN201910801345.XA CN201910801345A CN110346717B CN 110346717 B CN110346717 B CN 110346717B CN 201910801345 A CN201910801345 A CN 201910801345A CN 110346717 B CN110346717 B CN 110346717B
Authority
CN
China
Prior art keywords
time
switching
closing
phase
auxiliary contact
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910801345.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN110346717A (zh
Inventor
杨启蓓
杨玖玖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201910801345.XA priority Critical patent/CN110346717B/zh
Publication of CN110346717A publication Critical patent/CN110346717A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110346717B publication Critical patent/CN110346717B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
    • G01R31/3271—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers of high voltage or medium voltage devices
    • G01R31/3272—Apparatus, systems or circuits therefor
    • G01R31/3274—Details related to measuring, e.g. sensing, displaying or computing; Measuring of variables related to the contact pieces, e.g. wear, position or resistance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
    • G01R31/3271—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers of high voltage or medium voltage devices
    • G01R31/3275—Fault detection or status indication
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/16—Electric power substations

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
  • Keying Circuit Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种人工智能高压断路器在线监测系统及方法。该系统采集变电站的实时数据和非实时数据，用于在线监测高压断路器的机械特性、控制回路特性、告警信号特性等技术指标。监测的时间参数精度为不大于1毫秒，准确度为满足断路器制造参数范围内，还可通过人工智能技术来补偿不同物理链路构成的控制回路延时误差。该系统的监测范围从设备本体扩展到控制回路、告警信号，具有“不停电安装调试、不触动设备及控制回路、不受电磁干扰、不新增额外运维工作量”等优点。人工智能高压断路器在线监测系统与停电预防性试验构成“停电人工试验、在线智能监测”双重主动预警保障体系，为优化断路器运行维护策略提供决策参考。

Description

一种人工智能高压断路器在线监测系统及方法
技术领域
本发明涉及电力系统智能电网监测领域，尤其是涉及一种人工智能高压断路器在线监测系统及方法。
背景技术
高压断路器是在正常或故障情况下接通或断开高压电路的专用电器，是电网最重要的安全保护设备。相对于静止的变压器、电抗器、电容器等电气设备，高压断路器要在频繁的正常分合闸和故障时切断中保证正确的动作，而其分合闸时间及其不同期时间与电气设备绝缘过电压、设备同期并列、断路器的动静触头损伤等因素密切相关，因此开展对高压断路器分合闸特性的在线监测对提高断路器乃至电网的安全可靠性具有重要意义。
电力系统中，高压断路器数量多、检修量大、费用高。另据统计，断路器的部分故障是由于不正确的检修所致，断路器的大修解体，既费时间，费用也很高，而且解体和重新装配会引起很多新的缺陷。显然电力系统迫切需要及时了解断路器的工作状态，减少非计划或不必要的停电试验和检修，减少维护工作量，降低维修费用，提高检修的针对性，从而提高电网和断路器的可靠性和经济性。
当前主要有两种断路器在线监测解决方案，分别是“外加传感器及合并单元和智能IED的解决方案(以下简称外加传感器方案)、单纯用实时及非实时数据的大数据监测解决方案(以下简称大数据方案)。
外加传感器方案是在断路器设备及其控制回路上加装各种传感器，通过监测断路器的一次电流、分合阐线圈电流及储能电机的特征数据，对断路器的电寿命、机械性能的好坏进行评估，能够及时发现隐藏性故障。显然，外加传感器方案目前至少存在如下的不足：传感器价格昂贵，可靠性也存疑虑；带来了传感器检验问题和维护工作量增大的困扰；安装空间较大，产品尺寸在实际工程安装的配合；光纤信号的引出及抗干扰和电磁的问题；存在温度、振动及外磁场等干扰因素；部件的型式试验报告不全等。这些问题困扰着此类在线监测解决方案的大规模工程应用。此外，纵观国内外外加传感器的监测方案的研究报告、产品说明书，均没有看到对监测数据精确度和准确度的描述。
大数据方案是从SCADA系统、测控装置、继电保护装置、故障录波装置、选相分合闸装置等采集数据，并通过技术模型计算出监测数据，运用大数据技术对设备状态进行分析。这种方案刚刚起步，目前也存在业务场景和技术模型少，所监测参数维度不够多，且智能分析的程度不高等不足。
中国工程院院士刘韵洁表示，做到人工智能与制造业紧密融合，实现智能化生产，需要三个要素。一是工业生产的大数据，二是有模型和算法，三是计算能力。而本发明拥有源源不断的电力工业生产大数据，具有多种业务场景的技术模型和算法，通过开发在线监测系统程序来构建计算能力，对高压断路器运维需要的数据进行挖掘，就能实现人工智能的高压断路器在线监测和安全态势感知，逐步优化断路器运维的状态检修。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种高压断路器在线监测系统、方法，以改善上述问题。
第一方面，本申请实施例提供一种人工智能高压断路器在线监测系统，包括数据采集模块、监测计算模块。数据采集模块和监测计算模块分别单独部署在不同的服务器中，或者共同部署在同一台高性能服务器中。
数据采集模块用于对变电站的电气设备运行产生的实时数据和非实时数据进行采集、抽取、清洗、汇聚，提供监测计算模块用于在线监测分析所需的数据。
监测计算模块包括在线监测的机械特性模块、控制回路特性模块、告警信号特性模块、人工智能监测模块；所述监测计算模块能够通过所述人工智能监测模块设定人工智能策略，运用人工智能技术来补偿不同物理链路固有的时间误差；所述监测计算模块所监测的时间参数精度为不大于1毫秒，准确度为落在断路器制造参数范围内，分析过程可追溯；运用边缘计算和云计算技术，可构成大规模高压断路器集群在线监测子站和主站系统。
机械特性模块的技术模型用于对包括分闸时间、三相分闸不同期时间、合闸时间、三相合闸不同期时间、合闸弹跳时间、合闸弹跳次数、分合时间、合分时间、分合分操作顺序、分闸辅助接点转换时间、三相分闸辅助接点转换不同期时间、合闸辅助接点转换时间、三相合闸辅助接点转换不同期时间、储能系统启动时间的在线监测参数进行计算。
断路器分合闸位置取自操动机构辅助开关的接点，分合闸信号包括分合闸控制按钮、测控装置、选相分合闸装置和继电保护装置、电网安全稳定控制装置发出的分合闸控制信号。分闸时间也称为开断时间或全分闸时间，是指处于合闸位置的断路器，从分闸控制信号发出及分闸回路带电时刻到断路器分闸辅助接点转换到分闸位置的时间间隔。
合闸时间也称为关合时间，是指处于分闸位置的断路器，从合闸控制信号发出及合闸回路带电时刻到断路器合闸辅助接点转换到合闸位置的时间间隔。
分合闸时间包括分合闸控制信号在与断路器构成一个整体的分合闸控制回路的响应时间和分合闸辅助接点转换过程的时长，分别表示为：
T分闸时间＝T分闸控制回路响应时间+T合闸位置转换为分闸位置过程的时长；
T合闸时间＝T合闸控制回路响应时间+T分闸位置转换为合闸位置过程的时长；
以分合闸信号时标、辅助接点转换到位时标为基准，在线监测的断路器分合闸时间技术模型及运算规则为：
三相联动操作的分闸时间：Topen＝T2-T1-Kopen；
其中，Topen是所述分闸时间，T1是分闸信号发出的时标，T2是分闸辅助接点闭合的时标，Kopen是分闸补偿系数。
三相联动操作的合闸时间：Tclose＝T4-T3-Kclose；
其中，Tclose是所述合闸时间，T3是合闸信号发出的时标，T4是合闸辅助接点到位的时标，Kclose是合闸补偿系数。
Kopen和Kclose是对包括断路器固有制造参数、停电预防性试验参数、交接试验参数进行智能运算得到的阈值，是对测控装置、选相分合闸装置、继电保护装置和分合闸控制回路构成的物理链路所造成延时差异的补偿，从而使所监测到的分合闸时间更接近断路器的固有制造参数。
分相操作的分闸时间：
TAopen＝TA2-TA1-KAO；
其中，TAopen是A相分闸时间，TA1是A相分闸信号发出的时标，TA2是A相分闸辅助接点闭合的时标，KAO是A相分闸补偿系数。
TBopen＝TB2-TB1-KBO；
其中，TBopen是B相分闸时间，TB1是B相分闸信号发出的时标，TB2是B相分闸辅助接点闭合的时标,KBO是B相分闸补偿系数。
TCopen＝TC2-TC1-KCO；
其中，TCopen是C相分闸时间，TC1是C相分闸信号发出的时标，TC2是C相分闸辅助接点闭合的时标，KCO是C相分闸补偿系数。
KAO、KBO、KCO系数是对包括断路器固有制造参数、停电预防性试验参数、交接试验参数进行智能运算得到的阈值，是对测控装置、选相分合闸装置、继电保护装置和分闸控制回路构成的物理链路所造成延时差异的补偿，从而使所监测到的分闸时间更接近断路器的固有制造参数。
三相分闸不同期时间，是上述分相操作分闸时间最大值和最小值的差值；
分相操作的合闸时间：
TAclose＝TA2-TA1-KAC；
其中，TAclose是A相合闸时间，TA1是A相合闸信号发出的时标，TA2是A相合闸辅助接点闭合的时标，KAC是A相合闸补偿系数。
TBclose＝TB2-TB1-KBC；
其中，TBclose是B相合闸时间，TB1是B相合闸信号发出的时标，TB2是B相合闸辅助接点闭合的时标，KBC是B相合闸补偿系数。
TCclose＝TC2-TC1-KCC；
其中，TCclose是C相合闸时间，TC1是C相合闸信号发出的时标，Tc2是B相合闸辅助接点闭合的时标，KCC是C相合闸补偿系数。
KAC、KBC、KCC系数是对包括断路器固有制造参数、停电预防性试验参数、交接试验参数进行智能运算得到的阈值，是对测控装置、选相分合闸装置、继电保护装置和合闸控制回路构成的物理链路所造成延时差异的补偿，从而使所监测到的合闸时间更接近断路器的固有制造参数。
三相合闸不同期时间，是上述分相操作合闸时间最大值和最小值的差值。
合闸弹跳时间是指处于分闸状态的断路器进行合闸操作，最后一次合闸辅助接点闭合至第一次合闸辅助接点闭合的时间间隔：
T合闸弹跳时间＝T最后一次合闸辅助接点闭合时标-T第一次合闸辅助接点闭合时标；
电压大于或等于35kV的断路器在合闸过程中触头接触后的弹跳时间小于或等于3ms。
合闸弹跳次数是在合闸弹跳时间范围内的弹跳总次数：
N合闸弹跳次数是合闸操作过程中第一次合闸辅助接点闭合时刻开始，至最后一次合闸辅助接点闭合时刻，合闸辅助接点闭合的次数之和。
合分时间指处于分闸位置的断路器，从合闸信号或重合闸信号发出及合闸回路带电时刻到合闸操作完成，随后在继电保护装置进行的分闸操作使断路器处于分闸位置的时间间隔：
TCloseOpen＝Tco-Tc-KCloseOpen；
其中，TCloseOpen是合分时间，Tc是合闸信号发出的时标，Tco是合闸随后的分闸辅助接点闭合的时标，KCloseOpen是合分时间补偿系数；
KCloseOpen系数是对包括断路器固有制造参数、停电预防性试验参数、交接试验参数进行智能运算得到的阈值，是对测控装置、选相分合闸装置、继电保护装置和分合闸控制回路构成的物理链路所造成延时差异的补偿，从而使所监测到的分合时间更接近断路器的固有制造参数。
分合时间指处于合闸位置的断路器，从继电保护装置发出分闸信号及分闸回路带电时刻到分闸操作完成，随后在继电保护装置进行的合闸操作使断路器处于合闸位置的时间间隔：
TOpenClose＝TReClose-TOpen-KOpenClose；
其中，TOpenClose是分合时间，TOpen分闸信号发出的时标，TReClose重合闸成功后的合闸辅助接点闭合的时标，KOpenClose是分合补偿系数。
KOpenClose系数是对包括断路器固有制造参数、停电预防性试验参数、交接试验参数进行智能运算得到的阈值，是对测控装置、选相分合闸装置、继电保护装置和分合闸控制回路构成的物理链路所造成延时差异的补偿，从而使所监测到的合分时间更接近断路器的固有制造参数。
分合分操作顺序指处于合闸位置的断路器，从继电保护装置发出分闸信号及分闸回路带电时刻到分闸操作完成，随后在继电保护装置进行的重合闸操作使断路器处于合闸位置，再接着在继电保护装置进行的分闸操作并使断路器处于分闸状态的自动操作顺序过程，即O-CO顺序，可分解成四个部分；
第一部分是分闸及分闸时间：
TOpen1＝TOpen1End-T1-KOpen1；
其中，TOpen1是第一次分闸时间，T1是第一次分闸信号发出的时标，TOpen1End是第一次分闸辅助接点闭合时标，KOpen1是分闸补偿系数。
第二部分是重合闸及合分时间：
TReCloseOpen＝TReCloseOpen-TReClose-KReCloseOpen；
其中，TReCloseOpen是合分时间，TReClose是重合闸信号发出的时标，TReCloseOpen是重合闸随后的分闸辅助接点闭合的时标，KReCloseOpen是合分时间补偿系数。
第三部分是分闸与合分之间的时间：
TRclose-1Open＝TRclose-T1open-KRclose-1Open；
其中，TRclose-1Open是第一次分闸结束与重合闸信号发出的时间间隔，T1open是第一部分过程结束后分闸辅助接点闭合的时标，TRclose是第二部分的重合闸信号发出的时标，KRclose-1Open是分合分补偿系数；
KOpen1、KReCloseOpen、KRclose-1Open系数是对包括所述断路器固有制造参数、停电预防性试验参数、交接试验参数进行智能运算得到的阈值，是对测控装置、选相分合闸装置、继电保护装置和分合闸控制回路构成的物理链路所造成延时差异的补偿，从而使所监测到的TRclose-1Open更接近所述断路器及其控制回路的固有参数；
第四部分是TRclose-1Open不大于0.3秒；
分合闸辅助接点转换时间是指断路器分闸辅助接点、合闸辅助接点相互转换的时间；
分合闸辅助接点转换不同期时间是指ABC三相辅助接点转换不同期时间最大值和最小值的差值；
分闸辅助接点转换时间，是合闸辅助接点向分闸辅助接点转换的时长：
三相联动分合闸辅助接点转换时间，分别表示为：
T分闸辅助接点转换时间＝T分闸辅助接点闭合的时标-T合位辅助接点断开的时标；
T合闸辅助接点转换时间＝T合闸辅助接点闭合的时标-T分闸辅助接点断开的时标；
分相分闸操作的分闸辅助接点转换时间，分别表示为：
TA相分闸辅助接点转换时间＝TA相分闸辅助接点闭合的时标-TA相合位辅助接点断开的时标；
TB相分闸辅助接点转换时间＝TB相分闸辅助接点闭合的时标-TB相合位辅助接点断开的时标；
TC相分闸辅助接点转换时间＝TC相分闸辅助接点闭合的时标-TC相合位辅助接点断开的时标；
分相操作的分闸辅助接点转换不同期时间，是分闸辅助接点转换时间最大值和最小值的差值；
分相合闸操作的辅助接点转换时间，分别表示为：
TA相合闸辅助接点转换时间＝TA相合闸辅助接点闭合的时标-TA相分闸辅助接点断开的时标；
TB相合闸辅助接点转换时间＝TB相合闸辅助接点闭合的时标-TB相分闸辅助接点断开的时标；
TC相合闸辅助接点转换时间＝TC相合闸辅助接点闭合的时标-TC相分闸辅助接点断开的时标；
分相操作的合闸辅助接点转换不同期时间，是合闸辅助接点转换时间最大值和最小值的差值；
所述储能系统启动时间是指配备储能电机的断路器在合闸位置发出未储能信号并启动电机储能、直至机构未储能信号消失的时间间隔，表示为：
T储能系统启动时间＝T未储能信号消失的时标-T未储能信号发生的时标；
控制回路特性模块包括断路器的分闸回路响应时间技术模型、合闸回路响应时间技术模型、重合闸回路响应时间技术模型，回路响应时间是指控制信号发出时刻及控制回路带电时刻至辅助接点瞬间转换的时长。
分闸回路响应时间技术模型是指处于合闸位置的断路器，分闸信号发出及分闸回路带电时刻与合闸辅助接点瞬间断开的时标的时间间隔，表示为：
T分闸回路响应时间＝T合闸辅助接点瞬间断开的时标-T分闸信号发出瞬间的时标-K分闸回路响应补偿；
其中K分闸回路响应补偿是对包括断路器固有制造参数、停电预防性试验参数、交接试验参数进行智能运算得到的阈值，是对所述测控装置、选相分合闸装置、所述继电保护装置和所述分闸控制回路构成的物理链路所造成延时差异的补偿。
合闸回路响应时间技术模型是指处于分闸位置的断路器，合闸信号发出及合闸回路带电时刻与分闸辅助接点瞬间断开的时标时间间隔，表示为：
T合闸回路响应时间＝T分闸辅助接点瞬间断开的时标-T合闸信号发出瞬间的时标-K合闸回路响应补偿；
其中K合闸回路响应补偿是对包括断路器固有制造参数、停电预防性试验参数、交接试验参数进行智能运算得到的阈值，是对所述测控装置、选相分合闸装置、所述继电保护装置和所述合闸控制回路构成的物理链路所造成延时差异的补偿。
重合闸回路响应时间技术模型是指处于分闸位置的断路器，重合闸信号发出及合闸回路带电时刻与分闸辅助接点瞬间断开的时标时间间隔，表示为：
T重合闸回路响应时间＝T分闸辅助接点瞬间断开的时标-T重合闸信号发出瞬间的时标-K重合闸回路响应补偿；
其中K重合闸回路响应补偿是对包括断路器固有制造参数、停电预防性试验参数、交接试验参数进行智能运算得到的阈值，是对所述测控装置、选相分合闸装置、所述继电保护装置和重合闸控制回路构成的物理链路所造成延时差异的补偿。
告警信号特性模块包括告警信号的单次时长技术模型、累计次数技术模型、连续N小时次数技术模型、当天次数技术模型、单台断路器分合闸状态关联告警信号技术模型、断路器集群状态关联告警统计技术模型；
告警信号特性模块所监测的告警信号包括弹簧操作机构闭锁信号、液压操作机构闭锁信号、气动操作机构闭锁信号、弹簧未储能信号、油泵启动信号、空气泵启动信号、控制回路断线信号、控制电源消失信号、三相不一致信号、SF6气压低闭锁信号；
其中，弹簧操作机构闭锁信号，包括压力低闭锁重合闸信号、压力低闭锁合闸信号、压力低闭锁分闸信号；
其中，液压操作机构闭锁信号，包括油压低重合闸闭锁信号、油压低合闸闭锁信号、油压低分合闸总闭锁信号；
其中，气动操作机构闭锁信号，包括气压低重合闸闭锁信号、气压低合闸闭锁信号、气压低分合闸总闭锁信号。
单次时长技术模型是：
T告警单次时长＝T告警信号复归时标-T告警信号触发时标
计算基准包括毫秒、秒、分钟、小时中的至少一种；
累计次数技术模型N累计次数是指查询时间区段内该告警信号出现的次数总和；
连续N小时次数技术模型N连续N小时次数是指以查询时刻为截止时刻，在所述查询时刻前N小时内该告警信号出现的次数；
当天次数技术模型N当天次数是指当天零点至查询时刻该告警信号出现的次数；
单台断路器分合闸状态关联告警信号技术模型是指基于边缘计算对单个站点的单台断路器的分闸或者合闸状态时标设为基准，截止查询时刻，该单台断路器已发生的告警信号名称、单次时长、累计次数、连续N小时次数、当天告警次数进行统计分析；
断路器集群状态关联告警统计技术模型是指基于断路器集群名称、分闸或合闸状态、告警信号、统计时间、企业名称、站点名称、调度编号、生产厂家、电压等级、设备型号、操作机构型号、投产年限构成的断路器集群的告警信号分析，有利于发现家族性、趋势性的异常和缺陷；
所述断路器集群状态关联告警统计技术模型用于对断路器的分闸、合闸状态下的信号告警次数进行统计，统计时间按小时、日、周、月、季度、年进行大小排序；以及将统计分析列表输出至人机交互界面或移动终端屏幕进行显示，或者向移动存储器输出该列表的电子表格文件。
结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，人工智能监测模块包括人工智能告警阈值设置模块、分合闸信号清单设置模块、告警信息推送策略模块、测量误差补偿模块、监测结果追溯模块、安全态势感知模块、断路器偷跳监测模块、智能监测的告警模块、告警信号自动统计模块、智能推送操作界面模块、数据备份及恢复模块、软硬件自检测模块；
人工智能告警阈值设置模块，用于设置监测参数的基准告警阈值，包括断路器预防性试验的参数值及断路器的制造参数。
分合闸信号清单设置模块，用于配置对断路器进行控制的分合闸信号，其中分闸信号包括断路器机构箱的就地分闸信号、测控装置发出的远控分闸信号、继电保护装置及安全自动装置发出的跳闸信号；合闸信号包括断路器机构箱的就地合闸信号、测控装置发出的远控合闸信号、重合闸装置发出的重合闸信号。
智能告警信息推送策略模块，用于配置告警信息推送优先权策略，包括增加、删除、修改、导入、导出功能对信息推送优先权策略进行配置，并按优先权策略向人机交互界面及移动终端推送最新的监测参数及分析过程，优先权策略包括电压等级的高低、时序的先后、断路器的调度编号。
智能测量误差补偿模块，利用大数据分析和人工智能深度学习技术，对分合闸动作过程涉及的各种控制回路、不同物理链路固有的测量误差进行补偿，用于将在线监测的参数与固有的制造参数、停电预防性试验参数和设备交接试验参数进行比对。
监测结果追溯模块，用于对监测数据及其计算过程有关的信号按时序进行分类列表并标注计算说明，所标注的计算说明包括自动选择信号进行参数的自动计算的方式及手动选择信号进行参数的自动计算的方式。
此模块便于专业技术人员辨识该监测参数及其计算过程，可对不同的信号数据及其计算过程进行调整，为故障分析、故障查找提供详尽的决策参考。
安全态势感知模块，用于对所监测到的参数进行安全态势感知并向用户提出辅助运维建议，包括安全态势感知知识库、异常检查方案建议库；安全态势感知知识库包括对监测参数值进行断路器安全状态风险评估所提供的专家经验；异常检查方案建议库包括向运维人员提供多种检查的方法及步骤、运维作业指导书。
断路器偷跳监测模块，用于监测电力系统无任何短路或接地故障，继电保护没有动作，断路器自动跳闸称为“误跳”或“偷跳”的状态；断路器偷跳监测模块主要由测量模块、逻辑模块和执行模块组成。所述测量模块用于监测断路器的分合闸辅助接点位置及有电气连接的相邻隔离开关的合闸辅助接点位置状态，及监测断路器的分闸控制信号状态，并根据所监测到的状态输出监测的信号状态值至逻辑模块。所述逻辑模块根据测量模块输入的信号进行逻辑判断，从而确定断路器是否偷跳并输出信号至执行模块。所述执行模块是根据逻辑部分输入的信号执行发出断路器偷跳告警信号。
智能监测的告警模块用于当监测到超出预警阈值的异常情况，对机械特性模块、控制回路特性模块、告警信号特性模块、断路器偷跳监测模块的监测值与人工智能预警阈值进行对比，在发现有超出告警阈值的参数时，将该断路器列入告警列表，并在人机交互界面发出含红色字体和弹窗的告警指示，以及向移动终端发出告警信息，自动启动监测结果追溯模块，并提供检查告警信号的作业指导书。
告警信号自动统计模块用于统计告警信号，包括对告警信号的增加、删除、修改、导入、导出功能，用于统计告警信号次数、按计数大小排序、自动推送报告警信号列表、告警信号动作与复归次数的日统计、周统计、月统计、季度统计、年度统计、自定义时间区段统计。
智能推送操作界面模块，用于记录用户浏览习惯，向不同账号、不同权限的登录用户推送符合其使用习惯的人机交互界面或移动终端的界面；根据不同人机交互界面屏幕分辨率，智能设置弹窗的位置、大小；设置智能推送界面功能的开启或停止按钮。
数据备份及恢复模块用于对包括所监测的实时或非实时信号数据、技术模型及模块的配置数据、技术模型监测计算的数据、故障记录数据进行备份或恢复操作。
软硬件自检测模块用于对系统硬件及软件功能模块和技术模型的进程等进行监视，对出现异常的受监视对象发出故障预警、统计该信号预警的次数，并列有故障日志记录，便于开展故障处理。
第二方面，本申请实施例提供一种人工智能高压断路器在线监测系统方法，应用于上述第一方面提供的人工智能高压断路器在线监测系统，包括如下步骤：
步骤S1、数据采集模块接收变电站的电气设备产生的实时信号数据或非实时信号数据，并对所述实时信号数据或所述非实时信号数据进行清洗、汇聚后推送到监测计算模块；
步骤S2、监测计算模块接收到信号后，同时启动机械特性模块、控制回路特性模块、告警信号特性模块和人工智能监测模块；
步骤S3、由机械特性模块包括的14个技术模型计算出相应的在线监测参数，分别为：分闸时间、三相分闸时间不同期、合闸时间、三相合闸时间不同期、合闸弹跳时间、合闸弹跳次数、分合时间、合分时间、分合分操作顺序、分闸辅助接点转换时间、三相分闸辅助接点转换时间不同期、合闸辅助接点转换时间、三相合闸辅助接点转换时间不同期、储能系统启动时间；
步骤S4、由控制回路特性模块包括的3个技术模型计算出相应的在线监测参数，分别为：分闸回路响应时间、合闸回路响应时间、重合闸回路响应时间；
步骤S5、由告警信号特性模块包括的6个技术模型对告警信号进行统计分析，分别为：单次时长、累计次数、连续N小时次数、当天次数、单台断路器分合闸状态关联告警、断路器集群状态关联告警；
步骤S6、将S3、S4、S5监测及计算所得的数据输送到人工智能监测模块，该模块的12个模型将按照预先配置的条件自动调用智能测量误差补偿、监测结果追溯、安全态势感知、断路器偷跳监测、智能推送界面功能模块，并提供数据备份及恢复、软硬件自检测功能。
本发明提供一种人工智能高压断路器在线监测系统，该系统采集变电站生产的实时数据和非实时数据，用于远程在线监测高压断路器的机械特性、控制回路特性、告警信号特性等技术指标，监测时间参数的精度达毫秒级，准确度为在断路器制造参数范围内。还可通过人工智能技术模型来提升监测的智能化水平。与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
相对于外加传感器监测方案，可有效规避该类方案带来的安装需停电、传感器可靠性低、抗干扰能力不足、精度不高等不足，只需在远动机房安装一套屏柜就可对全站的高压断路器进行在线监测；
相对于大数据监测方案，本发明涉及的业务场景更多，监测的技术模型及参数更多，将监测范围从设备本体、控制回路延伸到告警信号特性，并且建立人工智能分析技术模型，极大增强智能监测水平和监测能力。本发明的人工智能高压断路器在线监测系统采用子站+主站架构融入泛在电力物联网。子站以边缘计算对站点局部、实时、短周期的数据分析和处理，支撑本地在线监测与智能预警；主站以云计算对接入专用网的断路器集群进行全局性、非实时、长周期的大数据分析与处理，为大规模分布式断路器集群监测提供智能化决策辅助。
当前技术体系中，处于被动状态且唯一的高压断路器安全保障体系是遵照电气设备预防性试验和交接试验规程进行的停电人工试验，如若配置本发明系统及方法，将构成“停电人工试验、在线智能监测”双重主动预警保障体系，可为电力系统实施断路器全生命周期管理及优化运维策略提供决策参考。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本申请实施例提供的人工智能高压断路器在线监测系统原理图。
图2为本申请实施例提供的机械特性模块原理图。
图3为本申请实施例提供的控制回路特性模块原理图。
图4为本申请实施例提供的告警特性模块原理图。
图5为本申请实施例提供的人工智能监测模块原理图。
图6为本申请实施例提供的断路器偷跳模块原理图。
图7为本申请实施例提供的人工智能高压断路器在线监测方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
本发明涉及的业务场景涉及到机械特性模块14种技术模型、控制回路3种技术模型、告警信号特性模块的6种技术模型和10种告警信号、人工智能监测模块的12种技术模型。
相对于其他大数据监测方案，监测的技术模型及参数更多，将监测范围从设备本体、控制回路延伸到告警信号特性，并且建立人工智能监测模块，极大增强智能监测水平和监测能力。
下面结合附图对本发明进一步说明。
1、人工智能高压断路器在线监测系统原理图
参照图1，本发明人工智能高压断路器在线监测系统包括数据采集模块、监测计算模块。数据采集模块和监测计算模块分别单独部署在不同的服务器中，或者共同部署在同一台高性能服务器中。
本发明的人工智能高压断路器在线监测系统采用子站+主站架构融入泛在电力物联网。子站以边缘计算对站点局部、实时、短周期的数据分析和处理，支撑本地在线监测与智能预警；主站以云计算对接入专用网的断路器集群进行全局性、非实时、长周期的大数据分析与处理，为大规模分布式断路器集群监测提供智能化决策辅助。
数据采集模块用于对变电站的电气设备运行产生的实时数据和非实时数据进行采集、抽取、清洗、汇聚，提供监测计算模块用于在线监测分析所需的数据。本实施例中，数据采集模块可分别部署在子站及主站中，基于子站及主站对变电站的电气设备运行产生的实时数据和非实时数据进行采集、抽取、清洗、汇聚，提供监测计算模块用于在线监测分析所需的数据。
其中，电气设备包括断路器本体以及继电保护等控制装置。
监测计算模块包括在线监测的机械特性模块、控制回路特性模块、告警信号特性模块、人工智能监测模块。
本发明的人工智能高压断路器在线监测系统采用子站+主站架构融入泛在电力物联网。子站以边缘计算对站点局部、实时、短周期的数据分析和处理，支撑本地在线监测与智能预警；主站以云计算对接入专用网的断路器集群进行全局性、非实时、长周期的大数据分析与处理，为大规模分布式断路器集群提供智能化决策辅助。
2、机械特性模块原理图
参照图2，机械特性模块的技术模型包括分闸时间、三相分闸不同期时间、合闸时间、三相合闸不同期时间、合闸弹跳时间、合闸弹跳次数、分合时间、合分时间、分合分操作顺序、分闸辅助接点转换时间、三相分闸辅助接点转换不同期时间、合闸辅助接点转换时间、三相合闸辅助接点转换不同期时间、储能系统启动时间共14个技术模型。
按照国家标准《高压交流断路器参数选用导则(DLT_615-2013)》规定，额定时间参量为分闸时间(空载)、开断时间、合闸时间(空载)等。本发明将带电运行状态的分闸、开断、合闸、关合时间，都统称为分合闸时间。
断路器分合闸位置取自操动机构辅助开关的接点，分合闸信号包括分合闸控制按钮、测控装置、选相分合闸装置和继电保护装置、电网安全稳定控制装置发出的分合闸控制信号。
分闸时间也称为开断时间或全分闸时间，是指处于合闸位置的断路器，从分闸控制信号发出及分闸回路带电时刻到断路器分闸辅助接点转换到分闸位置的时间间隔。
合闸时间也称为关合时间，是指处于分闸位置的断路器，从合闸控制信号发出及合闸回路带电时刻到断路器合闸辅助接点转换到合闸位置的时间间隔。
分合闸时间分别包括分合闸控制信号在与断路器构成一个整体的分合闸控制回路的响应时间和分合闸辅助接点转换过程的时长，分别表示为：
T分闸时间＝T分闸控制回路响应时间+T合闸位置转换为分闸位置过程的时长；
T合闸时间＝T合闸控制回路响应时间+T分闸位置转换为合闸位置过程的时长；
以分合闸信号时标、辅助接点转换到位时标为基准，在线监测的断路器分合闸时间技术模型及运算规则为：
三相联动操作的分闸时间：Topen＝T2-T1-Kopen；
其中，Topen是所述分闸时间，T1是分闸信号发出的时标，T2是分闸辅助接点闭合的时标，Kopen是分闸补偿系数。
三相联动操作的合闸时间：Tclose＝T4-T3-Kclose；
其中，Tclose是所述合闸时间，T3是合闸信号发出的时标，T4是合闸辅助接点到位的时标，Kclose是合闸补偿系数。
Kopen和Kclose是对包括断路器固有制造参数、停电预防性试验参数、交接试验参数进行智能运算得到的阈值，是对包括且不止于各种型号测控装置、选相分合闸装置、继电保护装置和分合闸控制回路构成的物理链路所造成延时差异的补偿，从而使所监测到的分合闸时间更接近断路器的固有制造参数。
分相操作的分闸时间：
TAopen＝TA2-TA1-KAO；
其中，TAopen是A相分闸时间，TA1是A相分闸信号发出的时标，TA2是A相分闸辅助接点闭合的时标，KAO是A相分闸补偿系数。
TBopen＝TB2-TB1-KBO；
其中，TBopen是B相分闸时间，TB1是B相分闸信号发出的时标，TB2是B相分闸辅助接点闭合的时标,KBO是B相分闸补偿系数。
TCopen＝TC2-TC1-KCO；
其中，TCopen是C相分闸时间，TC1是C相分闸信号发出的时标，TC2是C相分闸辅助接点闭合的时标，KCO是C相分闸补偿系数。
KAO、KBO、KCO系数是对包括断路器固有制造参数、停电预防性试验参数、交接试验参数进行智能运算得到的阈值，是对包括且不止于各种型号测控装置、选相分合闸装置、继电保护装置和分闸控制回路构成的物理链路所造成延时差异的补偿，从而使所监测到的分闸时间更接近断路器的固有制造参数。
三相分闸不同期时间，是上述分相操作分闸时间最大值和最小值的差值；
分相操作的合闸时间：
TAclose＝TA2-TA1-KAC；
其中，TAclose是A相合闸时间，TA1是A相合闸信号发出的时标，TA2是A相合闸辅助接点闭合的时标，KAC是A相合闸补偿系数。
TBclose＝TB2-TB1-KBC；
其中，TBclose是B相合闸时间，TB1是B相合闸信号发出的时标，TB2是B相合闸辅助接点闭合的时标，KBC是B相合闸补偿系数。
TCclose＝TC2-TC1-KCC；
其中，TCclose是C相合闸时间，TC1是C相合闸信号发出的时标，Tc2是B相合闸辅助接点闭合的时标，KCC是C相合闸补偿系数。
KAC、KBC、KCC系数是对包括断路器固有制造参数、停电预防性试验参数、交接试验参数进行智能运算得到的阈值，是对包括且不止于各种型号测控装置、选相分合闸装置、继电保护装置和合闸控制回路构成的物理链路所造成延时差异的补偿，从而使所监测到的合闸时间更接近断路器的固有制造参数。
三相合闸不同期时间，是上述分相操作合闸时间最大值和最小值的差值。
合闸弹跳时间是指处于分闸状态的断路器进行合闸操作，最后一次合闸辅助接点闭合至第一次合闸辅助接点闭合的时间间隔：
T合闸弹跳时间＝T最后一次合闸辅助接点闭合时标-T第一次合闸辅助接点闭合时标；
合闸弹跳次数是在合闸弹跳时间范围内的弹跳总次数：
N合闸弹跳次数是合闸操作过程中第一次合闸辅助接点闭合时刻开始，至最后一次合闸辅助接点闭合刻，合闸辅助接点闭合的次数之和。
合闸过程中触头接触后的弹跳时间，35kV及以上断路器不应大于3ms。
合分时间指处于分闸位置的断路器，从合闸信号或重合闸信号发出及合闸回路带电时刻到合闸操作完成，随后在继电保护装置进行的分闸操作使断路器处于分闸位置的时间间隔：
TCloseOpen＝Tco-Tc-KCloseOpen；
其中，TCloseOpen是合分时间，Tc是合闸信号发出的时标，Tco是合闸随后的分闸辅助接点闭合的时标，KCloseOpen是合分时间补偿系数；
KCloseOpen系数是对包括断路器固有制造参数、停电预防性试验参数、交接试验参数进行智能运算得到的阈值，是对包括且不止于各种型号测控装置、选相分合闸装置、继电保护装置和分合闸控制回路构成的物理链路所造成延时差异的补偿，从而使所监测到的分合时间更接近断路器的固有制造参数。
分合时间指处于合闸位置的断路器，从继电保护装置分闸信号发出及分闸回路带电时刻到分闸操作完成，随后在继电保护装置进行的合闸操作使断路器处于合闸位置的时间间隔：
TOpenClose＝TReClose-TOpen-KOpenClose；
其中，TOpenClose是分合时间，TOpen分闸信号发出的时标，TReClose重合闸成功后的合闸辅助接点闭合的时标，KOpenClose是分合补偿系数。
KOpenClose系数是对包括断路器固有制造参数、停电预防性试验参数、交接试验参数进行智能运算得到的阈值，是对包括且不止于各种型号测控装置、选相分合闸装置、继电保护装置和分合闸控制回路构成的物理链路所造成延时差异的补偿，从而使所监测到的合分时间更接近断路器的固有制造参数。
分合分操作顺序指处于合闸位置的断路器，从继电保护装置发出分闸信号及分闸回路带电时刻到分闸操作完成，随后在继电保护装置进行的重合闸操作使断路器处于合闸位置，再接着在继电保护装置进行的分闸操作并使断路器处于分闸状态的自动操作顺序过程，即O-CO顺序，包括四个部分；
第一部分是分闸及分闸时间：
TOpen1＝TOpen1End-T1-KOpen1；
其中，TOpen1是第一次分闸时间，T1是第一次分闸信号发出的时标，TOpen1End是第一次分闸辅助接点闭合时标，KOpen1是分闸补偿系数。
第二部分是重合闸及合分时间：
TReCloseOpen＝TReCloseOpen-TReClose-KReCloseOpen；
其中，TReCloseOpen是合分时间，TReClose是重合闸信号发出的时标，TReCloseOpen是重合闸随后的分闸辅助接点闭合的时标，KReCloseOpen是合分时间补偿系数。
第三部分是分闸与合分之间的时间：
TRclose-1Open＝TRclose-T1open-KRclose-1Open；
其中，TRclose-1Open是第一次分闸结束与重合闸信号发出的时间间隔，T1open是第一部分过程结束后分闸辅助接点闭合的时标，TRclose是第二部分的重合闸信号发出的时标，KRclose-1Open是分合分补偿系数；
KOpen1、KReCloseOpen、KRclose-1Open系数是对包括所述高压断路器固有制造参数、停电预防性试验参数、交接试验参数进行智能运算得到的阈值，是对包括且不止于各种型号的测控装置、选相分合闸装置、继电保护装置和分合闸控制回路构成的物理链路所造成延时差异的补偿，从而使所监测到的TRclose-1Open更接近所述高压断路器及其控制回路的固有参数；
第四部分是TRclose-1Open不大于0.3秒；
分合闸辅助接点转换时间是指断路器分闸辅助接点、合闸辅助接点相互转换的时间；
三相分合闸辅助接点转换不同期时间是指ABC三相辅助接点转换不同期时间最大值和最小值的差值；
分闸辅助接点转换时间，是合闸辅助接点向分闸辅助接点转换的时长：
三相联动分合闸辅助接点转换时间分别表示为：
T分闸辅助接点转换时间＝T分闸辅助接点闭合的时标-T合位辅助接点断开的时标；
T合闸辅助接点转换时间＝T合闸辅助接点闭合的时标-T分闸辅助接点断开的时标；
分相分闸操作的分闸辅助接点转换时间分别表示为：
TA相分闸辅助接点转换时间＝TA相分闸辅助接点闭合的时标-TA相合位辅助接点断开的时标；
TB相分闸辅助接点转换时间＝TB相分闸辅助接点闭合的时标-TB相合位辅助接点断开的时标；
TC相分闸辅助接点转换时间＝TC相分闸辅助接点闭合的时标-TC相合位辅助接点断开的时标；
分相操作的分闸辅助接点转换不同期时间，是分闸辅助接点转换时间两两之间差值的最大值；
分相合闸操作的辅助接点转换时间分别表示为：
TA相合闸辅助接点转换时间＝TA相合闸辅助接点闭合的时标-TA相分闸辅助接点断开的时标；
TB相合闸辅助接点转换时间＝TB相合闸辅助接点闭合的时标-TB相分闸辅助接点断开的时标；
TC相合闸辅助接点转换时间＝TC相合闸辅助接点闭合的时标-TC相分闸辅助接点断开的时标；
分相操作的合闸辅助接点转换不同期时间，是合闸辅助接点转换时间最大值和最小值的差值；
所述储能系统启动时间是指配备储能电机的断路器在合闸位置发出未储能信号并启动电机储能、直至机构未储能信号消失的时间间隔，表示为：
T储能系统启动时间＝T未储能信号消失的时标-T未储能信号发生的时标；
3、控制回路特性模块原理
如图3所示，控制回路特性模块包括断路器的分闸回路响应时间技术模型、合闸回路响应时间技术模型、重合闸回路响应时间技术模型，是指控制信号发出时刻及控制回路带电时刻至辅助接点瞬间转换的时长。
分闸回路响应时间技术模型是指处于合闸位置的断路器，分闸信号发出及分闸回路带电时刻与合闸辅助接点瞬间断开的时标的时间间隔，表示为：
T分闸回路响应时间＝T合闸辅助接点瞬间断开的时标-T分闸信号发出瞬间的时标-K分闸回路响应补偿；
其中K分闸回路响应补偿是对包括断路器固有制造参数、停电预防性试验参数、交接试验参数进行智能运算得到的阈值，是对包括且不止于各种型号的所述测控装置、选相分合闸装置、所述继电保护装置和所述分闸控制回路构成的物理链路所造成延时差异的补偿。
合闸回路响应时间技术模型是指处于分闸位置的断路器，合闸信号发出及合闸回路带电时刻与分闸辅助接点瞬间断开的时标时间间隔，表示为：
T合闸回路响应时间＝T分闸辅助接点瞬间断开的时标-T合闸信号发出瞬间的时标-K合闸回路响应补偿；
其中K合闸回路响应补偿是对包括断路器固有制造参数、停电预防性试验参数、交接试验参数进行智能运算得到的阈值，是对包括且不止于各种型号的所述测控装置、选相分合闸装置、所述继电保护装置和所述合闸控制回路构成的物理链路所造成延时差异的补偿。
重合闸回路响应时间技术模型是指处于分闸位置的断路器，重合闸信号发出及合闸回路带电时刻与分闸辅助接点瞬间断开的时标时间间隔：
T重合闸回路响应时间＝T分闸辅助接点瞬间断开的时标-T重合闸信号发出瞬间的时标-K重合闸回路响应补偿；
其中K重合闸回路响应补偿是对包括断路器固有制造参数、停电预防性试验参数、交接试验参数进行智能运算得到的阈值，是对包括且不止于各种型号的所述测控装置、选相分合闸装置、所述继电保护装置和重合闸控制回路构成的物理链路所造成延时差异的补偿。
4、告警信号特性模块原理
如图4所示，告警信号特性模块包括告警信号的单次时长技术模型、累计次数技术模型、连续N小时次数技术模型、当天次数技术模型、单台断路器分合闸状态关联告警信号技术模型、断路器集群状态关联告警统计技术模型。
告警信号特性模块所监测的告警信号包括弹簧操作机构闭锁信号、液压操作机构闭锁信号、气动操作机构闭锁信号、弹簧未储能信号、油泵启动信号、空气泵启动信号、控制回路断线信号、控制电源消失信号、三相不一致信号、SF6气压低闭锁信号。
其中，弹簧操作机构闭锁信号，包括压力低闭锁重合闸信号、压力低闭锁合闸信号、压力低闭锁分闸信号。
其中，液压操作机构闭锁信号，包括油压低重合闸闭锁信号、油压低合闸闭锁信号、油压低分合闸总闭锁信号。
其中，气动操作机构闭锁信号，包括气压低重合闸闭锁信号、气压低合闸闭锁信号、气压低分合闸总闭锁信号。
单次时长技术模型是：
T告警单次时长＝T告警信号复归时标-T告警信号触发时标
计算基准为毫秒，可根据需要切换至秒、分钟、小时；
累计次数技术模型N累计次数是指查询时间区段内该告警信号出现的次数总和。
连续N小时次数技术模型N连续N小时次数是指以查询时刻为截止时刻，该查询时刻前N小时内该告警信号出现的次数。
当天次数技术模型N当天次数是指当天零点至查询时刻该告警信号出现的次数。
单台断路器分合闸状态关联告警信号技术模型是指以基于边缘计算对单个站点的单台断路器的分闸或者合闸状态时标设为基准，截止查询时刻，发生的告警信号名称、单次时长、累计次数、连续N小时次数、当天告警次数进行统计分析。
断路器集群状态关联告警统计技术模型是指基于断路器集群名称、分闸或合闸状态、告警信号、统计时间、企业名称、站点名称、调度编号、生产厂家、电压等级、设备型号、操作机构型号、投产年限构成的断路器集群的告警信号分析，有利于发现家族性、趋势性的异常和缺陷。
该断路器集群状态关联告警统计技术模型用于对断路器的分闸、合闸状态下的信号告警次数进行统计，统计时间按小时、日、周、月、季度、年进行大小排序。
该断路器集群状态关联告警统计技术模型还用于将统计分析列表输出至人机交互界面或移动终端屏幕进行显示，或者向移动存储器输出该列表的电子表格文件。
5、人工智能监测模块原理
如图5所示，人工智能监测模块该模块包括人工智能告警阈值设置模块、分合闸信号清单设置模块、智能的告警信息推送策略模块、智能的测量误差补偿模块、监测结果追溯模块、安全态势感知模块、断路器偷跳监测模块、智能监测的告警模块、智能的告警信号自动统计模块、智能推送操作界面模块、数据备份及恢复模块、软硬件自检测模块；
人工智能告警阈值设置模块，用于设置监测参数的基准告警阈值，包括断路器预防性试验的参数值、断路器的制造参数和其他用户特别要求的参数。
分合闸信号清单设置模块，用于配置对断路器进行控制的分合闸信号，其中分闸信号包括断路器机构箱的就地分闸信号、测控装置发出的远控分闸信号、继电保护装置及安全自动装置发出的跳闸信号；合闸信号包括断路器机构箱的就地合闸信号、测控装置发出的远控合闸信号、重合闸装置发出的重合闸信号。
智能告警信息推送策略模块，用于配置告警信息推送优先权策略，包括增加、删除、修改、导入、导出功能对信息推送优先权策略进行配置，并按优先权策略向人机交互界面及移动终端推送最新的监测参数及分析过程，优先权策略包括电压等级的高低、时序的先后、断路器的调度编号。
智能测量误差补偿模块，利用大数据分析和人工智能深度学习技术，对分合闸动作过程涉及的各种控制回路、不同物理链路固有的测量误差进行补偿，用于将在线监测的参数与固有的制造参数、停电预防性试验参数和设备交接试验参数进行比对。
监测结果追溯模块，用于对监测数据及其计算过程有关的信号按时序进行分类列表，标注计算说明，既包括自动选择信号进行自动计算方式，也包括手动选择信号进行自动计算参数的方式。
此模块便于专业技术人员辨识该监测参数及其计算过程，可对不同的信号数据及其计算过程进行调整，为故障分析、故障查找提供详尽的决策参考。
安全态势感知模块，用于对所监测到的参数进行安全态势感知并向用户提出辅助运维建议，包括安全态势感知知识库、异常检查方案建议库；安全态势感知知识库包括对监测参数值进行断路器安全状态风险评估所提供专家经验；异常检查方案建议库包括向运维人员提供多种检查的方法及步骤、运维作业指导书。
所述断路器偷跳监测模块，用于监测在没有跳闸信号的情况下的断路器跳闸状态，断路器偷跳监测模块主要由测量模块、逻辑模块和执行模块组成。所述测量模块用于监测断路器的分合闸辅助接点位置及有电气连接的相邻隔离开关的合闸辅助接点位置状态，及监测断路器的分闸控制信号状态，并根据所监测到的状态输出监测的信号状态值至逻辑模块，所述逻辑模块根据测量模块输入的信号进行逻辑判断，从而确定断路器是否偷跳并根据判断结果输出信号至执行模块，所述执行模块是根据逻辑部分输入的信号执行发出断路器偷跳告警信号；
如图6所示，当测量模块监视断路器合闸辅助接点断开且分闸辅助接点闭合，且与其电气连接的隔离开关的合位辅助接点闭合时，监视模块将辅助接点信号输出至逻辑模块；逻辑模块将辅助接点信号进行与运算，经过延时300毫秒，再与该断路器的跳闸控制信号时进行与运算，将所监测的信号输出至执行模块；当输入信号为1时，执行模块向人机交互界面及移动终端发出断路器偷跳告警信号。
智能监测的告警模块用于当监测到超出预警阈值的异常情况，对机械特性模块、控制回路特性模块、告警信号特性模块、断路器偷跳监测模块的监测值与人工智能预警阈值进行对比，在发现有超出告警阈值的参数时，则将该断路器列入告警列表，并在人机交互界面发出含红色字体和弹窗的告警指示，以及向移动终端发出告警信息，自动启动监测结果追溯模块，并提供检查告警信号的作业指导书。
例如，当储能电动机启动的累计次数和单次时长超过断路器的制造固有参数规定的时间阈值，则将该断路器列入储能频繁告警列表；当储能电机未在设定的时间阈值内有储能动作告警信号，则将该断路器列入非正常储能告警列表；以上两种情况均提供作业指导用于检查储能系统中电动机自动电源开关、储能接触器触点、储能电机热继电器、储能电动机是否异常。
智能的告警信号自动统计模块用于统计告警信号，包括对告警信号的增加、删除、修改、导入、导出功能，用于统计告警信号次数、按计数大小排序、自动推送报告警信号列表、告警信号动作与复归次数的日统计、周统计、月统计、季度统计、年度统计、自定义时间区段统计。
智能推送操作界面模块，记录用户浏览习惯，向不同账号、不同权限的登录用户推送符合其使用习惯的人机交互界面或移动终端的界面；根据不同人机交互界面屏幕分辨率，智能设置弹窗的位置、大小；设置智能推送界面功能的开启或停止按钮。
数据备份及恢复模块用于对包括所监测的实时或非实时信号数据、技术模型及模块的配置数据、技术模型监测计算的数据、故障记录数据进行备份或恢复操作。
软硬件自检测模块用于对系统硬件及软件功能模块和技术模型的进程等进行监视，对出现异常的受监视对象发出故障预警、统计该信号预警的次数，并列有故障日志记录，便于开展故障处理。
6、人工智能高压断路器在线监测的方法步骤
如图7所示，实现人工智能高压断路器在线监测的方法及步骤如下：
步骤S1、数据采集模块接收变电站电气设备产生的实时信号数据或非实时信号数据，并对所述实时信号数据或所述非实时信号数据进行清洗、汇聚后推送到监测计算模块；
步骤S2、监测计算模块接收到信号后，同时启动机械特性模块、控制回路特性模块、告警信号特性模块和人工智能监测模块；
步骤S3、由机械特性模块包括的14个技术模型计算出相应的在线监测参数，分别为：分闸时间、三相分闸时间不同期、合闸时间、三相合闸时间不同期、合闸弹跳时间、合闸弹跳次数、分合时间、合分时间、分合分操作顺序、分闸辅助接点转换时间、三相分闸辅助接点转换时间不同期、合闸辅助接点转换时间、三相合闸辅助接点转换时间不同期、储能系统启动时间；
步骤S4、由控制回路特性模块包括的3个技术模型计算出相应的在线监测参数，分别为：分闸回路响应时间、合闸回路响应时间、重合闸回路响应时间；
步骤S5、由告警信号特性模块包括的6个技术模型对告警信号进行统计分析，分别为：单次时长、累计次数、连续N小时次数、当天次数、单台断路器分合闸状态关联告警、断路器集群状态关联告警；
步骤S6、将S3、S4、S5监测及计算所得的数据输送到人工智能监测模块，该模块的12个模型将按照预先配置的条件自动调用智能测量误差补偿、监测结果追溯、安全态势感知、断路器偷跳监测、智能推送界面功能模块，并提供数据备份及恢复、软硬件自检测功能。
本发明的人工智能高压断路器在线监测系统使用电力标准通信规约，可以提高通信传输的可靠性和安全性，尤其是通过采集变电站标准的生产实时数据及非实时数据，可实现不同断路器生产厂家、不同结构类型的断路器/GIS/HGIS设备的无缝连接和系统集成。
通过本发明的系统可以对高压断路器实现在线监测和智能预警，可从根本上解决了以往对高压断路器运行分合闸状态和控制回路、告警信号等异常隐患掌握不及时的痛点，减少巡维人员的劳动强度，为设备的状态维修提供定性且定量的依据，有利于减少了因断路器故障所带来的直接、间接经济损失，降低了运维管理成本，提高设备可靠性，保障断路器及其所在电网的安全、稳定运行，具有重要的安全价值、经济价值、重大经济效益和社会效益。
本发明中，对所述人工智能高压断路器在线监测系统的实施方式并不限于上述列举的情形，本领域技术人员根据本发明的技术方案，使其具有本领域中的其他公知常识和功能。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种人工智能高压断路器在线监测系统，其特征在于，包括数据采集模块、监测计算模块，所述数据采集模块和监测计算模块分别单独部署在不同的服务器中，或者共同部署在同一台高性能服务器中；
所述数据采集模块用于对变电站的电气设备运行所产生的实时数据和非实时数据进行采集、抽取、清洗、汇聚，以提供所述监测计算模块用于在线监测分析所需的数据；
所述监测计算模块包括在线监测的机械特性模块、控制回路特性模块、告警信号特性模块、人工智能监测模块；所述监测计算模块能够通过所述人工智能监测模块设定人工智能策略，运用人工智能技术来补偿不同物理链路固有的时间误差；所述监测计算模块所监测的时间参数精度为不大于1毫秒，准确度为落在断路器制造参数范围内，分析过程可追溯；
所述机械特性模块的技术模型用于对包括分闸时间、三相分闸不同期时间、合闸时间、三相合闸不同期时间、合闸弹跳时间、合闸弹跳次数、分合时间、合分时间、分合分操作顺序、分闸辅助接点转换时间、三相分闸辅助接点转换不同期时间、合闸辅助接点转换时间、三相合闸辅助接点转换不同期时间、储能系统启动时间的在线监测参数进行计算；
断路器分合闸位置取自操动机构辅助开关的接点，分合闸信号包括分合闸控制按钮、测控装置、选相分合闸装置和继电保护装置、电网安全稳定控制装置发出的分合闸控制信号；
分闸时间也称为开断时间或全分闸时间，是指处于合闸位置的断路器，从分闸控制信号发出及分闸回路带电时刻到断路器分闸辅助接点转换到分闸位置的时间间隔；
合闸时间也称为关合时间，是指处于分闸位置的断路器，从合闸控制信号发出及合闸回路带电时刻到断路器合闸辅助接点转换到合闸位置的时间间隔；分合闸时间包括分合闸控制信号在与断路器构成一个整体的分合闸控制回路的响应时间和分合闸辅助接点转换过程的时长，分别表示为：
T分闸时间＝T分闸控制回路响应时间+T合闸位置转换为分闸位置过程的时长；
T合闸时间＝T合闸控制回路响应时间+T分闸位置转换为合闸位置过程的时长；
以分合闸信号时标、辅助接点转换到位时标为基准，在线监测的断路器分合闸时间技术模型及运算规则为：
三相联动操作的分闸时间：Topen＝T2-T1-Kopen；
其中，Topen是所述分闸时间，T1是分闸信号发出的时标，T2是分闸辅助接点闭合的时标，Kopen是分闸补偿系数；
三相联动操作的合闸时间：Tclose＝T4-T3-Kclose；
其中，Tclose是所述合闸时间，T3是合闸信号发出的时标，T4是合闸辅助接点到位的时标，Kclose是合闸补偿系数；
Kopen和Kclose是对包括断路器固有制造参数、停电预防性试验参数、交接试验参数进行智能运算得到的阈值，是对所述测控装置、所述选相分合闸装置、所述继电保护装置和分合闸控制回路构成的物理链路所造成延时差异的补偿，从而使所监测到的分合闸时间更接近所述断路器的固有制造参数；
分相操作的分闸时间：
TAopen＝TA2-TA1-KAO；
其中，TAopen是A相分闸时间，TA1是A相分闸信号发出的时标，TA2是A相分闸辅助接点闭合的时标，KAO是A相分闸补偿系数；
TBopen＝TB2-TB1-KBO；
其中，TBopen是B相分闸时间，TB1是B相分闸信号发出的时标，TB2是B相分闸辅助接点闭合的时标,KBO是B相分闸补偿系数；
TCopen＝TC2-TC1-KCO；
其中，TCopen是C相分闸时间，TC1是C相分闸信号发出的时标，TC2是C相分闸辅助接点闭合的时标，KCO是C相分闸补偿系数；
KAO、KBO、KCO系数是对包括所述断路器固有制造参数、所述停电预防性试验参数、所述交接试验参数进行智能运算得到的阈值，是对所述测控装置、所述选相分合闸装置、所述继电保护装置和所述分闸控制回路构成的物理链路所造成延时差异的补偿，从而使所监测到的分闸时间更接近所述断路器的固有制造参数；
所述三相分闸不同期时间，是上述分相操作分闸时间最大值和最小值的差值；
分相操作的合闸时间：
TAclose＝TA2-TA1-KAC；
其中，TAclose是A相合闸时间，TA1是A相合闸信号发出的时标，TA2是A相合闸辅助接点闭合的时标，KAC是A相合闸补偿系数；
TBclose＝TB2-TB1-KBC；
其中，TBclose是B相合闸时间，TB1是B相合闸信号发出的时标，TB2是B相合闸辅助接点闭合的时标，KBC是B相合闸补偿系数；
TCclose＝TC2-TC1-KCC；
其中，TCclose是C相合闸时间，TC1是C相合闸信号发出的时标，Tc2是B相合闸辅助接点闭合的时标，KCC是C相合闸补偿系数；
KAC、KBC、KCC系数是对包括所述断路器固有制造参数、所述停电预防性试验参数、所述交接试验参数进行智能运算得到的阈值，是对所述测控装置、所述选相分合闸装置、所述继电保护装置和所述合闸控制回路构成的物理链路所造成延时差异的补偿，从而使所监测到的合闸时间更接近所述断路器的固有制造参数；
所述三相合闸不同期时间，是上述分相操作合闸时间最大值和最小值的差值；
所述合闸弹跳时间是指处于分闸状态的断路器进行合闸操作，最后一次合闸辅助接点闭合至第一次合闸辅助接点闭合的时间间隔：
T合闸弹跳时间＝T最后一次合闸辅助接点闭合时标-T第一次合闸辅助接点闭合时标；
电压大于或等于35kV的断路器在合闸过程中触头接触后的弹跳时间小于或等于3ms；
所述合闸弹跳次数是在所述合闸弹跳时间范围内的弹跳总次数：
N合闸弹跳次数是合闸操作过程中第一次合闸辅助接点闭合时刻开始，至最后一次合闸辅助接点闭合时刻，合闸辅助接点闭合的次数之和；
所述合分时间指处于分闸位置的断路器，从合闸信号或重合闸信号发出及合闸回路带电时刻到合闸操作完成，随后在所述继电保护装置进行的分闸操作使所述断路器处于分闸位置的时间间隔：
TCloseOpen＝Tco-Tc-KCloseOpen；
其中，TCloseOpen是所述合分时间，Tc是合闸信号发出的时标，Tco是合闸随后的分闸辅助接点闭合的时标，KCloseOpen是合分时间补偿系数；
KCloseOpen系数是对包括所述断路器固有制造参数、所述停电预防性试验参数、所述交接试验参数进行智能运算得到的阈值，是对所述测控装置、所述选相分合闸装置、所述继电保护装置和所述分合闸控制回路构成的物理链路所造成延时差异的补偿，从而使所监测到的分合时间更接近所述断路器的固有制造参数；
所述分合时间指处于合闸位置的断路器，从所述继电保护装置发出分闸信号及分闸回路带电时刻到分闸操作完成，随后在所述继电保护装置进行的合闸操作使断路器处于合闸位置的时间间隔：
TOpenClose＝TReClose-TOpen-KOpenClose；
其中，TOpenClose是所述分合时间，TOpen分闸信号发出的时标，TReClose重合闸成功后的合闸辅助接点闭合的时标，KOpenClose是分合补偿系数；
KOpenClose系数是对包括所述断路器固有制造参数、所述停电预防性试验参数、所述交接试验参数进行智能运算得到的阈值，是对所述测控装置、所述选相分合闸装置、所述继电保护装置和所述分合闸控制回路构成的物理链路所造成延时差异的补偿，从而使所监测到的合分时间更接近所述断路器的固有制造参数；
所述分合分操作顺序指处于合闸位置的断路器，从继电保护装置发出分闸信号及分闸回路带电时刻到分闸操作完成，随后在所述继电保护装置进行的重合闸操作使断路器处于合闸位置，再接着在所述继电保护装置进行的分闸操作并使所述断路器处于分闸状态的操作顺序过程，即O-CO顺序，包括四个部分；
第一部分是分闸及分闸时间：TOpen1＝TOpen1End-T1-KOpen1；
其中，TOpen1是第一次分闸时间，T1是第一次分闸信号发出的时标，TOpen1End是第一次分闸辅助接点闭合时标，KOpen1是分闸补偿系数；
第二部分是重合闸及合分时间：
TReCloseOpen＝TReCloseOpen-TReClose-KReCloseOpen；
其中，TReCloseOpen是合分时间，TReClose是重合闸信号发出的时标，TReCloseOpen是重合闸随后的分闸辅助接点闭合的时标，KReCloseOpen是合分时间补偿系数；
第三部分是分闸与合分之间的时间：
TRclose-1Open＝TRclose-T1open-KRclose-1Open；
其中，TRclose-1Open是第一次分闸结束与重合闸信号发出的时间间隔，T1open是第一部分过程结束后分闸辅助接点闭合的时标，TRclose是第二部分的重合闸信号发出的时标，KRclose-1Open是分合分补偿系数；
KOpen1、KReCloseOpen、KRclose-1Open系数是对包括所述断路器固有制造参数、所述停电预防性试验参数、所述交接试验参数进行智能运算得到的阈值，是对所述测控装置、所述选相分合闸装置、所述继电保护装置和所述分合闸控制回路构成的物理链路所造成延时差异的补偿，从而使所监测到的TRclose-1Open更接近所述断路器及其控制回路的固有参数；
第四部分是TRclose-1Open不大于0.3秒；
分合闸辅助接点转换时间是指断路器分闸辅助接点、合闸辅助接点相互转换的时间；
三相分合闸辅助接点转换不同期时间是指ABC三相辅助接点转换不同期时间最大值和最小值的差值；
所述分闸辅助接点转换时间，是合闸辅助接点向分闸辅助接点转换的时长：
三相联动的分合闸辅助接点转换时间分别表示为：
T分闸辅助接点转换时间＝T分闸辅助接点闭合的时标-T合位辅助接点断开的时标；
T合闸辅助接点转换时间＝T合闸辅助接点闭合的时标-T分闸辅助接点断开的时标；
分相操作的分闸辅助接点转换时间，分别表示为：
TA相分闸辅助接点转换时间＝TA相分闸辅助接点闭合的时标-TA相合位辅助接点断开的时标；
TB相分闸辅助接点转换时间＝TB相分闸辅助接点闭合的时标-TB相合位辅助接点断开的时标；
TC相分闸辅助接点转换时间＝TC相分闸辅助接点闭合的时标-TC相合位辅助接点断开的时标；
所述分相操作的分闸辅助接点转换不同期时间，是分闸辅助接点转换时间最大值和最小值的差值；
分相操作的合闸辅助接点转换时间，分别表示为：
TA相合闸辅助接点转换时间＝TA相合闸辅助接点闭合的时标-TA相分闸辅助接点断开的时标；
TB相合闸辅助接点转换时间＝TB相合闸辅助接点闭合的时标-TB相分闸辅助接点断开的时标；
TC相合闸辅助接点转换时间＝TC相合闸辅助接点闭合的时标-TC相分闸辅助接点断开的时标；
所述分相操作的合闸辅助接点转换不同期时间，是合闸辅助接点转换时间最大值和最小值的差值；
所述储能系统启动时间是指配备储能电机的断路器在合闸位置发出未储能信号并启动电机储能、直至机构未储能信号消失的时间间隔，表示为：
T储能系统启动时间＝T未储能信号消失的时标-T未储能信号发生的时标；
所述控制回路特性模块包括分闸回路响应时间技术模型、合闸回路响应时间技术模型、重合闸回路响应时间技术模型，回路响应时间是指控制信号发出时刻及控制回路带电时刻至辅助接点瞬间转换的时长；
分闸回路响应时间是指处于合闸位置的断路器，分闸信号发出及分闸回路带电时刻与合闸辅助接点瞬间断开的时标的时间间隔，表示为：
T分闸回路响应时间＝T合闸辅助接点瞬间断开的时标-T分闸信号发出瞬间的时标-K分闸回路响应补偿；
其中K分闸回路响应补偿是对包括所述断路器固有制造参数、所述停电预防性试验参数、所述交接试验参数进行智能运算得到的阈值，是对所述测控装置、所述选相分合闸装置、所述继电保护装置和所述分闸控制回路构成的物理链路所造成延时差异的补偿；
合闸回路响应时间是指处于分闸位置的断路器，合闸信号发出及合闸回路带电时刻与分闸辅助接点瞬间断开的时标时间间隔，表示为：
T合闸回路响应时间＝T分闸辅助接点瞬间断开的时标-T合闸信号发出瞬间的时标-K合闸回路响应补偿；
其中K合闸回路响应补偿是对包括所述断路器固有制造参数、所述停电预防性试验参数、所述交接试验参数进行智能运算得到的阈值，是对所述测控装置、所述选相分合闸装置、所述继电保护装置和所述合闸控制回路构成的物理链路所造成延时差异的补偿；
重合闸回路响应时间是指处于分闸位置的断路器，重合闸信号发出及合闸回路带电时刻与分闸辅助接点瞬间断开的时标时间间隔，表示为：
T重合闸回路响应时间＝T分闸辅助接点瞬间断开的时标-T重合闸信号发出瞬间的时标-K重合闸回路响应补偿；
其中K重合闸回路响应补偿是对包括所述断路器固有制造参数、所述停电预防性试验参数、所述交接试验参数进行智能运算得到的阈值，是对所述测控装置、所述选相分合闸装置、所述继电保护装置和重合闸控制回路构成的物理链路所造成延时差异的补偿；
所述告警信号特性模块包括告警信号的单次时长技术模型、累计次数技术模型、连续N小时次数技术模型、当天次数技术模型、单台断路器分合闸状态关联告警信号技术模型、断路器集群状态关联告警统计技术模型；
所述告警信号特性模块所监测的告警信号包括弹簧操作机构闭锁信号、液压操作机构闭锁信号、气动操作机构闭锁信号、弹簧未储能信号、油泵启动信号、空气泵启动信号、控制回路断线信号、控制电源消失信号、三相不一致信号、SF6气压低闭锁信号；
所述弹簧操作机构闭锁信号，包括压力低闭锁重合闸信号、压力低闭锁合闸信号、压力低闭锁分闸信号；
所述液压操作机构闭锁信号，包括油压低重合闸闭锁信号、油压低合闸闭锁信号、油压低分合闸总闭锁信号；
所述气动操作机构闭锁信号，包括气压低重合闸闭锁信号、气压低合闸闭锁信号、气压低分合闸总闭锁信号；
所述单次时长技术模型的计算基准包括毫秒、秒、分钟、小时中的至少一种：
T告警单次时长＝T告警信号复归时标-T告警信号触发时标
所述累计次数技术模型N累计次数是指查询时间区段内该告警信号出现的次数总和；
所述连续N小时次数技术模型N连续N小时次数是指以查询时刻为截止时刻，在所述查询时刻前N小时内该告警信号出现的次数；
所述当天次数技术模型N当天次数是指当天零点至查询时刻该告警信号出现的次数；
所述单台断路器分合闸状态关联告警信号技术模型是指基于边缘计算对以单个站点的单台断路器的分闸或者合闸状态时标为基准，截止查询时刻，该台断路器已发生的告警信号名称、单次时长、累计次数、连续N小时次数、当天告警次数进行统计分析；
所述断路器集群状态关联告警统计技术模型是指基于断路器集群名称、分闸或合闸状态、告警信号、统计时间、企业名称、站点名称、调度编号、生产厂家、电压等级、设备型号、操作机构型号、投产年限构成的断路器集群的告警信号分析，有利于发现家族性、趋势性的异常和缺陷；
所述告警信号特性模块用于对断路器的分闸、合闸状态下的信号告警次数进行统计，统计时间按小时、日、周、月、季度、年进行大小排序；以及将统计分析列表输出至人机交互界面或移动终端屏幕进行显示，或者向移动存储器输出该列表的电子表格文件。
2.根据权利要求1所述的人工智能高压断路器在线监测系统，其特征在于，所述人工智能监测模块包括人工智能告警阈值设置模块、分合闸信号清单设置模块、告警信息推送策略模块、测量误差补偿模块、监测结果追溯模块、安全态势感知模块、断路器偷跳监测模块、智能监测的告警模块、告警信号自动统计模块、智能推送操作界面模块、数据备份及恢复模块、软硬件自检测模块；
所述人工智能告警阈值设置模块，用于设置监测参数的基准告警阈值，包括断路器预防性试验的参数值及断路器的制造参数；
所述分合闸信号清单设置模块，用于配置对断路器进行控制的分合闸信号，其中，分闸信号包括断路器机构箱的就地分闸信号、测控装置发出的远控分闸信号、继电保护装置及安全自动装置发出的跳闸信号；合闸信号包括断路器机构箱的就地合闸信号、测控装置发出的远控合闸信号、重合闸装置发出的重合闸信号；
所述告警信息推送策略模块，用于配置告警信息推送优先权策略，包括增加、删除、修改、导入、导出功能对信息推送优先权策略进行配置，并按优先权策略向人机交互界面及移动终端推送最新的监测参数及分析过程，优先权策略包括电压等级的高低、时序的先后、断路器的调度编号；
所述测量误差补偿模块，利用大数据分析和人工智能深度学习技术，对分合闸动作过程涉及的各种控制回路、不同物理链路固有的测量误差进行补偿，用于将在线监测的参数与固有的制造参数、停电预防性试验参数和设备交接试验参数进行比对；
所述监测结果追溯模块，用于对监测数据及其计算过程有关的信号按时序进行分类列表并标注计算说明，所标注的计算说明包括自动选择信号进行参数的自动计算的方式及手动选择信号进行参数的自动计算的方式；
所述安全态势感知模块，用于对所监测到的参数进行安全态势感知并向用户提出辅助运维建议，包括安全态势感知知识库、异常检查方案建议库；所述安全态势感知知识库包括对监测参数值进行断路器安全状态风险评估所提供的专家经验；所述异常检查方案建议库包括向运维人员提供多种检查的方法及步骤、运维作业指导书；
所述断路器偷跳监测模块，用于监测在没有跳闸信号的情况下的断路器跳闸状态，断路器偷跳监测模块主要由测量模块、逻辑模块和执行模块组成，所述测量模块用于监测断路器的分合闸辅助接点位置及有电气连接的相邻隔离开关的合闸辅助接点位置状态，及监测断路器的分闸控制信号状态，并根据所监测到的状态输出监测的信号状态值至所述逻辑模块，所述逻辑模块根据所述测量模块输入的信号进行逻辑判断，从而确定断路器是否偷跳并根据判断结果输出信号至所述执行模块，所述执行模块是根据逻辑部分输入的信号执行发出断路器偷跳告警信号；
所述智能监测的告警模块用于当监测到超出预警阈值的异常情况，对所述机械特性模块、所述控制回路特性模块、所述告警信号特性模块、所述断路器偷跳监测模块的监测值与人工智能预警阈值进行对比，在发现有超出告警阈值的参数时将该断路器列入告警列表，并在所述人机交互界面发出含红色字体和弹窗的告警指示，以及向所述移动终端发出告警信息，自动启动所述监测结果追溯模块，并提供检查告警信号的作业指导书；
所述告警信号自动统计模块用于统计告警信号，包括对告警信号的增加、删除、修改、导入、导出功能，用于统计告警信号次数、按计数大小排序、自动推送报告警信号列表、告警信号动作与复归次数的日统计、周统计、月统计、季度统计、年度统计、自定义时间区段统计；
所述智能推送操作界面模块，用于记录用户浏览习惯，向不同账号、不同权限的登录用户推送符合其使用习惯的人机交互界面或移动终端的界面；根据不同人机交互界面屏幕分辨率，智能设置弹窗的位置、大小；设置智能推送界面功能的开启或停止按钮；
所述数据备份及恢复模块用于对包括所监测的实时或非实时信号数据、技术模型及模块的配置数据、技术模型监测计算的数据、故障记录数据进行备份或恢复操作；
所述软硬件自检测模块用于对系统硬件及软件功能模块和技术模型的进程进行监视，对出现异常的受监视对象发出故障预警、统计该信号预警的次数，并列有故障日志记录。
3.一种人工智能高压断路器在线监测方法，应用于如权利要求1-2中任一项所述的人工智能高压断路器在线监测系统，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、所述数据采集模块接收所述变电站的电气设备产生的实时信号数据或非实时信号数据，并对所述实时信号数据或所述非实时信号数据进行清洗、汇聚后推送到所述监测计算模块；
步骤S2、所述监测计算模块接收到信号后，同时启动所述机械特性模块、所述控制回路特性模块、所述告警信号特性模块和所述人工智能监测模块；
步骤S3、由所述机械特性模块包括的技术模型计算出相应的在线监测参数，分别为：分闸时间、三相分闸时间不同期、合闸时间、三相合闸时间不同期、合闸弹跳时间、合闸弹跳次数、分合时间、合分时间、分合分操作顺序、分闸辅助接点转换时间、三相分闸辅助接点转换时间不同期、合闸辅助接点转换时间、三相合闸辅助接点转换时间不同期、储能系统启动时间；
步骤S4、由所述控制回路特性模块包括的技术模型计算出相应的在线监测参数，分别为：分闸回路响应时间、合闸回路响应时间、重合闸回路响应时间；
步骤S5、由所述告警信号特性模块包括的技术模型对告警信号进行统计分析，分别为：单次时长、累计次数、连续N小时次数、当天次数、单台断路器分合闸状态关联告警、断路器集群状态关联告警；
步骤S6、将S3、S4、S5监测及计算所得的数据输送到所述人工智能监测模块，该模块的模型将按照预先配置的条件自动调用智能测量误差补偿、监测结果追溯、安全态势感知、断路器偷跳监测、智能推送界面，并提供数据备份及恢复、软硬件自检测功能。
CN201910801345.XA 2019-08-28 2019-08-28 一种人工智能高压断路器在线监测系统及方法 Active CN110346717B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910801345.XA CN110346717B (zh) 2019-08-28 2019-08-28 一种人工智能高压断路器在线监测系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910801345.XA CN110346717B (zh) 2019-08-28 2019-08-28 一种人工智能高压断路器在线监测系统及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110346717A CN110346717A (zh) 2019-10-18
CN110346717B true CN110346717B (zh) 2022-09-23

Family

ID=68181305

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910801345.XA Active CN110346717B (zh) 2019-08-28 2019-08-28 一种人工智能高压断路器在线监测系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110346717B (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112838511B (zh) * 2020-08-13 2023-08-15 平高集团有限公司 一种组合电器
CN111982198B (zh) * 2020-08-21 2022-08-26 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司南宁局 一种高压断路器状态检修方法及系统
CN112303061B (zh) * 2020-10-31 2022-10-04 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司曲靖局 液压操动机构补压时间评估方法、装置、电子设备及存储介质
CN112431821B (zh) * 2020-11-11 2021-10-01 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司昆明局 高压断路器液压碟簧机构预警装置
CN112564033B (zh) * 2020-12-01 2022-09-09 南京国电南自电网自动化有限公司 基于主辅数据融合的断路器保护装置异常识别方法及系统
CN112684330B (zh) * 2020-12-10 2022-09-16 中广核工程有限公司 核电厂电动阀参数在线监测系统及在线监测模块
CN112968521B (zh) * 2021-02-03 2022-08-02 中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司 一种选相分合闸的断路器控制回路
EP4071572A1 (en) * 2021-04-09 2022-10-12 Hitachi Energy Switzerland AG Asset protection, monitoring, or control device and method, and electric power system
CN113985195B (zh) * 2021-10-13 2024-04-05 深圳供电局有限公司 一种基于电网故障时序性判断断路器偷跳的方法及系统
TWI785905B (zh) * 2021-11-25 2022-12-01 中華電信股份有限公司 瞬間斷電時的資訊回復系統及方法
CN114167270B (zh) * 2021-11-30 2023-09-19 广东电网有限责任公司 一种基于边缘计算的刀闸状态识别系统
CN115424420A (zh) * 2022-07-19 2022-12-02 国网新疆电力有限公司博尔塔拉供电公司 断路器合闸次数统计与预警装置
CN116148657B (zh) * 2023-04-21 2023-07-07 浙江威利坚科技股份有限公司 一种电磁式漏电断路器运行监测诊断方法
CN116435153B (zh) * 2023-06-15 2023-09-01 上海红檀智能科技有限公司 一种具有状态校验的物联网断路器及其状态校验方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104810926A (zh) * 2015-05-06 2015-07-29 杨启蓓 电网高压断路器多维度大数据分析智能专家系统
CN107631863A (zh) * 2017-08-21 2018-01-26 西安工程大学 高压断路器机械特性监测系统及其监测方法
CN107884707A (zh) * 2017-09-30 2018-04-06 杨启蓓 高压断路器分合闸时间在线监测装置和方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102684302B (zh) * 2011-12-06 2015-03-18 重庆樱花电气开关有限公司 配电房远程智能监控系统
CN103869239A (zh) * 2012-12-17 2014-06-18 天津洲宇机电设备科技有限公司 一种高压断路器在线监测装置
CN103944275B (zh) * 2014-05-19 2016-03-30 国家电网公司 调控一体化模式下的变电站智能辅助监控巡检系统
EP2995966A1 (en) * 2014-09-09 2016-03-16 ABB Technology AG Method and device for online monitoring of high voltage circuit breaker
CN205911832U (zh) * 2016-07-13 2017-01-25 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局 一种断路器智能组件

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104810926A (zh) * 2015-05-06 2015-07-29 杨启蓓 电网高压断路器多维度大数据分析智能专家系统
CN107631863A (zh) * 2017-08-21 2018-01-26 西安工程大学 高压断路器机械特性监测系统及其监测方法
CN107884707A (zh) * 2017-09-30 2018-04-06 杨启蓓 高压断路器分合闸时间在线监测装置和方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于分合闸线圈电流信号的高压断路器在线监测系统;钟建英等;《现代电子技术》;20161115(第22期);全文 *
基于故障录波器的高压断路器综合在线监测系统设计;刘锦杰等;《电气应用》;20181005(第19期);全文 *
基于调度自动化数据的断路器动作特性及其运维策略研究;肖梁贤;《电工技术》;20171210(第12期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110346717A (zh) 2019-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110346717B (zh) 一种人工智能高压断路器在线监测系统及方法
US10539618B2 (en) High-voltage circuit breaker opening and closing time online monitoring apparatus, smart multi-dimensional big data analyzing expert system for high-voltage circuit breaker in power grid and method therefor
EP2457304B1 (en) Protective relay monitoring system and method of comparing behavior patterns
CN108876197B (zh) 一种电力设备集群及群组分析系统
CN212207592U (zh) 一种人工智能高压断路器在线监测装置
CN114429092A (zh) 一种基于数字孪生的继电保护设备数字化仿真系统
CN113433419A (zh) 基于多态数据协同处理的智能告警方法及系统
CN113238890B (zh) 基于动态记录数据的电流采样回路异常诊断方法及装置
Moreto et al. Using phasor data records and sequence of events to automate the classification of disturbances of power generating units
CN111327474B (zh) 基于拓扑分析的电力系统故障诊断方法
CN111786462A (zh) 一种基于多维全景数据的电网信息校验系统及校验方法
CN107482783B (zh) 一种厂用电监测及控制综合智能化系统
Meléndez et al. Analysis of sequences of events for the characterisation of faults in power systems
CN113708489B (zh) 一种电力二次设备告警方法及系统
CN111525520B (zh) 一种事故总或保护方法、装置、设备及存储介质
CN114498914A (zh) 一种智能变电站综合监控系统
CN112751421A (zh) 一种数字计算增强的高可靠性低压配电安全监控系统
CN106709158B (zh) 电网馈线自动化系统的性能提升方法
Rebolini et al. Terna's approach for on-line monitoring system: Intelligent management of assets in a large scale infrastructures
CN109818336B (zh) 基于scd的继电保护系统智能运维策略生成系统及方法
US20230058294A1 (en) Condition-based circuit breaker maintenance arrangement for electrical power distribution infrastructure
Liu et al. Intelligent alarm APP framework system based on security isolation container
Souto et al. Detection of Voltage Fluctuations in Low-Voltage Power Distribution Networks with Principal Component Analysis
Li et al. A Design of 220 kV Line Protection Action Deduction System Based on Numerical Simulation
Zhang et al. DC operating circuit anomaly detection based on node voltage unsupervised time series

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant