CN110967627A - 一种10kV真空断路器的分布式监测系统及监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供10kV真空断路器的分布式监测系统及监测方法。其中该系统包括分布式数据采集终端,用于分布采集断路器的触头温度、真空度、局部放电信息、辅助触点信息、动触头行程和操纵机构分合闸线圈电流;现场监测分析平台,用于得到断路器的触头温度、真空度和局部放电信息状态信息;根据动触头行程和分合闸时间,得到断路器传动机构的状态;根据操纵机构分合闸线圈电流、采样初始时间及分合闸时间,得到断路器操纵机构状态;当断路器的任一状态信息超过相应设定阈值时,发出告警信息;当断路器的某一状态所对应的参数不超过相应设定阈值时,对断路器的单一状态特性进行评价,并综合断路器的所有单一状态特性对断路器整体状态进行评价。
Description
技术领域
本发明属于高压断路器技术领域,尤其涉及一种10kV真空断路器的分布式监测系统及监测方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息,不必然构成在先技术。
断路器发生故障时,直接危害的就是被其保护的线路和设备,间接的危害就是造成一般电网事故,甚至扩大电网事故,使得用户大面积停电,影响正常的生产生活甚至社会的稳定,造成重大的经济损失。据统计,在变、配电系统中,由于断路器所导致的非计划停电事故次数和所造成的停电时间占到停电总事故的60%以上。因此,对断路器进行实时在线监测,确保其正常运行显得至关重要。
近年来,10kV真空断路器出现缺陷和发生事故的次数有所增多,随着真空断路器在供配电系统中的大范围运用,对真空断路器实施在线监测的必要性显得越为突出。专利CN102721919B高压真空断路器在线监测方法,提出使用与高压断路器动触头直接相连的位移传感器采集动触头的行程信号,经过一系列的滤波与修正,计算行程曲线上的特征点,通过分析这些特征点计算出相关参数,从而能够在线判断断路器的工作情况,但发明人发现,只通过单一状态量对断路器进行状态判断,缺乏综合性评价。专利CN108072833A一种基于DSP的高压断路器在线监测系统,可采集动触头行程信号、开端电流信号以及分合闸线圈电流信号,解决了高压断路器不易使用传感器监测一次线路电流电压,只能采用离线测量接触电阻的缺点,但发明人发现,该专利只具有监测功能,并不能根据监测的断路器状态参数对断路器进行评价。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的第一个方面提供一种10kV真空断路器的分布式监测系统,其可实现真空断路器状态的全方位监测,多维度、多状态量的综合分析评估,克服了单一状态量监测系统的局限性;同时提高真空断路器的运行可靠性,降低设备维护费用,提高电气设备智能化,进而提升电网的安全运行水平。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种10kV真空断路器的分布式监测系统,包括:
分布式数据采集终端,用于分布采集断路器的触头温度、真空度、局部放电信息、辅助触点信息、动触头行程和操纵机构分合闸线圈电流并传送至现场监测分析平台;
现场监测分析平台,用于将断路器的触头温度、真空度和局部放电信息分别与相应设定阈值比对,得到断路器的触头温度状态、真空度状态和局部放电状态;
根据辅助触点信息确定采样初始时间和分合闸时间;
根据动触头行程和分合闸时间,得到动触头行程-时间曲线,再与动触头行程标准参数对比,得到断路器传动机构的状态;
根据操纵机构分合闸线圈电流、采样初始时间及分合闸时间,得到操纵机构分合闸线圈电流波形,与相应标准参数比对,得到断路器操纵机构状态;
当断路器的任一状态所对应的参数超过相应设定阈值时,发出告警信息至远方服务管理中心;当断路器的某一状态所对应的参数不超过相应设定阈值时,对断路器的单一状态特性进行评价,并综合断路器的所有单一状态特性对断路器整体状态进行评价,得到断路器运行状态的趋势走向并传送至远方服务管理中心。
作为一种实施方式,在所述现场监测分析平台中,根据辅助触点信息确定采样初始时间和分合闸时间的过程为:
初始采集辅助触点信息时刻,确定为采样初始时间,记为t0;
从采样初始时间t0开始,m个采样点均值与一个周波后的m个采样点均值进行差值计算,当连续n组均值点大于某个设定阈值,则此时刻为断路器动触头开始动作时刻,记为t1,继续进行差值计算,直到连续n组均值点小于某个设定阈值,此时刻为分合闸结束时刻,记为t2,则分合闸时间Δt=t2-t1;其中,m和n均为大于或等于2的正整数。
作为一种实施方式,在所述现场监测分析平台中,对断路器的单一状态特性进行评价,并综合断路器的所有单一状态特性对断路器整体状态进行评价,得到断路器运行状态的趋势走向的过程为:
当断路器的某一状态所对应的参数不超过相应设定阈值,所对应的参数变化幅值不超过相应预设变化阈值,且所对应的参数未趋近相应设定阈值,则判定断路器对应的当前状态特性稳定;
当断路器的某一状态所对应的参数不超过相应设定阈值,且所对应的参数变化幅值不超过相应预设变化阈值,且所对应的参数逐渐趋近相应设定阈值,则判定断路器对应的当前状态特性亚稳定;
当断路器的某一状态所对应的参数不超过相应设定阈值,所对应的参数变化幅值超过相应预设变化阈值,且所对应的参数变化趋近相应设定阈值,则判定断路器对应的当前状态特性异常;
若断路器的某单一状态特性出现异常,则判定断路器整体状态为异常状态;
若断路器的所有单一状态特性未出现异常,而某单一状态特性亚稳定,则判定断路器整体状态为注意状态,以提示运维人员加强监视;
若断路器的所有单一状态特性稳定,则判定断路器整体状态为正常状态。
为了解决上述问题,本发明的第二个方面提供一种10kV真空断路器的分布式监测方法,其可实现真空断路器状态的全方位监测,多维度、多状态量的综合分析评估,克服了单一状态量监测系统的局限性;同时提高真空断路器的运行可靠性,降低设备维护费用,提高电气设备智能化,进而提升电网的安全运行水平。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种10kV真空断路器的分布式监测方法,包括:
分布采集断路器的触头温度、真空度、局部放电信息、辅助触点信息、动触头行程和操纵机构分合闸线圈电流并传送至现场监测分析平台;
将断路器的触头温度、真空度和局部放电信息分别与相应设定阈值比对,得到断路器的触头温度状态、真空度状态和局部放电状态;
根据辅助触点信息确定采样初始时间和分合闸时间;
根据动触头行程和分合闸时间,得到动触头行程-时间曲线,再与动触头行程标准参数对比,得到断路器传动机构的状态;
根据操纵机构分合闸线圈电流、采样初始时间及分合闸时间,得到操纵机构分合闸线圈电流波形,与相应标准参数比对,得到断路器操纵机构状态;
当断路器的任一状态信息超过相应设定阈值时,发出告警信息;当断路器的某一状态所对应的参数不超过相应设定阈值时,对断路器的单一状态特性进行评价,并综合断路器的所有单一状态特性对断路器整体状态进行评价,得到断路器运行状态的趋势走向。
作为一种实施方式,根据辅助触点信息确定采样初始时间和分合闸时间的过程为:
初始采集辅助触点信息时刻,确定为采样初始时间,记为t0;
从采样初始时间t0开始,m个采样点均值与一个周波后的m个采样点均值进行差值计算,当连续n组均值点大于某个设定阈值,则此时刻为断路器动触头开始动作时刻,记为t1,继续进行差值计算,直到连续n组均值点小于某个设定阈值,此时刻为分合闸结束时刻,记为t2,则分合闸时间Δt=t2-t1;其中,m和n均为大于或等于2的正整数。
作为一种实施方式,对断路器的单一状态特性进行评价,并综合断路器的所有单一状态特性对断路器整体状态进行评价,得到断路器运行状态的趋势走向的过程为:
当断路器的某一状态所对应的参数不超过相应设定阈值,所对应的参数变化幅值不超过相应预设变化阈值,且所对应的参数未趋近相应设定阈值,则判定断路器对应的当前状态特性稳定;
当断路器的某一状态所对应的参数不超过相应设定阈值,且所对应的参数变化幅值不超过相应预设变化阈值,且所对应的参数逐渐趋近相应设定阈值,则判定断路器对应的当前状态特性亚稳定;
当断路器的某一状态所对应的参数不超过相应设定阈值,所对应的参数变化幅值超过相应预设变化阈值,且所对应的参数变化趋近相应设定阈值,则判定断路器对应的当前状态特性异常;
若断路器的某单一状态特性出现异常,则判定断路器整体状态为异常状态;
若断路器的所有单一状态特性未出现异常,而某单一状态特性亚稳定,则判定断路器整体状态为注意状态,以提示运维人员加强监视;
若断路器的所有单一状态特性稳定,则判定断路器整体状态为正常状态。
本发明的有益效果是:
本发明通过分布采集断路器的触头温度、真空度、局部放电信息、辅助触点信息、动触头行程和操纵机构分合闸线圈电流,进而与相应预设阈值比较,得到断路器各个维度对应的状态,当断路器的任一状态信息超过相应设定阈值时,发出告警信息以提示运维人员进行检修,;当断路器的某一状态所对应的参数不超过相应设定阈值时,对断路器的单一状态特性进行评价,并综合断路器的所有单一状态特性对断路器整体状态进行评价,得到断路器运行状态的趋势走向,运维人员可根据此趋势走向制定检修维护计划,最终实现了实现真空断路器的全方位监测,多维度、多状态量的综合分析评估,克服了单一状态量的监测系统的局限性。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明实施例的10kV真空断路器的分布式监测系统结构示意图;
图2是本发明实施例的分布式数据采集终端结构示意图;
图3是本发明实施例的分合闸时间计算流程图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本发明中,术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”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,只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词,并非特指本发明中任一部件或元件,不能理解为对本发明的限制。
本发明中,术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解,表示可以是固定连接,也可以是一体地连接或可拆卸连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员,可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义,不能理解为对本发明的限制。
实施例1
图1给出了本实施例的一种10kV真空断路器的分布式监测系统结构示意图。
图2给出了本实施例的分布式数据采集终端结构示意图。
下面结合图1和图2来详细说明本实施例的10kV真空断路器的分布式监测系统的技术方案:
如图1所示,本实施例的10kV真空断路器的分布式监测系统,包括:
(1)分布式数据采集终端,用于分布采集断路器的触头温度、真空度、局部放电信息、辅助触点信息、动触头行程和操纵机构分合闸线圈电流并传送至现场监测分析平台。
如图2所示,所述分布式数据采集终端包括传感器模块和过压保护模块,传感器模块与模拟量采集模块的输入端连接。
其中,无源无线温度传感器与所述模拟量采集模块通过433MHz无线通讯连接,
分布式数据采集终端的模拟量采集模块利用无源无线温度传感器采集真空断路器触头温度,利用霍尔电流传感器采集断路器操纵机构分合闸线圈电流,利用非接触式微波传感器采集断路器真空度信息,利用UHF局放传感器采集断路器局放信号,其中采集到的触头温度信号输入到信号处理控制模块进行A/D转换和分析计算处理,而采集到的分合闸线圈电流信号、真空度信号和局部放电信号需经过信号调理模块进行滤波放大处理,再输入到信号处理控制模块进行A/D转换和分析计算处理。
过压保护模块的输入端与真空断路器电压互感器和电流互感器二次输出端连接,过压保护模块的输出端通过光耦隔离模块与模拟量采集模块相连;断路器辅助触点通过光电隔离模块与开关量采集模块相连,模拟量采集模块通过调理模块与信号处理控制模块相连,开关量采集模块与信号处理控制模块直接相连。
其中,真空断路器电压互感器、电流互感器二次输出信号需经过过压保护模块和光耦隔离模块,再输入到模拟量采集模块,以形成对分布式数据采集终端的保护。
无源无线温度传感器可利用微电子技术、低功耗技术以及能量管理技术收集真空断路器所处的开关柜中的电磁能,并将其能量转化为无线温度传感器所需之电源。
所述分布式数据采集终端还包括电源模块、存储模块和通信模块,电源模块、存储模块和通信模块与信号处理控制模块直接连接。
其中,所述电源模块包括UPS和带能源转换电路,所述电源转换电路用于将外部供电电源转换成分布式数据采集终端所需的电源电压等级,当分布式数据采集终端外部供电电源正常供电时,UPS等同于交流式电稳压器,同时UPS还向机内电池充电;当外部供电电源中断或异常时,UPS继续不间断供电,保证分布式数据采集终端的正常运行。
在具体实施中,所述分布式数据采集终端与现场监测分析平台通过数据总线、RS485或无线网络相互通讯。
(2)现场监测分析平台,用于将断路器的触头温度、真空度和局部放电信息分别与相应设定阈值比对,得到断路器的触头温度状态、真空度状态和局部放电状态;
根据辅助触点信息确定采样初始时间和分合闸时间;
根据动触头行程和分合闸时间,得到动触头行程-时间曲线,再与动触头行程标准参数对比,得到断路器传动机构的状态;
根据操纵机构分合闸线圈电流、采样初始时间及分合闸时间,得到操纵机构分合闸线圈电流波形,与相应标准参数比对,得到断路器操纵机构状态;
当断路器的任一状态所对应的参数超过相应设定阈值时,发出告警信息至远方服务管理中心;当断路器的某一状态所对应的参数不超过相应设定阈值时,对断路器的单一状态特性进行评价,并综合断路器的所有单一状态特性对断路器整体状态进行评价,得到断路器运行状态的趋势走向并传送至远方服务管理中心。
如图3所示,在所述现场监测分析平台中,根据辅助触点信息确定采样初始时间和分合闸时间的过程为:
初始采集辅助触点信息时刻,确定为采样初始时间,记为t0;
从采样初始时间t0开始,m个采样点均值与一个周波后的m个采样点均值进行差值计算,当连续n组均值点大于某个设定阈值,则此时刻为断路器动触头开始动作时刻,记为t1,继续进行差值计算,直到连续n组均值点小于某个设定阈值,此时刻为分合闸结束时刻,记为t2,则分合闸时间Δt=t2-t1;其中,m和n均为大于或等于2的正整数:例如:m=3,n=5。
在具体实施中,在所述现场监测分析平台中,对断路器的单一状态特性进行评价,并综合断路器的所有单一状态特性对断路器整体状态进行评价,得到断路器运行状态的趋势走向的过程为:
当断路器的某一状态所对应的参数不超过相应设定阈值,所对应的参数变化幅值不超过相应预设变化阈值,且所对应的参数未趋近相应设定阈值,则判定断路器对应的当前状态特性稳定;
当断路器的某一状态所对应的参数不超过相应设定阈值,且所对应的参数变化幅值不超过相应预设变化阈值,且所对应的参数逐渐趋近相应设定阈值,则判定断路器对应的当前状态特性亚稳定;
当断路器的某一状态所对应的参数不超过相应设定阈值,所对应的参数变化幅值超过相应预设变化阈值,且所对应的参数变化趋近相应设定阈值,则判定断路器对应的当前状态特性异常;
若断路器的某单一状态特性出现异常,则判定断路器整体状态为异常状态;
若断路器的所有单一状态特性未出现异常,而某单一状态特性亚稳定,则判定断路器整体状态为注意状态,以提示运维人员加强监视;
若断路器的所有单一状态特性稳定,则判定断路器整体状态为正常状态。
在本实施例中,断路器的所有单一状态特性分别为触头温度状态、真空度状态、局部放电状态、断路器传动机构的状态和断路器操纵机构状态。
以触头温度状态为例:
触头温度状态所对应的参数为触头温度;设触头温度的实时温度为T;触头温度的变化幅值为ΔT;触头温度的设定阈值为T阈值;触头温度的变化阈值范围为ΔT阈值;
当断路器的触头温度状态所对应的触头温度T不超过相应设定阈值T阈值,且所对应的参数变化幅值ΔT不超过相应预设变化阈值ΔT阈值,且所对应的参数未趋近相应设定阈值T阈值,则判定断路器的触头温度状态特性稳定;
当断路器的触头温度状态所对应的触头温度T不超过相应设定阈值T阈值,且所对应的参数变化幅值ΔT不超过相应预设变化阈值ΔT阈值,且所对应的参数逐渐趋近相应设定阈值T阈值,则判定断路器对应的当前状态特性亚稳定;
当断路器的触头温度状态所对应的触头温度T不超过相应设定阈值T阈值,所对应的参数变化幅值ΔT超过相应预设变化阈值ΔT阈值,且所对应的参数变化趋近相应设定阈值T阈值,则判定断路器对应的当前状态特性异常。
所述现场监测分析平台与远方服务管理中心采用NB-IoT或者4G通讯,远方服务管理中心用于负责接收及显示断路器状态并对运维人员进行分发。
(3)远方服务管理中心,用于接收告警信息,提醒维修人员以及显示断路器运行状态的趋势走向。
本实施例通过分布采集断路器的触头温度、真空度、局部放电信息、辅助触点信息、动触头行程和操纵机构分合闸线圈电流,进而与相应预设阈值比较,得到断路器各个维度对应的状态,当断路器的任一状态信息超过相应设定阈值时,发出告警信息以提示运维人员进行检修,;当断路器的某一状态所对应的参数不超过相应设定阈值时,对断路器的单一状态特性进行评价,并综合断路器的所有单一状态特性对断路器整体状态进行评价,得到断路器运行状态的趋势走向,运维人员可根据此趋势走向制定检修维护计划,最终实现了实现真空断路器的全方位监测,多维度、多状态量的综合分析评估,克服了单一状态量的监测系统的局限性。
实施例2
本实施例的一种10kV真空断路器的分布式监测方法,其包括:
步骤S101:分布采集断路器的触头温度、真空度、局部放电信息、辅助触点信息、动触头行程和操纵机构分合闸线圈电流并传送至现场监测分析平台;
步骤S102:将断路器的触头温度、真空度和局部放电信息分别与相应设定阈值比对,得到断路器的触头温度状态、真空度状态和局部放电状态;
步骤S103:根据辅助触点信息确定采样初始时间和分合闸时间;
在具体实施中,根据辅助触点信息确定采样初始时间和分合闸时间的过程为:
初始采集辅助触点信息时刻,确定为采样初始时间,记为t0;
从采样初始时间t0开始,m个采样点均值与一个周波后的m个采样点均值进行差值计算,当连续n组均值点大于某个设定阈值,则此时刻为断路器动触头开始动作时刻,记为t1,继续进行差值计算,直到连续n组均值点小于某个设定阈值,此时刻为分合闸结束时刻,记为t2,则分合闸时间Δt=t2-t1;其中,m和n均为大于或等于2的正整数。
步骤S104:根据动触头行程和分合闸时间,得到动触头行程-时间曲线,再与动触头行程标准参数对比,得到断路器传动机构的状态;
步骤S105:根据操纵机构分合闸线圈电流、采样初始时间及分合闸时间,得到操纵机构分合闸线圈电流波形,与相应标准参数比对,得到断路器操纵机构状态;
步骤S106:当断路器的任一状态信息超过相应设定阈值时,发出告警信息;当断路器的某一状态所对应的参数不超过相应设定阈值时,对断路器的单一状态特性进行评价,并综合断路器的所有单一状态特性对断路器整体状态进行评价,得到断路器运行状态的趋势走向。
在具体实施中,对断路器的单一状态特性进行评价,并综合断路器的所有单一状态特性对断路器整体状态进行评价,得到断路器运行状态的趋势走向的过程为:
当断路器的某一状态所对应的参数不超过相应设定阈值,所对应的参数变化幅值不超过相应预设变化阈值,且所对应的参数未趋近相应设定阈值,则判定断路器对应的当前状态特性稳定;
当断路器的某一状态所对应的参数不超过相应设定阈值,且所对应的参数变化幅值不超过相应预设变化阈值,且所对应的参数逐渐趋近相应设定阈值,则判定断路器对应的当前状态特性亚稳定;
当断路器的某一状态所对应的参数不超过相应设定阈值,所对应的参数变化幅值超过相应预设变化阈值,且所对应的参数变化趋近相应设定阈值,则判定断路器对应的当前状态特性异常;
若断路器的某单一状态特性出现异常,则判定断路器整体状态为异常状态;
若断路器的所有单一状态特性未出现异常,而某单一状态特性亚稳定,则判定断路器整体状态为注意状态,以提示运维人员加强监视;
若断路器的所有单一状态特性稳定,则判定断路器整体状态为正常状态。
本实施例通过分布采集断路器的触头温度、真空度、局部放电信息、辅助触点信息、动触头行程和操纵机构分合闸线圈电流,进而与相应预设阈值比较,得到断路器各个维度对应的状态,当断路器的任一状态信息超过相应设定阈值时,发出告警信息以提示运维人员进行检修,;当断路器的某一状态所对应的参数不超过相应设定阈值时,对断路器的单一状态特性进行评价,并综合断路器的所有单一状态特性对断路器整体状态进行评价,得到断路器运行状态的趋势走向,运维人员可根据此趋势走向制定检修维护计划,最终实现了实现真空断路器的全方位监测,多维度、多状态量的综合分析评估,克服了单一状态量的监测系统的局限性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种10kV真空断路器的分布式监测系统,其特征在于,包括:
分布式数据采集终端,用于分布采集断路器的触头温度、真空度、局部放电信息、辅助触点信息、动触头行程和操纵机构分合闸线圈电流并传送至现场监测分析平台;
现场监测分析平台,用于将断路器的触头温度、真空度和局部放电信息分别与相应设定阈值比对,得到断路器的触头温度状态、真空度状态和局部放电状态;
根据辅助触点信息确定采样初始时间和分合闸时间;
根据动触头行程和分合闸时间,得到动触头行程-时间曲线,再与动触头行程标准参数对比,得到断路器传动机构的状态;
根据操纵机构分合闸线圈电流、采样初始时间及分合闸时间,得到操纵机构分合闸线圈电流波形,与相应标准参数比对,得到断路器操纵机构状态;
当断路器的任一状态所对应的参数超过相应设定阈值时,发出告警信息至远方服务管理中心;当断路器的某一状态所对应的参数不超过相应设定阈值时,对断路器的单一状态特性进行评价,并综合断路器的所有单一状态特性对断路器整体状态进行评价,得到断路器运行状态的趋势走向并传送至远方服务管理中心。
2.如权利要求1所述的10kV真空断路器的分布式监测系统,其特征在于,在所述现场监测分析平台中,根据辅助触点信息确定采样初始时间和分合闸时间的过程为:
初始采集辅助触点信息时刻,确定为采样初始时间,记为t0;
从采样初始时间t0开始,m个采样点均值与一个周波后的m个采样点均值进行差值计算,当连续n组均值点大于某个设定阈值,则此时刻为断路器动触头开始动作时刻,记为t1,继续进行差值计算,直到连续n组均值点小于某个设定阈值,此时刻为分合闸结束时刻,记为t2,则分合闸时间Δt=t2-t1;其中,m和n均为大于或等于2的正整数。
3.如权利要求1所述的10kV真空断路器的分布式监测系统,其特征在于,在所述现场监测分析平台中,对断路器的单一状态特性进行评价,并综合断路器的所有单一状态特性对断路器整体状态进行评价,得到断路器运行状态的趋势走向的过程为:
当断路器的某一状态所对应的参数不超过相应设定阈值,所对应的参数变化幅值不超过相应预设变化阈值,且所对应的参数未趋近相应设定阈值,则判定断路器对应的当前状态特性稳定;
当断路器的某一状态所对应的参数不超过相应设定阈值,且所对应的参数变化幅值不超过相应预设变化阈值,且所对应的参数逐渐趋近相应设定阈值,则判定断路器对应的当前状态特性亚稳定;
当断路器的某一状态所对应的参数不超过相应设定阈值,所对应的参数变化幅值超过相应预设变化阈值,且所对应的参数变化趋近相应设定阈值,则判定断路器对应的当前状态特性异常;
若断路器的某单一状态特性出现异常,则判定断路器整体状态为异常状态;
若断路器的所有单一状态特性未出现异常,而某单一状态特性亚稳定,则判定断路器整体状态为注意状态,以提示运维人员加强监视;
若断路器的所有单一状态特性稳定,则判定断路器整体状态为正常状态。
4.如权利要求1所述的10kV真空断路器的分布式监测系统,其特征在于,所述分布式数据采集终端包括传感器模块和过压保护模块,传感器模块与模拟量采集模块的输入端连接;所述传感器模块包括无源无线温度传感器、霍尔电流传感器、角位移传感器、非接触式微波传感器和UHF局放传感器,分别用于采集断路器的触头温度、操纵机构分合闸线圈电流、动触头行程、真空度和局部放电信息;
过压保护模块的输入端与真空断路器电压互感器和电流互感器二次输出端连接,过压保护模块的输出端通过光耦隔离模块与模拟量采集模块相连;断路器辅助触点通过光电隔离模块与开关量采集模块相连,模拟量采集模块通过调理模块与信号处理控制模块相连,开关量采集模块与信号处理控制模块直接相连。
5.如权利要求4所述的10kV真空断路器的分布式监测系统,其特征在于,所述分布式数据采集终端还包括电源模块、存储模块和通信模块,电源模块、存储模块和通信模块与信号处理控制模块直接连接。
6.如权利要求5所述的10kV真空断路器的分布式监测系统,其特征在于,所述电源模块包括UPS和带能源转换电路,所述电源转换电路用于将外部供电电源转换成分布式数据采集终端所需的电源电压等级,当分布式数据采集终端外部供电电源正常供电时,UPS等同于交流式电稳压器,同时UPS还向机内电池充电;当外部供电电源中断或异常时,UPS继续不间断供电,保证分布式数据采集终端的正常运行。
7.如权利要求1所述的10kV真空断路器的分布式监测系统,其特征在于,所述分布式数据采集终端与现场监测分析平台通过数据总线、RS485或无线网络相互通讯;
或所述现场监测分析平台与远方服务管理中心采用NB-IoT或者4G通讯,远方服务管理中心用于负责接收及显示断路器状态并对运维人员进行分发。
8.一种10kV真空断路器的分布式监测方法,其特征在于,包括:
分布采集断路器的触头温度、真空度、局部放电信息、辅助触点信息、动触头行程和操纵机构分合闸线圈电流并传送至现场监测分析平台;
将断路器的触头温度、真空度和局部放电信息分别与相应设定阈值比对,得到断路器的触头温度状态、真空度状态和局部放电状态;
根据辅助触点信息确定采样初始时间和分合闸时间;
根据动触头行程和分合闸时间,得到动触头行程-时间曲线,再与动触头行程标准参数对比,得到断路器传动机构的状态;
根据操纵机构分合闸线圈电流、采样初始时间及分合闸时间,得到操纵机构分合闸线圈电流波形,与相应标准参数比对,得到断路器操纵机构状态;
当断路器的任一状态信息超过相应设定阈值时,发出告警信息;当断路器的某一状态所对应的参数不超过相应设定阈值时,对断路器的单一状态特性进行评价,并综合断路器的所有单一状态特性对断路器整体状态进行评价,得到断路器运行状态的趋势走向。
9.如权利要求8所述的10kV真空断路器的分布式监测方法,其特征在于,根据辅助触点信息确定采样初始时间和分合闸时间的过程为:
初始采集辅助触点信息时刻,确定为采样初始时间,记为t0;
从采样初始时间t0开始,m个采样点均值与一个周波后的m个采样点均值进行差值计算,当连续n组均值点大于某个设定阈值,则此时刻为断路器动触头开始动作时刻,记为t1,继续进行差值计算,直到连续n组均值点小于某个设定阈值,此时刻为分合闸结束时刻,记为t2,则分合闸时间Δt=t2-t1;其中,m和n均为大于或等于2的正整数。
10.如权利要求8所述的10kV真空断路器的分布式监测方法,其特征在于,对断路器的单一状态特性进行评价,并综合断路器的所有单一状态特性对断路器整体状态进行评价,得到断路器运行状态的趋势走向的过程为:
当断路器的某一状态所对应的参数不超过相应设定阈值,所对应的参数变化幅值不超过相应预设变化阈值,且所对应的参数未趋近相应设定阈值,则判定断路器对应的当前状态特性稳定;
当断路器的某一状态所对应的参数不超过相应设定阈值,且所对应的参数变化幅值不超过相应预设变化阈值,且所对应的参数逐渐趋近相应设定阈值,则判定断路器对应的当前状态特性亚稳定;
当断路器的某一状态所对应的参数不超过相应设定阈值,所对应的参数变化幅值超过相应预设变化阈值,且所对应的参数变化趋近相应设定阈值,则判定断路器对应的当前状态特性异常;
若断路器的某单一状态特性出现异常,则判定断路器整体状态为异常状态;
若断路器的所有单一状态特性未出现异常,而某单一状态特性亚稳定,则判定断路器整体状态为注意状态,以提示运维人员加强监视;
若断路器的所有单一状态特性稳定,则判定断路器整体状态为正常状态。
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