CN111146864A - 一种开关设备智慧电力全生命周期管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种开关设备智慧电力全生命周期管理系统，可包括主回路监测单元、绝缘监测单元、断路器动作监测单元、智能控制单元和服务器，所述智能控制单元用于采集所述主回路监测单元、绝缘监测单元和断路器动作监测单元发送的监测数据，就地控制开关设备及系统程序化操作；所述服务器与所述智能控制单元通讯连接并安装有专家系统，所述专家系统采集所述智能控制单元上传的信息，进行计算和分析，量化开关设备健康状态，制定开关设备最佳维保周期，提供最优专家建议方案，模拟开关设备实际年龄和日历年龄的偏差，进而实现开关设备全生命周期管理。

Description

一种开关设备智慧电力全生命周期管理系统

技术领域

本发明涉及开关设备领域，具体地涉及一种开关设备智慧电力全生命周期管理系统。

背景技术

开关设备(配电设备，Electrical Equipment)是在电力系统中对高压配电柜，发电机、变压器、电力线路、断路器、低压开关柜、配电盘、开关箱、控制箱等配电设备的统称。目前的开关设备基本上不具备感知、监测、诊断及分析和预测寿命功能。

发明内容

本发明旨在提供一种开关设备智慧电力全生命周期管理系统，以解决上述问题。为此，本发明采用的具体技术方案如下：

一种开关设备智慧电力全生命周期管理系统，其可包括主回路监测单元、绝缘监测单元、断路器动作监测单元、智能控制单元和服务器，所述主回路监测单元用于监测主回路连接是否完好，所述绝缘监测单元用于监测开关设备绝缘健康情况，所述断路器动作监测单元用于监测控制回路、传动系统和执行机构，所述智能控制单元用于采集所述主回路监测单元、绝缘监测单元和断路器动作监测单元发送的监测数据，就地控制开关设备及系统程序化操作；所述服务器与所述智能控制单元通讯连接并安装有专家系统，所述专家系统采集所述智能控制单元上传的信息，进行计算和分析，量化开关设备健康状态，制定开关设备最佳维保周期，提供最优专家建议方案，模拟开关设备实际年龄和日历年龄的偏差，进而实现开关设备全生命周期管理。

进一步地，所述主回路监测单元包括母线温度传感器、开关柜静触头温度传感器和断路器动触头温度传感器。

更进一步地，母线温度传感器为捆绑式温度传感器，并且所述开关柜静触头温度传感器和断路器动触头为插入式温度传感器。

进一步地，所述绝缘监测单元包括超声波传感器和地电波传感器，利用超声波和地电波相结合的检测技术，实时监测开关设备局放。

如进一步地，所述断路器动作监测单元包括霍尔传感器，通过所述霍尔传感器检测电流波形和动作时间，全过程监测控制回路、传动系统和执行机构。

进一步地，所述服务器通过IEC61850协议及RJ45接口与外部SCADA系统及云平台进行通讯。

进一步地，所述服务器与所述智能控制单元通过MODBUS RTU/RS485通讯连接。

本发明采用上述技术方案，具有的有益效果是：本发明将传统开关设备、通讯和专家系统高度集成，能够实现设备状态可知可控，对电力开关设备进行统一管理，实现设备智能化、操作自动化、电能可视化和管理集约化，进而实现开关设备全生命周期管理。

附图说明

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

图1是根据本发明的一种开关设备智慧电力全生命周期管理系统的系统框架图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1所示，一种开关设备智慧电力全生命周期管理系统可包括主回路监测单元1、绝缘监测单元2、断路器动作监测单元3、智能控制单元4和服务器5。下面分别对主回路监测单元1、绝缘监测单元2、断路器动作监测单元3、智能控制单元4和服务器5进行具体说明。

主回路监测单元1用于监测主回路连接是否完好。具体地，主回路监测单元1可包括母线温度传感器、开关柜静触头温度传感器和断路器动触头温度传感器等，通过检测母线、开关柜静触头和断路器动触头的温度变化和温升限值，可以有效反映主回路(例如，高压一次回路)连接是否完好。其中，母线温度传感器为捆绑式温度传感器，并且开关柜静触头温度传感器和断路器动触头为插入式温度传感器。温度传感器可以是本领域技术人员所熟知的各种温度传感器。

绝缘监测单元2用于监测开关设备绝缘健康情况。具体地，绝缘监测单元2可包括超声波传感器和地电波传感器，利用超声波和地电波相结合的检测技术，实时监测开关设备局放，可以有效预测绝缘件老化趋势。超声波传感器和地电波传感器是本领域公知的，这里不再进行描述。

断路器动作监测单元3用于监测开关设备控制回路、传动系统和执行机构。具体地，断路器动作监测单元3可包括霍尔传感器，通过所述霍尔传感器检测电流波形和动作时间，全过程监测控制回路、传动系统和执行机构，可以有效评估断路器储能、合闸和分闸系统的健康状态。霍尔传感器是本领域公知的，这里不再进行描述。

智能控制单元4相当于一个小型操作站，用于采集所述主回路监测单元1、绝缘监测单元2和断路器动作监测单元3发送的监测数据(例如，电流、电压、断路器状态和各个传感器等信号)，就地控制开关设备及系统程序化操作，以及管理系统操作模式、设备运行状态、电量及设备健康状态。智能控制单元4安装于开关设备低压室，采用门板嵌入式安装。门板上的开孔尺寸为133(横向)*197(纵向)。智能控制单元4的工作电源为AC/DC 110V～220V，工频耐压为2kV，50Hz。一个智能控制单元4可以对应于一个开关柜或者多个开关柜。智能控制单元4可包括CPU、存储器、电路板、显示屏和操作按钮等，其配置可根据实际需要进行选择和设定。

服务器5安装于配电室或控制室，可包括CPU、主板、硬盘、内存和通讯板卡等，其配置可根据实际需要进行选择和设定。服务器5与智能控制单元4通讯连接(例如，通过MODBUSRTU/RS485)。服务器5安装有专家系统，所述专家系统采集智能控制单元4上传的信息，进行计算和分析，量化开关设备健康状态，制定开关设备最佳维保周期，提供最优专家建议方案，模拟开关设备实际年龄和日历年龄的偏差，进而实现开关设备全生命周期管理；同时可实现系统“远程”和“就地集中”控制，历史事件管理及现场工单管理等。当设备累计损耗达15％时，提示三个月内进行维保；同时当每月的损耗变化率超过0.2％时，提示两个月内完成维保，当每月损耗变化率超过0.3％时，提示一个月内完成维保。

此外，服务器5通过IEC61850协议及RJ45接口与外部SCADA系统及云平台进行通讯，可以将开关设备的上、下游设备，包括变压器、电机及电容器等设备纳入统一管理。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种开关设备智慧电力全生命周期管理系统，其特征在于，包括主回路监测单元、绝缘监测单元、断路器动作监测单元、智能控制单元和服务器，所述主回路监测单元用于监测主回路连接是否完好，所述绝缘监测单元用于监测开关设备绝缘健康情况，所述断路器动作监测单元用于监测开关设备控制回路、传动系统和执行机构，所述智能控制单元用于采集所述主回路监测单元、绝缘监测单元和断路器动作监测单元发送的监测数据，就地控制开关设备及系统程序化操作；所述服务器与所述智能控制单元通讯连接并安装有专家系统，所述专家系统采集所述智能控制单元上传的信息，进行计算和分析，量化开关设备健康状态，制定开关设备最佳维保周期，提供最优专家建议方案，模拟开关设备实际年龄和日历年龄的偏差，进而实现开关设备全生命周期管理。

2.如权利要求1所述的开关设备智慧电力全生命周期管理系统，其特征在于，所述主回路监测单元包括母线温度传感器、开关柜静触头温度传感器和断路器动触头温度传感器。

3.如权利要求2所述的开关设备智慧电力全生命周期管理系统，其特征在于，母线温度传感器为捆绑式温度传感器，并且所述开关柜静触头温度传感器和断路器动触头为插入式温度传感器。

4.如权利要求1所述的开关设备智慧电力全生命周期管理系统，其特征在于，所述绝缘监测单元包括超声波传感器和地电波传感器，利用超声波和地电波相结合的检测技术，实时监测开关设备局放。

5.如权利要求1所述的开关设备智慧电力全生命周期管理系统，其特征在于，所述断路器动作监测单元包括霍尔传感器，通过所述霍尔传感器检测电流波形和动作时间，全过程监测控制回路、传动系统和执行机构。

6.如权利要求1所述的开关设备智慧电力全生命周期管理系统，其特征在于，所述服务器通过IEC61850协议及RJ45接口与外部SCADA系统及云平台进行通讯。

7.如权利要求1所述的开关设备智慧电力全生命周期管理系统，其特征在于，所述服务器与所述智能控制单元通过MODBUS RTU/RS485通讯连接。

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