CN112083274B - 一种电网二次设备箱故障信息的监测方法及装置 - Google Patents
一种电网二次设备箱故障信息的监测方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112083274B CN112083274B CN202010846462.0A CN202010846462A CN112083274B CN 112083274 B CN112083274 B CN 112083274B CN 202010846462 A CN202010846462 A CN 202010846462A CN 112083274 B CN112083274 B CN 112083274B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- index
- operation index
- secondary equipment
- humidity
- temperature
- 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
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 106
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 76
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims abstract description 27
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 113
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 21
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims description 19
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 16
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 16
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims description 10
- 238000010606 normalization Methods 0.000 claims description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 1
- 238000013139 quantization Methods 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 2
- 241000073677 Changea Species 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
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
- G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
- G01R31/081—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors
- G01R31/086—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors in power transmission or distribution networks, i.e. with interconnected conductors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
- G01K13/02—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving fluids or granular materials capable of flow
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
- G01R1/02—General constructional details
- G01R1/04—Housings; Supporting members; Arrangements of terminals
- G01R1/0408—Test fixtures or contact fields; Connectors or connecting adaptors; Test clips; Test sockets
Landscapes
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
Abstract
本发明公开了一种电网二次设备箱故障信息的监测方法，当同时判断温度运行指标在最劣运行温度范围内、湿度指标在最劣运行湿度范围内、粉尘颗粒浓度运行指标在最劣运行粉尘颗粒浓度范围内、压强运行指标在最劣运行空气压强范围内及空气流速运行指标在最劣运行空气流速范围内时，得出二次设备箱的故障的结果，根据二次设备内环境因素的变化判别其故障情况，对其进行实时监测和预警。本发明公开了一种电网二次设备箱故障信息的监测装置。实施本发明的电网二次设备箱故障信息的监测方法及装置，根据二次设备内环境因素的变化判别其故障情况，对其进行实时监测和预警。
Description
技术领域
本发明涉及电网故障监测技术领域，尤其涉及一种电网二次设备箱故障信息的监测方法及装置。
背景技术
现有技术中，变电站户外二次设备是指运行在变电站露天环境下的电力二次设备，其运行状态受天气环境变化的影响较室内环境运行的设备要大。户外二次设备的集中设计难度、建设难度、建设成本、施工难度、施工成本均相对室内二次设备要低，因此在电网建设中仍然较多地使用户外布置的二次设备。由于二次设备本身不具备防水、防尘、耐高温、防风等抗环境变化性能，或出于设备成本和设计难度的考虑不设计以上性能。因此，在实际运行环境中，为防止二次设备受到环境变化的影响，会使用金属或塑料箱体作为二次设备的防护手段，一般称为设备箱、端子箱或端子箱。由于端子箱的外观设计没有强制性标准，不同箱体制造单位所采取的密封手段也有所不同，导致端子箱内部环境状态优劣不等。
当端子箱的箱体结构受到破坏故障时，箱内二次设备运行环境的变化使其运行状态发生改变，在无人巡视的情况下，箱内二次设备运行环境恶化的情况较难被发现。与此同时，随着无人值班变电站的数量逐渐增多，愈来愈多的户外二次设备运行在未知的环境当中，而目前唯一的解决办法就是增加人力巡视的频率，结果却使人力资源严重不足。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种电网二次设备箱故障信息的监测方法及装置，根据二次设备内环境因素的变化判别其故障情况，对其进行实时监测和预警。
为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种电网二次设备箱故障信息的监测方法，用以对二次设备运行状态产生影响的环境因素进行测算和控制，通过将影响因素量化为数字指标，从而形成分析源数据，包括以下步骤：根据箱体外部的室外温度以及装设在箱体内部二次设备的电路元器件的发热温度获取箱体内部二次设备的温度运行指标，判断温度运行指标是否在最劣运行温度范围内；根据箱体外部的室外湿度以及箱体内部的湿度获取箱体内部二次设备的湿度运行指标，判断湿度运行指标是否在最劣运行湿度范围内；根据箱体内部的粉尘颗粒浓度以及箱体内部二次设备的电路元器件的散热情况及绝缘元器件的绝缘性能获取箱体内部二次设备的粉尘颗粒浓度运行指标，判断粉尘颗粒浓度运行指标是否在最劣运行粉尘颗粒浓度范围内；根据箱体内部的密封性能获取箱体内部二次设备的压强运行指标，判断压强运行指标是否在最劣运行空气压强范围内；根据箱体内部的空气循环质量和效果获取箱体内部二次设备的空气流速运行指标，判断空气流速运行指标是否在最劣运行空气流速范围内；其中：当同时判断温度运行指标在最劣运行温度范围内、湿度指标在最劣运行湿度范围内、粉尘颗粒浓度运行指标在最劣运行粉尘颗粒浓度范围内、压强运行指标在最劣运行空气压强范围内及空气流速运行指标在最劣运行空气流速范围内时，得出二次设备箱的故障的结果，发送告知或预警信息；影响箱体内部二次设备运行状态的温度运行指标、湿度运行指标、粉尘颗粒浓度运行指标、压强运行指标以及空气流速运行指标分别通过常态化函数获取。
其中，影响温度运行指标、湿度运行指标、粉尘颗粒浓度运行指标、压强运行指标以及空气流速运行指标的常态化函数的参数包括：各指标函数变化的角速度、各指标函数的初相角、各指标函数的时间变量以及各指标函数的幅值。
其中，温度运行指标、湿度运行指标、粉尘颗粒浓度运行指标、压强运行指标以及空气流速运行指标的幅值相等，初相角相同但角速度不同。
为解决上述技术问题，本发明还公开了一种电网二次设备箱故障信息的监测装置，用以对二次设备运行状态产生影响的环境因素进行测算和控制，通过将影响因素量化为数字指标，从而形成分析源数据，包括：用以根据箱体外部的室外温度以及装设在箱体内部二次设备的电路元器件的发热温度获取箱体内部二次设备的温度运行指标，判断温度运行指标是否在最劣运行温度范围内的温度运行指标判断单元；用以根据箱体外部的室外湿度以及箱体内部的湿度获取箱体内部二次设备的湿度运行指标，判断湿度运行指标是否在最劣运行湿度范围内的湿度运行指标判断单元；用以根据箱体内部的粉尘颗粒浓度以及箱体内部二次设备的电路元器件的散热情况及绝缘元器件的绝缘性能获取箱体内部二次设备的粉尘颗粒浓度运行指标，判断粉尘颗粒浓度运行指标是否在最劣运行粉尘颗粒浓度范围内的粉尘颗粒浓度运行指标判断单元；用以根据箱体内部的密封性能获取箱体内部二次设备的压强运行指标，判断压强运行指标是否在最劣运行空气压强范围内的压强运行指标判断单元；用以根据箱体内部的空气循环质量和效果获取箱体内部二次设备的空气流速运行指标，判断空气流速运行指标是否在最劣运行空气流速范围内的空气流速运行指标判断单元以及控制器，其中：温度运行指标判断单元、湿度运行指标判断单元、粉尘颗粒浓度运行指标判断单元、压强运行指标判断单元以及空气流速运行指标判断单元全部判断为是时，控制器得出二次设备箱的故障的结果，发送告知或预警信息；影响箱体内部二次设备运行状态的所述温度运行指标、所述湿度运行指标、所述粉尘颗粒浓度运行指标、所述压强运行指标以及所述空气流速运行指标分别通过常态化函数获取。
其中，还包括：分别与温度运行指标判断单元相连的温度传感器和用以存储温度数据记录的温度数据存储器；分别与湿度运行指标判断单元相连的湿度传感器和用以存储湿度数据记录的湿度数据存储器；分别与粉尘颗粒浓度运行指标判断单元相连的粉尘传感器和用以存储粉尘数据记录的粉尘数据存储器；分别与压强运行指标判断单元相连的压强传感器和用以存储压强数据记录的压强数据存储器；以及分别与空气流速运行指标判断单元相连的流速传感器和用以存储流速数据记录的流速数据存储器，其中：控制器分别与温度运行指标判断单元、湿度运行指标判断单元、粉尘颗粒浓度运行指标判断单元、压强运行指标判断单元以及空气流速运行指标判断单元相连。
实施本发明的电网二次设备箱故障信息的监测方法及装置，具有如下的有益效果：当同时判断温度运行指标在最劣运行温度范围内、湿度指标在最劣运行湿度范围内、粉尘颗粒浓度运行指标在最劣运行粉尘颗粒浓度范围内、压强运行指标在最劣运行空气压强范围内及空气流速运行指标在最劣运行空气流速范围内时，得出二次设备箱的故障的结果，根据二次设备内环境因素的变化判别其故障情况，对其进行实时监测和预警。
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为本发明实施例电网二次设备箱故障信息的监测方法的流程示意图。
图2为本发明实施例电网二次设备箱故障信息的监测装置的结构框图。
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作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所示，为本发明电网二次设备箱故障信息的监测方法的实施例一。
本实施例中的电网二次设备箱故障信息的监测方法，用以对二次设备运行状态产生影响的环境因素进行测算和控制，通过将影响因素量化为数字指标，从而形成分析源数据。具体实施时，二次设备箱提供二次设备的运行环境。因此，端子箱体内部环境是指端子箱内的二次设备运行环境。
本实施例中的电网二次设备箱故障信息的监测方法包括以下步骤：
步骤S10，根据箱体外部的室外温度以及装设在箱体内部二次设备的电路元器件的发热温度获取箱体内部二次设备的温度运行指标，判断温度运行指标是否在最劣运行温度范围内；
具体实施时，温度是影响二次设备运行的重要因素。温度对二次设备运行状态产生影响为T，可以使用温度传感器实现温度的记录，由于二次设备箱内部环境因素呈柔性变化，本实施例选用正弦函数作为环境因素变化的常态函数，但不代表实际运行状况下，环境因素的指标按正弦函数的变化情况运行。此温度T满足：
T(t)＝Tssin(ωTt+θT)+Tc
其中：ωY为各指标函数变化的角速度，决定指标变化的速率；θY是各指标函数的初相角，决定某一时刻下的指标函数值；t是时间变量，视为各指标函数的单一变量，Y指代各指标函数，Ys为函数幅值。
由于电路存在电阻效应，电路在通入电流的情况下会持续发热，造成电路损失的同时，向外扩散热量。由于热力学第二定律，当外界温度高于电路本身及元器件温度时，电路的散热遭到阻碍，电路及元器件电阻率上升，从而导致电路电阻产生更多热量，形成恶性循环。当外界温度远低于电路本身及元器件温度时，电路散热速率与温差成正比，电路散热快，电路运行状态最优。因此，二次设备的最优运行温度是环境的最低温度。考虑20％裕度的情况下，最优运行温度范围为：
Tc≤T(t)≤20％Ts+Tc
最劣运行温度范围为：
80％Ts+Tc≤T(t)≤100％Ts+Tc
步骤S20，根据箱体外部的室外湿度以及箱体内部的湿度获取箱体内部二次设备的湿度运行指标，判断湿度运行指标是否在最劣运行湿度范围内；湿度对二次设备运行状态产生影响为H，可以使用湿度传感器实现湿度的记录，由于二次设备箱内部环境因素呈柔性变化，本实施例选用正弦函数作为环境因素变化的常态函数，但不代表实际运行状况下，环境因素的指标按正弦函数的变化情况运行。此湿度H满足：
H(t)＝Hssin(ωHt+θH)
其中：ωY为各指标函数变化的角速度，决定指标变化的速率；θY是各指标函数的初相角，决定某一时刻下的指标函数值；t是时间变量，视为各指标函数的单一变量，Y指代各指标函数，Ys为函数幅值。
具体实施时，由于湿度的变化不会直接影响二次设备的运行。高湿度的空气在遇相对本身温度低的物体时，会在低温物体表面凝结，形成水珠。水珠容易导电的性能威胁二次设备的电路运行。当箱体密封条件良好时，箱体内湿度较为稳定，且不易上升。同样考虑20％的裕度，最优运行湿度范围为：
0≤H(t)≤20％Hs
最劣运行湿度为：
80％Hs≤H(t)≤100％Hs
步骤S30，根据箱体内部的粉尘颗粒浓度以及箱体内部二次设备的电路元器件的散热情况及绝缘元器件的绝缘性能获取箱体内部二次设备的粉尘颗粒浓度运行指标，判断粉尘颗粒浓度运行指标是否在最劣运行粉尘颗粒浓度范围内；粉尘颗粒浓度对二次设备运行状态产生影响为Cdust，可以使用粉尘颗粒浓度传感器实现粉尘颗粒浓度的记录，由于二次设备箱内部环境因素呈柔性变化，本实施例选用正弦函数作为环境因素变化的常态函数，但不代表实际运行状况下，环境因素的指标按正弦函数的变化情况运行。此湿度Cdust满足：
Cdust(t)＝Cssin(ωCt+θC)
其中：ωY为各指标函数变化的角速度，决定指标变化的速率；θY是各指标函数的初相角，决定某一时刻下的指标函数值；t是时间变量，视为各指标函数的单一变量，Y指代各指标函数，Ys为函数幅值。
具体实施时，粉尘对电路设备的主要影响需要结合温度和湿度的影响。温度高时，粉尘可在电路与空气之间形成阻碍散热的隔热层，影响电路散热的传热系数，从而影响散热效果。湿度高时，粉尘可结合水蒸气形成导电介质附在绝缘物体上，从而降低绝缘物体的绝缘性能。因此，粉尘科技浓度对二次设备运行状态的影响成正比关系。考虑20％的裕度，最优运行粉尘颗粒浓度范围为：
0≤Cdust(t)≤20％Cs
最劣运行粉尘颗粒浓度为：
80％Cs≤Cdust(t)≤100％Cs
步骤S40，根据箱体内部的密封性能获取箱体内部二次设备的压强运行指标，判断压强运行指标是否在最劣运行空气压强范围内；空气压强对二次设备运行状态产生影响为Pair，可以使用空气压强传感器实现空气压强的记录，由于二次设备箱内部环境因素呈柔性变化，本实施例选用正弦函数作为环境因素变化的常态函数，但不代表实际运行状况下，环境因素的指标按正弦函数的变化情况运行。此湿度Pair满足：
Pair(t)＝Pssin(ωPt+θP)+Pc
其中：ωY为各指标函数变化的角速度，决定指标变化的速率；θY是各指标函数的初相角，决定某一时刻下的指标函数值；t是时间变量，视为各指标函数的单一变量，Y指代各指标函数，Ys为函数幅值。Tc代表室外常温和Pc代表标准大气压。
具体实施时，空气压强的变化不反应二次设备运行状态的恶化，但可以直接反应二次设备箱内密封性能的良好状况，因此作为判断二次设备箱体故障的考虑条件之一。在温度不变的条件下，空气压强与箱体密封性能的良好成正比。压强越高，箱体密封性能越好。因此考虑20％的裕度，最优运行空气压强范围为：
80％Ps+Pc≤Pair(t)≤100％Ps+Pc
最劣运行空气压强范围为：
Pc≤Pair(t)≤20％Ps+Pc
步骤S50，根据箱体内部的空气循环质量和效果获取箱体内部二次设备的空气流速运行指标，判断空气流速运行指标是否在最劣运行空气流速范围内；空气循环质量对二次设备运行状态产生影响为Vairflow，可以使用空气循环传感器实现空气压强的记录，由于二次设备箱内部环境因素呈柔性变化，本实施例选用正弦函数作为环境因素变化的常态函数，但不代表实际运行状况下，环境因素的指标按正弦函数的变化情况运行。此湿度Vairflow满足：
Vairflow(t)＝Vssin(ωVt+θV)
其中：ωY为各指标函数变化的角速度，决定指标变化的速率；θY是各指标函数的初相角，决定某一时刻下的指标函数值；t是时间变量，视为各指标函数的单一变量，Y指代各指标函数，Ys为函数幅值。
具体实施时，由于空气流动反应箱体内空气的循环质量和效果。循坏效果好时，箱体内的湿度及温度更趋于稳定，更有利于二次设备的稳定运行，是反应二次设备运行的稳定性指标。因此，空气流速与二次设备运行的稳定性成正比。考虑20％的裕度，最优运行空气流速范围为：
80％Vs≤Vairflow(t)≤100％Vs
最劣运行空气流速范围为：
0≤Vairflow(t)≤20％Vs
可以理解的是：影响箱体内部二次设备运行状态的温度运行指标、湿度运行指标、粉尘颗粒浓度运行指标、压强运行指标以及空气流速运行指标分别通过常态化函数获取。其中，影响温度运行指标、湿度运行指标、粉尘颗粒浓度运行指标、压强运行指标以及空气流速运行指标的常态化函数的参数包括：各指标函数变化的角速度、各指标函数的初相角、各指标函数的时间变量以及各指标函数的幅值。其中，温度运行指标、湿度运行指标、粉尘颗粒浓度运行指标、压强运行指标以及空气流速运行指标的幅值相等，初相角相同但角速度不同。
步骤S60，当同时判断温度运行指标在最劣运行温度范围内、湿度指标在最劣运行湿度范围内、粉尘颗粒浓度运行指标在最劣运行粉尘颗粒浓度范围内、压强运行指标在最劣运行空气压强范围内及空气流速运行指标在最劣运行空气流速范围内时，得出二次设备箱的故障的结果，发送告知或预警信息。
具体实施时，通过利用监测端子箱内温度、湿度、PM10、通风率和气压变化量等指标，通过复合条件的判断逻辑，得出二次设备箱箱体的故障判断结果，利用通讯告知运维人员，达到实时监测和及时告警的效果。
如图2所示，本发明还公开了一种电网二次设备箱故障信息的监测装置，包括：用以根据箱体外部的室外温度以及装设在箱体内部二次设备的电路元器件的发热温度获取箱体内部二次设备的温度运行指标，判断温度运行指标是否在最劣运行温度范围内的温度运行指标判断单元10；用以根据箱体外部的室外湿度以及箱体内部的湿度获取箱体内部二次设备的湿度运行指标，判断湿度运行指标是否在最劣运行湿度范围内的湿度运行指标判断单元20；用以根据箱体内部的粉尘颗粒浓度以及箱体内部二次设备的电路元器件的散热情况及绝缘元器件的绝缘性能获取箱体内部二次设备的粉尘颗粒浓度运行指标，判断粉尘颗粒浓度运行指标是否在最劣运行粉尘颗粒浓度范围内的粉尘颗粒浓度运行指标判断单元30；用以根据箱体内部的密封性能获取箱体内部二次设备的压强运行指标，判断压强运行指标是否在最劣运行空气压强范围内的压强运行指标判断单元40；用以根据箱体内部的空气循环质量和效果获取箱体内部二次设备的空气流速运行指标，判断空气流速运行指标是否在最劣运行空气流速范围内的空气流速运行指标判断单元50以及控制器60，其中：温度运行指标判断单元10、湿度运行指标判断单元20、粉尘颗粒浓度运行指标判断单元30、压强运行指标判断单元40以及空气流速运行指标判断单元50全部判断为是时，控制器60得出二次设备箱的故障的结果，发送告知或预警信息。
其中，还包括：分别与温度运行指标判断单元10相连的温度传感器101和用以存储温度数据记录的温度数据存储器102；分别与湿度运行指标判断单元20相连的湿度传感器201和用以存储湿度数据记录的湿度数据存储器202；分别与粉尘颗粒浓度运行指标判断单元30相连的粉尘传感器301和用以存储粉尘数据记录的粉尘数据存储器302；分别与压强运行指标判断单元40相连的压强传感器401和用以存储压强数据记录的压强数据存储器402；以及分别与空气流速运行指标判断单元50相连的流速传感器501和用以存储流速数据记录的流速数据存储器502，其中：控制器60分别与温度运行指标判断单元10、湿度运行指标判断单元20、粉尘颗粒浓度运行指标判断单元30、压强运行指标判断单元40以及空气流速运行指标判断单元50相连。
具体实施时，温度运行指标判断单元10根据箱体外部的室外温度以及装设在箱体内部二次设备的电路元器件的发热温度获取箱体内部二次设备的温度运行指标，判断温度运行指标是否在最劣运行温度范围内；温度是影响二次设备运行的重要因素。温度对二次设备运行状态产生影响为T，可以使用温度传感器101实现温度的记录，湿度数据存储器202存储湿度数据记录。由于二次设备箱内部环境因素呈柔性变化，本实施例选用正弦函数作为环境因素变化的常态函数，但不代表实际运行状况下，环境因素的指标按正弦函数的变化情况运行。
此温度T满足：
T(t)＝Tssin(ωTt+θT)+Tc
其中：ωY为各指标函数变化的角速度，决定指标变化的速率；θY是各指标函数的初相角，决定某一时刻下的指标函数值；t是时间变量，视为各指标函数的单一变量，Y指代各指标函数，Ys为函数幅值。
由于电路存在电阻效应，电路在通入电流的情况下会持续发热，造成电路损失的同时，向外扩散热量。由于热力学第二定律，当外界温度高于电路本身及元器件温度时，电路的散热遭到阻碍，电路及元器件电阻率上升，从而导致电路电阻产生更多热量，形成恶性循环。当外界温度远低于电路本身及元器件温度时，电路散热速率与温差成正比，电路散热快，电路运行状态最优。因此，二次设备的最优运行温度是环境的最低温度。考虑20％裕度的情况下，最优运行温度范围为：
Tc≤T(t)≤20％Ts+Tc
最劣运行温度范围为：
80％Ts+Tc≤T(t)≤100％Ts+Tc
进一步的，湿度运行指标判断单元20根据箱体外部的室外湿度以及箱体内部的湿度获取箱体内部二次设备的湿度运行指标，判断湿度运行指标是否在最劣运行湿度范围内；湿度对二次设备运行状态产生影响为H，可以使用湿度传感器201实现湿度的记录，湿度数据存储器202存储湿度数据记录。由于二次设备箱内部环境因素呈柔性变化，本实施例选用正弦函数作为环境因素变化的常态函数，但不代表实际运行状况下，环境因素的指标按正弦函数的变化情况运行。此湿度H满足：
H(t)＝Hssin(ωHt+θH)
其中：ωY为各指标函数变化的角速度，决定指标变化的速率；θY是各指标函数的初相角，决定某一时刻下的指标函数值；t是时间变量，视为各指标函数的单一变量，Y指代各指标函数，Ys为函数幅值。
具体实施时，由于湿度的变化不会直接影响二次设备的运行。高湿度的空气在遇相对本身温度低的物体时，会在低温物体表面凝结，形成水珠。水珠容易导电的性能威胁二次设备的电路运行。当箱体密封条件良好时，箱体内湿度较为稳定，且不易上升。同样考虑20％的裕度，最优运行湿度范围为：
0≤H(t)≤20％Hs
最劣运行湿度为：
80％Hs≤H(t)≤100％Hs
进一步的，粉尘颗粒浓度运行指标判断单元30根据箱体内部的粉尘颗粒浓度以及箱体内部二次设备的电路元器件的散热情况及绝缘元器件的绝缘性能获取箱体内部二次设备的粉尘颗粒浓度运行指标，判断粉尘颗粒浓度运行指标是否在最劣运行粉尘颗粒浓度范围内；粉尘颗粒浓度对二次设备运行状态产生影响为Cdust，可以使用粉尘颗粒浓度传感器301实现粉尘颗粒浓度的记录，粉尘数据存储器302存储粉尘数据记录。由于二次设备箱内部环境因素呈柔性变化，本实施例选用正弦函数作为环境因素变化的常态函数，但不代表实际运行状况下，环境因素的指标按正弦函数的变化情况运行。此湿度Cdust满足：
Cdust(t)＝Cssin(ωCt+θC)
其中：ωY为各指标函数变化的角速度，决定指标变化的速率；θY是各指标函数的初相角，决定某一时刻下的指标函数值；t是时间变量，视为各指标函数的单一变量，Y指代各指标函数，Ys为函数幅值。
具体实施时，粉尘对电路设备的主要影响需要结合温度和湿度的影响。温度高时，粉尘可在电路与空气之间形成阻碍散热的隔热层，影响电路散热的传热系数，从而影响散热效果。湿度高时，粉尘可结合水蒸气形成导电介质附在绝缘物体上，从而降低绝缘物体的绝缘性能。因此，粉尘科技浓度对二次设备运行状态的影响成正比关系。考虑20％的裕度，最优运行粉尘颗粒浓度范围为：
0≤Cdust(t)≤20％Cs
最劣运行粉尘颗粒浓度为：
80％Cs≤Cdust(t)≤100％Cs
进一步的，压强运行指标判断单元40根据箱体内部的密封性能获取箱体内部二次设备的压强运行指标，判断压强运行指标是否在最劣运行空气压强范围内；空气压强对二次设备运行状态产生影响为Pair，可以使用空气压强传感器401实现空气压强的记录，压强数据存储器402存储压强数据记录。由于二次设备箱内部环境因素呈柔性变化，本实施例选用正弦函数作为环境因素变化的常态函数，但不代表实际运行状况下，环境因素的指标按正弦函数的变化情况运行。此湿度Pair满足：
Pair(t)＝Pssin(ωPt+θP)+Pc
其中：ωY为各指标函数变化的角速度，决定指标变化的速率；θY是各指标函数的初相角，决定某一时刻下的指标函数值；t是时间变量，视为各指标函数的单一变量，Y指代各指标函数，Ys为函数幅值。Tc代表室外常温和Pc代表标准大气压。
具体实施时，空气压强的变化不反应二次设备运行状态的恶化，但可以直接反应二次设备箱内密封性能的良好状况，因此作为判断二次设备箱体故障的考虑条件之一。在温度不变的条件下，空气压强与箱体密封性能的良好成正比。压强越高，箱体密封性能越好。因此考虑20％的裕度，最优运行空气压强范围为：
80％Ps+Pc≤Pair(t)≤100％Ps+Pc
最劣运行空气压强范围为：
Pc≤Pair(t)≤20％Ps+Pc
进一步的，空气流速运行指标判断单元50根据箱体内部的空气循环质量和效果获取箱体内部二次设备的空气流速运行指标，判断空气流速运行指标是否在最劣运行空气流速范围内；空气循环质量对二次设备运行状态产生影响为Vairflow，可以使用空气循环传感器501实现空气压强的记录，流速数据存储器502存储流速数据记录。由于二次设备箱内部环境因素呈柔性变化，本实施例选用正弦函数作为环境因素变化的常态函数，但不代表实际运行状况下，环境因素的指标按正弦函数的变化情况运行。此湿度Vairflow满足：
Vairflow(t)＝Vssin(ωVt+θV)
其中：ωY为各指标函数变化的角速度，决定指标变化的速率；θY是各指标函数的初相角，决定某一时刻下的指标函数值；t是时间变量，视为各指标函数的单一变量，Y指代各指标函数，Ys为函数幅值。
具体实施时，由于空气流动反应箱体内空气的循环质量和效果。循坏效果好时，箱体内的湿度及温度更趋于稳定，更有利于二次设备的稳定运行，是反应二次设备运行的稳定性指标。因此，空气流速与二次设备运行的稳定性成正比。考虑20％的裕度，最优运行空气流速范围为：
80％Vs≤Vairflow(t)≤100％Vs
最劣运行空气流速范围为：
0≤Vairflow(t)≤20％Vs
可以理解的是：影响箱体内部二次设备运行状态的温度运行指标、湿度运行指标、粉尘颗粒浓度运行指标、压强运行指标以及空气流速运行指标分别通过常态化函数获取。其中，影响温度运行指标、湿度运行指标、粉尘颗粒浓度运行指标、压强运行指标以及空气流速运行指标的常态化函数的参数包括：各指标函数变化的角速度、各指标函数的初相角、各指标函数的时间变量以及各指标函数的幅值。其中，温度运行指标、湿度运行指标、粉尘颗粒浓度运行指标、压强运行指标以及空气流速运行指标的幅值相等，初相角相同但角速度不同。
进一步的，当控制器60根据同时判断温度运行指标在最劣运行温度范围内、湿度指标在最劣运行湿度范围内、粉尘颗粒浓度运行指标在最劣运行粉尘颗粒浓度范围内、压强运行指标在最劣运行空气压强范围内及空气流速运行指标在最劣运行空气流速范围内时的数据时，得出二次设备箱的故障的结果，发送告知或预警信息。例如，通过利用监测端子箱内温度、湿度、PM10、通风率和气压变化量等指标，通过复合条件的判断逻辑，得出二次设备箱箱体的故障判断结果，利用通讯告知运维人员，达到实时监测和及时告警的效果。
实施本发明的电网二次设备箱故障信息的监测方法及装置，具有如下的有益效果：当同时判断温度运行指标在最劣运行温度范围内、湿度指标在最劣运行湿度范围内、粉尘颗粒浓度运行指标在最劣运行粉尘颗粒浓度范围内、压强运行指标在最劣运行空气压强范围内及空气流速运行指标在最劣运行空气流速范围内时，得出二次设备箱的故障的结果，根据二次设备内环境因素的变化判别其故障情况，对其进行实时监测和预警。
Claims (5)
1.一种电网二次设备箱故障信息的监测方法，用以对二次设备运行状态产生影响的环境因素进行测算和控制，通过将影响因素量化为数字指标，从而形成分析源数据，其特征在于，包括以下步骤：
根据箱体外部的室外温度以及装设在箱体内部二次设备的电路元器件的发热温度获取箱体内部二次设备的温度运行指标，判断所述温度运行指标是否在最劣运行温度范围内；
根据箱体外部的室外湿度以及箱体内部的湿度获取箱体内部二次设备的湿度运行指标，判断所述湿度运行指标是否在最劣运行湿度范围内；
根据箱体内部的粉尘颗粒浓度以及箱体内部二次设备的电路元器件的散热情况及绝缘元器件的绝缘性能获取箱体内部二次设备的粉尘颗粒浓度运行指标，判断所述粉尘颗粒浓度运行指标是否在最劣运行粉尘颗粒浓度范围内；
根据箱体内部的密封性能获取箱体内部二次设备的压强运行指标，判断所述压强运行指标是否在最劣运行空气压强范围内；
根据箱体内部的空气循环质量和效果获取箱体内部二次设备的空气流速运行指标，判断所述空气流速运行指标是否在最劣运行空气流速范围内；其中：
当同时判断所述温度运行指标在最劣运行温度范围内、所述湿度运行指标在最劣运行湿度范围内、所述粉尘颗粒浓度运行指标在最劣运行粉尘颗粒浓度范围内、所述压强运行指标在最劣运行空气压强范围内及所述空气流速运行指标在最劣运行空气流速范围内时，得出二次设备箱的故障的结果，发送告知或预警信息；影响箱体内部二次设备运行状态的所述温度运行指标、所述湿度运行指标、所述粉尘颗粒浓度运行指标、所述压强运行指标以及所述空气流速运行指标分别通过常态化函数获取。
2.根据权利要求1所述的电网二次设备箱故障信息的监测方法，其特征在于，影响所述温度运行指标、所述湿度运行指标、所述粉尘颗粒浓度运行指标、所述压强运行指标以及所述空气流速运行指标的常态化函数的参数包括：各指标函数变化的角速度、各指标函数的初相角、各指标函数的时间变量以及各指标函数的幅值。
3.根据权利要求2所述的电网二次设备箱故障信息的监测方法，其特征在于，所述温度运行指标、所述湿度运行指标、所述粉尘颗粒浓度运行指标、所述压强运行指标以及所述空气流速运行指标的幅值相等，初相角相同但角速度不同。
4.一种电网二次设备箱故障信息的监测装置，用以对二次设备运行状态产生影响的环境因素进行测算和控制，通过将影响因素量化为数字指标，从而形成分析源数据，其特征在于：包括：
用以根据箱体外部的室外温度以及装设在箱体内部二次设备的电路元器件的发热温度获取箱体内部二次设备的温度运行指标，判断所述温度运行指标是否在最劣运行温度范围内的温度运行指标判断单元；
用以根据箱体外部的室外湿度以及箱体内部的湿度获取箱体内部二次设备的湿度运行指标，判断所述湿度运行指标是否在最劣运行湿度范围内的湿度运行指标判断单元；
用以根据箱体内部的粉尘颗粒浓度以及箱体内部二次设备的电路元器件的散热情况及绝缘元器件的绝缘性能获取箱体内部二次设备的粉尘颗粒浓度运行指标，判断所述粉尘颗粒浓度运行指标是否在最劣运行粉尘颗粒浓度范围内的粉尘颗粒浓度运行指标判断单元；
用以根据箱体内部的密封性能获取箱体内部二次设备的压强运行指标，判断所述压强运行指标是否在最劣运行空气压强范围内的压强运行指标判断单元；
用以根据箱体内部的空气循环质量和效果获取箱体内部二次设备的空气流速运行指标，判断所述空气流速运行指标是否在最劣运行空气流速范围内的空气流速运行指标判断单元以及
控制器，其中：
所述温度运行指标判断单元、所述湿度运行指标判断单元、所述粉尘颗粒浓度运行指标判断单元、所述压强运行指标判断单元以及所述空气流速运行指标判断单元全部判断为是时，所述控制器得出二次设备箱的故障的结果，发送告知或预警信息；影响箱体内部二次设备运行状态的所述温度运行指标、所述湿度运行指标、所述粉尘颗粒浓度运行指标、所述压强运行指标以及所述空气流速运行指标分别通过常态化函数获取。
5.根据权利要求4所述的电网二次设备箱故障信息的监测装置，其特征在于，还包括：
分别与所述温度运行指标判断单元相连的温度传感器和用以存储温度数据记录的温度数据存储器；
分别与所述湿度运行指标判断单元相连的湿度传感器和用以存储湿度数据记录的湿度数据存储器；
分别与粉尘颗粒浓度运行指标判断单元相连的粉尘传感器和用以存储粉尘数据记录的粉尘数据存储器；
分别与所述压强运行指标判断单元相连的压强传感器和用以存储压强数据记录的压强数据存储器；以及
分别与所述空气流速运行指标判断单元相连的流速传感器和用以存储流速数据记录的流速数据存储器，其中：
所述控制器分别与所述温度运行指标判断单元、所述湿度运行指标判断单元、所述粉尘颗粒浓度运行指标判断单元、所述压强运行指标判断单元以及所述空气流速运行指标判断单元相连。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010846462.0A CN112083274B (zh) | 2020-08-21 | 2020-08-21 | 一种电网二次设备箱故障信息的监测方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010846462.0A CN112083274B (zh) | 2020-08-21 | 2020-08-21 | 一种电网二次设备箱故障信息的监测方法及装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112083274A CN112083274A (zh) | 2020-12-15 |
| CN112083274B true CN112083274B (zh) | 2023-10-31 |
Family
ID=73727905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010846462.0A Active CN112083274B (zh) | 2020-08-21 | 2020-08-21 | 一种电网二次设备箱故障信息的监测方法及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112083274B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112835397B (zh) * | 2021-01-04 | 2022-01-28 | 中车青岛四方车辆研究所有限公司 | 箱体密封状态监测与评估方法及监测系统 |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101661076A (zh) * | 2009-09-04 | 2010-03-03 | 重庆大学 | 绝缘子污秽度检测方法 |
| CN102721479A (zh) * | 2012-04-16 | 2012-10-10 | 沈阳华岩电力技术有限公司 | 一种户外电气设备温升的在线监测方法 |
| CN103675532A (zh) * | 2013-11-30 | 2014-03-26 | 国网河南省电力公司南阳供电公司 | 一种gis故障诊断装置及故障诊断方法 |
| CN203551000U (zh) * | 2013-07-12 | 2014-04-16 | 国家电网公司 | 变电站户外端子箱温湿度实时在线监测装置 |
| CN106199305A (zh) * | 2016-07-01 | 2016-12-07 | 太原理工大学 | 煤矿井下供电系统用干式变压器绝缘健康状态评估方法 |
| CN205910561U (zh) * | 2016-05-16 | 2017-01-25 | 国家电网公司 | 户外箱式设备温湿度监测控制器 |
| CN106530720A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-03-22 | 吉林大学 | 一种高速公路道路交通安全黑点路段识别与预警方法 |
| CN109724647A (zh) * | 2019-01-21 | 2019-05-07 | 青岛科技大学 | 动车组车顶高压箱状态监测系统及监测方法 |
| CN209043373U (zh) * | 2018-12-17 | 2019-06-28 | 南京瑞吾电气有限公司 | 应用于户外电气柜的内部环境信息监控系统 |
| CN110095661A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-08-06 | 浙江华云信息科技有限公司 | 一种配电变压器高压侧缺相故障抢修方法 |
| CN110992656A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-04-10 | 广东电网有限责任公司 | 一种变电站箱体监测系统 |
| CN111127855A (zh) * | 2019-12-14 | 2020-05-08 | 武汉斗争信息科技有限公司 | 一种环境物联网的环境事件监测方法及系统 |
| CN111175204A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-05-19 | 国网天津市电力公司电力科学研究院 | 开关柜内部空气颗粒物和空气异常成分监测方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3668708B2 (ja) * | 2001-10-22 | 2005-07-06 | 株式会社日立製作所 | 故障検知システム |
-
2020
- 2020-08-21 CN CN202010846462.0A patent/CN112083274B/zh active Active
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101661076A (zh) * | 2009-09-04 | 2010-03-03 | 重庆大学 | 绝缘子污秽度检测方法 |
| CN102721479A (zh) * | 2012-04-16 | 2012-10-10 | 沈阳华岩电力技术有限公司 | 一种户外电气设备温升的在线监测方法 |
| CN203551000U (zh) * | 2013-07-12 | 2014-04-16 | 国家电网公司 | 变电站户外端子箱温湿度实时在线监测装置 |
| CN103675532A (zh) * | 2013-11-30 | 2014-03-26 | 国网河南省电力公司南阳供电公司 | 一种gis故障诊断装置及故障诊断方法 |
| CN205910561U (zh) * | 2016-05-16 | 2017-01-25 | 国家电网公司 | 户外箱式设备温湿度监测控制器 |
| CN106199305A (zh) * | 2016-07-01 | 2016-12-07 | 太原理工大学 | 煤矿井下供电系统用干式变压器绝缘健康状态评估方法 |
| CN106530720A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-03-22 | 吉林大学 | 一种高速公路道路交通安全黑点路段识别与预警方法 |
| CN209043373U (zh) * | 2018-12-17 | 2019-06-28 | 南京瑞吾电气有限公司 | 应用于户外电气柜的内部环境信息监控系统 |
| CN109724647A (zh) * | 2019-01-21 | 2019-05-07 | 青岛科技大学 | 动车组车顶高压箱状态监测系统及监测方法 |
| CN110095661A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-08-06 | 浙江华云信息科技有限公司 | 一种配电变压器高压侧缺相故障抢修方法 |
| CN110992656A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-04-10 | 广东电网有限责任公司 | 一种变电站箱体监测系统 |
| CN111127855A (zh) * | 2019-12-14 | 2020-05-08 | 武汉斗争信息科技有限公司 | 一种环境物联网的环境事件监测方法及系统 |
| CN111175204A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-05-19 | 国网天津市电力公司电力科学研究院 | 开关柜内部空气颗粒物和空气异常成分监测方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 基于状态监测的智能变电站二次设备状态检修;陶文伟 等;《电气技术》;20161231(第12期);第102-107页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112083274A (zh) | 2020-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114184229B (zh) | 一种开关柜运行环境监测系统 | |
| CN109724646A (zh) | 一种配电网开关柜电缆接头监控方法、服务器及系统 | |
| CN112083274B (zh) | 一种电网二次设备箱故障信息的监测方法及装置 | |
| CN116345701A (zh) | 一种低压无功补偿智能监测控制系统 | |
| CN111306706A (zh) | 一种空调联动控制方法及系统 | |
| KR101600698B1 (ko) | 전력용 변압기 수명 예측 시스템 및 방법 | |
| CN111025093B (zh) | 一种基于双端平衡因子的xlpe电缆绝缘寿命估算方法 | |
| CN117250449A (zh) | 变压器绝缘状态评估方法、装置、电子设备及存储介质 | |
| CN112764130A (zh) | 一种电网气象监测预警装置及监测方法 | |
| CN117251819A (zh) | 电能数据异常检测方法、装置、存储介质及计算机设备 | |
| CN111580575B (zh) | 一种变压器温度控制方法及变压器 | |
| CN110750760A (zh) | 一种基于态势感知和控制图的异常理论线损检测方法 | |
| CN116777419A (zh) | 线路覆冰监测方法、系统、终端及存储介质 | |
| CN115733258A (zh) | 一种基于物联网技术的全户内智能变电站系统的控制方法 | |
| CN114123510B (zh) | 一种基于实时数据分析的变压器监控方法和系统 | |
| CN114200386B (zh) | 智能电表运行误差在线分析方法及系统 | |
| CN112595745B (zh) | 一种干式车载牵引变压器散热特性评估方法 | |
| CN115200748A (zh) | 基于智能电子体温计状态测量控制系统 | |
| CN114446025A (zh) | 一种电缆箱盒内部环境监控方法、系统、存储介质及设备 | |
| CN112461390A (zh) | 一种适用于油浸式变压器的分布式比较型测温模块及方法 | |
| CN112001524A (zh) | 一种融合微气象实时监测信息提升架空线路输送能力的方法 | |
| CN112054594A (zh) | 一种配电站智能状态监测系统 | |
| CN113572148A (zh) | 变流器系统、变流器功率模组的健康状态评估方法和装置 | |
| CN113032972B (zh) | 一种基于微环境监测的输变电线路动态载流量预测方法 | |
| CN117767578B (zh) | 一种输电线路动态增容监测终端异常数据判别方法 |
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 |