CN112415343A - 一种多状态量可组态全封闭式气体组合电器的智能组件 - Google Patents

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杨旭
徐惠
许晓路
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刘诣
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Abstract

本发明涉及一种多状态量可组态全封闭式气体组合电器的智能组件，包括：电源模块、传感模块、监控IED模块、主IED、第一通信模块、第二通信模块以及智能终端，本发明提供的智能组件，通过监控IED模块统一规范数据接口，整合测控功能，实现功能集成，减少不必要的硬件和中间环节，可显著提升传感器可靠性和对实时数据的利用，适于在本领域内推广使用。

Description

一种多状态量可组态全封闭式气体组合电器的智能组件
技术领域
本发明属于电工检测技术领域，更具体地说，是一种多状态量可组态全封闭式气体组合电器(GIS)的智能组件。
背景技术
随着大云物移等一系列新技术日新月异，国家电网公司战略性地提出了“开展具有一键操作、自动巡检、主动预警、智能决策功能的第三代智能变电站研究”的目标与任务。同时，“大力推动信息化和工业化深度融合”战略部署被推出后，各省网公司依托“大云物移”现代信息技术、以现有业务系统数据为基础大力推进智能运检管控平台建设，也推动了基于运行状态实时感知、多元信息融合的智能化设备的发展与应用。智能组件是实现第三代智能变电站全站信息化、智能化的基础，而目前变电站中智能组件监测元器件种类繁多，型号尺寸各异，质量参差不齐，且采用的通信协议不统一，接口互不兼容，导致统一接入困难，无法实现多状态量信号的的统一上送和集中监控，给设备日常维护升级、备品备件准备、设备缺陷及时处理等工作带来诸多困难。因此研究智能组件数据接口统一规范，整合测控功能，实现功能集成，减少不必要的硬件和中间环节，可显著提升传感器可靠性和对实时数据的利用，对于提高站内智能组件的功能一体化、状态可视化和控制智能化程度有着重要意义。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种达到不同设备不同状态参量的统一接入、灵活配置的多状态量可组态全封闭式气体组合电器的智能组件，以克服现有技术的不足。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种多状态量可组态全封闭式气体组合电器的智能组件，
所述智能组件包括：
电源模块：用于提供工作用电压；
传感模块：由多个不同类型的传感器构成，用于采集GIS设备的各种状态信息，所述态信息典型地包括运行电压、运行电流、SF6气体微水、超高频局部放电、振动以及操动机构信息。
监控IED模块：由一个或多个监控IED构成，所述监控IED模块由所述电源模块供电，并分别与所述传感模块和第一通信模块连接，用于信号采集及传输，所述IED为智能电子设备；
一个类型的传感器对应一个监控IED，也可以多个类型的传感器对应一个监控IED；
主IED：由电源模块供电，分别与智能终端、所述第一通信模块和第二通信模块连接，用于汇集、就地分析监控IED模块的信息并对外信息交互，所述主IED为多个监控IED的汇聚点,也是智能控制决策点；
第一通信模块：用于实现监控IED模块与主IED之间的通信；
第二通信模块：用于实现主IED与服务器之间的通信；
智能终端：用于就地显示、处理主IED接收到的各类状态信息；
服务器，用于承载智能组件监测数据分析模型，实现主IED提供的状态量中缺陷数据的自动识别和主动预警。
典型地，电源模块、传感模块、监控IED模块、主IED、第一通信模块、第二通信模块、智能终端布置于一个机柜内部。
本发明提供的智能组件，通过监控IED模块统一规范数据接口，整合测控功能，实现功能集成，减少不必要的硬件和中间环节，可显著提升传感器可靠性和对实时数据的利用，适于在本领域内推广使用。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，
图1是本发明系统的结构示意图；
图2是本发明实施例典型配置结构图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明所述的一种多状态量可组态全封闭式气体组合电器的智能组件，包括：
电源模块，用于提供工作用电压。
传感模块，由多个不同类型的传感器构成，用于采集GIS设备的各种状态信息。典型地包括运行电压、运行电流、SF6气体微水、超高频局部放电、振动、操动机构等信息。
监控IED模块，由一个或多个监控IED构成，电源模块供电，与传感模块、第一通信模块连接，用于信号采集及传输。
一个类型的传感器对应一个监控IED，也可以多个类型的传感器对应一个监控IED。
主IED，由电源模块供电，与智能终端、第一通信模块和第二通信模块连接，用于汇集、就地分析监控IED模块的信息并对外信息交互。
第一通信模块，用于实现监控IED模块与主IED之间的通信。
第二通信模块，用于实现主IED与服务器之间的通信
智能终端，用于就地显示、处理主IED接收到的各类状态信息。
服务器，用于承载智能组件监测数据分析模型，实现主IED提供的状态量中缺陷数据的自动识别和主动预警。
典型地，电源模块、传感模块、监控IED模块、主IED、通信模块1、通信模块2、智能终端布置于一个机柜内部。
实施例1：
如图2所示，本发明实施例典型配置包括：
电源模块，用于提供工作用电压，由蓄电池构成。
传感模块，由振动传感器、绝缘监测传感器、超高频局部放电传感器、气体压力传感器、气体密度传感器、气体水分传感器、分合闸电流传感器、位移传感器构成。
监控IED模块，由振动监控IED、绝缘监控IED、超高频局部放电监控IED、气体监控IED、操动机构监控IED构成，由电源模块供电，与传感模块、第一通信模块连接，用于信号采集及传输。
主IED，由电源模块供电，与智能终端、第一通信模块和第二通信模块连接，用于汇集、就地分析监控IED模块的信息并对外信息交互。
第一通信模块，用于实现监控IED模块与主IED之间的通信。
第二通信模块，用于实现主IED与服务器之间的通信
智能终端，用于就地显示、处理主IED接收到的各类状态信息。
服务器，用于承载智能组件监测数据分析模型，实现主IED提供的状态量中缺陷数据的自动识别和主动预警。
其中，电源模块、传感模块、监控IED模块、主IED、第一通信模块、第二通信模块、智能终端布置于一个机柜内部。
本实施例的工作过程是：安装于GIS设备本体及操动机构上的传感模块每隔一定时间检测GIS设备运行过程中的振动、绝缘、超高频局部放电、气体压力、气体密度、气体水分、分合闸电流、位移等数据，并将数据上传分别至振动监控IED、绝缘监控IED、超高频局部放电监控IED、气体监控IED、操动机构监控IED中，通过第一通信模块将采集到的数据传输至主IED进行分析，在智能终端上显示及处理，同时主IED分析得到的与前次检测数据有明显差异的特征数据通过第二通信模块传送至服务器，服务器利用承载智能组件监测数据分析模型，实现特征数据的自动识别和主动预警。
监控IED模块与主IED的通信方式：各监控IED与主IED之间采用IEC61850规约进行通讯，评估的数据报文通过通信模块1的网络采用REPORT服务传输到主IED；监测数据文件与主IED的通信采用文件服务传输，为提高通信稳定性并降低通信网络负载，监测数据文件不主动上传至服务器，仅在服务器召唤时同样以文件服务方式由主IED通过第二通信模块传送至服务器。
主IED对监控IED模块的状态数据处理方式为：每隔10分钟(用户可设置，本方案采用10分钟间隔时间)通过以下的报文格式“唯一性标识、故障部位、故障模式(内部放电类型、振动类型等)、风险程度(用百分数表示)”向智能终端或服务器报告一次结果数据，根据预设的经验曲线和预警定值风险每增大2％增加一次结果报告的报文。
本实施例利用GIS智能组件对GIS设备状态进行评估的方法是：
服务器的GIS状态预警平台选择用于评估GIS运行状态的传感数据，利用对应的智能组件监测数据分析模型，通过分析各传感数据的幅值、波形及频率的增长率是否达到设定正常标准值，所测数据的增长率未达到正常标准值，评估GIS运行状况(正常)，通过第二通信模块向主IED报告一次自评估结果。所测数据的增长率已超过正常标准值，评估GIS运行状况(不正常)，并通过第二通信模块向主IED随时报告自评估结果。每隔24小时(采用定值设置的方法，本方案采用24小时间隔时间，)采用以下报文格式“故障部位、故障模式(故障类型)、风险程度(用百分数表示)、设备状态”；设备故障风险(按浓度增长率评估)每增大10％，监测周期内增加1次监测，根据现场设备的数量及IED设备的负载考虑，本方案设计检测最小周期为2小时。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
本说明书中未做详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (3)

1.一种多状态量可组态全封闭式气体组合电器的智能组件，其特征在于，
所述智能组件包括：
电源模块：用于提供工作用电压；
传感模块：由多个不同类型的传感器构成，用于采集GIS设备的各种状态信息，所述态信息包括运行电压、运行电流、SF6气体微水、超高频局部放电、振动以及操动机构信息；
监控IED模块：由一个或多个监控IED构成，所述监控IED模块由所述电源模块供电，并分别与所述传感模块和第一通信模块连接，用于信号采集及传输；一个类型的传感器对应一个监控IED，也可以多个类型的传感器对应一个监控IED，所述IED为智能电子设备；
主IED：由电源模块供电，分别与智能终端、所述第一通信模块和第二通信模块连接，用于汇集、就地分析监控IED模块的信息并对外信息交互，所述主IED为多个监控IED的汇聚点,也是智能控制决策点；
第一通信模块：用于实现监控IED模块与主IED之间的通信；
第二通信模块：用于实现主IED与服务器之间的通信；
智能终端：用于就地显示、处理主IED接收到的各类状态信息；
服务器，用于承载智能组件监测数据分析模型，实现主IED提供的状态量中缺陷数据的自动识别和主动预警。
2.如权利要求1所述的多状态量可组态全封闭式气体组合电器的智能组件，其特征在于，所述电源模块、传感模块、监控IED模块、主IED、第一通信模块、第二通信模块以及智能终端布置于一个机柜内部。
3.利用权利要求1或2所述的多状态量可组态全封闭式气体组合电器的智能组件，所述智能组件的工作方法是：安装于GIS设备本体及操动机构上的传感模块每隔一定时间检测GIS设备运行过程中的振动、绝缘、超高频局部放电、气体压力、气体密度、气体水分、分合闸电流、位移等数据，并将数据上传分别至振动监控IED、绝缘监控IED、超高频局部放电监控IED、气体监控IED、操动机构监控IED中，通过第一通信模块将采集到的数据传输至主IED进行分析，在智能终端上显示及处理，同时主IED分析得到的与前次检测数据有明显差异的特征数据通过第二通信模块传送至服务器，服务器利用承载智能组件监测数据分析模型，实现特征数据的自动识别和主动预警；
监控IED模块与主IED的通信方式：各监控IED与主IED之间采用IEC61850规约进行通讯，评估的数据报文通过通信模块1的网络采用REPORT服务传输到主IED；监测数据文件与主IED的通信采用文件服务传输，为提高通信稳定性并降低通信网络负载，监测数据文件不主动上传至服务器，仅在服务器召唤时同样以文件服务方式由主IED通过第二通信模块传送至服务器；
主IED对监控IED模块的状态数据处理方式为：每隔10分钟通过以下的报文格式“唯一性标识、故障部位、故障模式(内部放电类型、振动类型等)、风险程度”向智能终端或服务器报告一次结果数据，根据预设的经验曲线和预警定值风险每增大2％增加一次结果报告的报文。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113655350A (zh) * 2021-08-24 2021-11-16 华能重庆两江燃机发电有限责任公司 Gis局部放电在线监测系统及方法

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