CN113687160A - 用于站用交流回路预警的方法、装置、终端及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于站用交流回路预警的方法、装置、终端及系统。该方法包括：获取交流馈线回路的剩余电流、电缆本体温度和电缆设置环境的环境数据，并对设定周期内的剩余电流、电缆本体温度和环境数据进行采样；根据采样数据分别确定电流变化系数、电缆温度变化系数和环境参数变化系数；根据所述电流变化系数、所述电缆温度变化系数和所述环境参数变化系数确定回路健康状态；在所述电流变化系数、所述电缆温度变化系数、所述环境参数变化系数和所述回路健康状态中的一项或多项满足预警条件时，确定预警等级，并根据预警等级生成预警信息。本发明实现了对监测数据的历史趋势推导和多参量的综合研判，实现故障告警和火灾预防。
Description
技术领域
本发明涉及电网技术领域，尤其涉及一种用于站用交流回路预警的方法、装置、终端及系统。
背景技术
站用交流电源系统作为发电厂、变电站的重要组成部分，为发电厂、变电站主变冷却装置、充电机、监控系统照明、空调、消防系统、安防系统、辅助设施、加热驱潮、冷却器、交流操作电源、交流电机、检修电源等站用负荷提供可靠的工作电源。然而，作为变电站重要组成部分的变电站交流电源系统，往往被人们所忽略。在实际生活中，也已经发生过因变电站交流电源系统失电，造成直流母线失压，进而导致扩大了电网事故涉及的供电区域，以及，变电站电缆沟内动力电缆故障着火，引燃同沟布置的控制电缆，导致500千伏II母、I母失灵保护先后动作，两条母线跳闸失压。因此，变电站交流电源系统消防能力提升，已成为目前工作的重点。
站用交流电源系统主要问题是站用交流动力电缆电压等级低，对地故障信息不明显，容易因绝缘损坏爬电电弧引起火灾，由于电弧阻抗的存在，电弧故障电流较小，无法通过短路保护防护。变电站电缆沟更是监测的盲区，变电站内大量动力电缆和控制电缆分布在电缆沟内，各种电缆尤其是动力电缆，其负载过大、电缆接头老化等原因会导致温度升高，容易引起火灾事故。电缆火灾有较长的引燃阶段，起火后需要迅速感知提早处置以避免供电故障范围扩大。
目前，站用交流电源系统的在线监测方案主要用于实现电缆发生故障或变电站电缆沟发生火灾时快速报警，局限性较大，无法实现对故障或变电站电缆沟火灾进行预警。
发明内容
本发明实施例提供了一种用于站用交流回路预警的方法、装置、终端及系统，以解决现有方案无法适用于对电缆故障或变电站电缆沟火灾进行预警的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种用于站用交流回路预警的方法，包括：
获取交流馈线回路的剩余电流、电缆本体温度和电缆设置环境的环境数据，并对设定周期内的剩余电流、电缆本体温度和环境数据进行采样；
根据采样数据分别确定电流变化系数、电缆温度变化系数和环境参数变化系数；
根据所述电流变化系数、所述电缆温度变化系数和所述环境参数变化系数确定回路健康状态；
在所述电流变化系数、所述电缆温度变化系数、所述环境参数变化系数和所述回路健康状态中的一项或多项满足预警条件时，确定预警等级，并根据预警等级生成预警信息。
在一种可能的实现方式中，根据所述电流变化系数、所述电缆温度变化系数和所述环境参数变化系数确定回路健康状态，包括：
获取多个连续周期内的电流变化系数、电缆温度变化系数和环境参数变化系数；
根据评价等级表确定各变化系数对应的预警等级；
确定电流变化系数、电缆温度变化系数和环境参数变化系数对应不同预警等级的占比，并根据占比分析结果生成打分评价矩阵；
根据所述打分评价矩阵和评价赋分集的乘积确定回路健康状态。
在一种可能的实现方式中，根据占比分析结果生成打分评价矩阵，包括：
确定各变化系数的加权系数；其中，各变化系数的加权系数的总和为一；
根据所述占比分析结果和各变化系数的加权系数生成打分评价矩阵。
在一种可能的实现方式中，根据采样数据分别确定电流变化系数、电缆温度变化系数和环境参数变化系数，包括：
确定采样数据中的剩余电流平均值、电缆本体温度平均值和环境数据平均值；
根据所述剩余电流平均值确定电流变化系数、根据所述电缆本体温度平均值确定电缆温度变化系数，并根据所述环境数据平均值确定环境参数变化系数。
在一种可能的实现方式中，所述环境数据包括：烟雾浓度、环境温度和环境湿度；所述环境参数变化系数包括：烟雾浓度变化系数、环境温度变化系数和环境湿度变化系数。
在一种可能的实现方式中，根据所述环境数据平均值确定环境参数变化系数，包括：
根据烟雾浓度平均值和烟雾浓度阈值的比值确定所述烟雾浓度变化系数、根据环境温度平均值和环境温度阈值的比值确定所述环境温度变化系数，并根据环境湿度平均值和环境湿度阈值的比值确定所述环境湿度变化系数；
根据所述电缆本体温度平均值确定电缆温度变化系数，包括：
根据所述电缆本体温度平均值和电缆本体温度阈值的比值确定所述电缆本体温度变化系数。
在一种可能的实现方式中，所述电流变化系数包括：回路剩余电流定值趋势系数、回路剩余电流离差系数和回路剩余电流趋势系数。
在一种可能的实现方式中，根据所述剩余电流平均值确定电流变化系数，包括：
根据所述剩余电流平均值和剩余电流阈值的比值确定所述回路剩余电流定值趋势系数；
根据所述剩余电流平均值和相邻回路浮充电压之间的差异确定所述回路剩余电流离差系数；
根据所述剩余电流平均值和采样数据中剩余电流采样数据的数量确定所述回路剩余电流趋势系数。
第二方面，本发明实施例提供了一种用于站用交流回路预警的装置，包括：
数据处理模块，用于获取交流馈线回路的剩余电流、电缆本体温度和电缆设置环境的环境数据，并对设定周期内的剩余电流、电缆本体温度和环境数据进行采样；
系数计算模块，用于根据采样数据分别确定电流变化系数、电缆温度变化系数和环境参数变化系数；
状态确定模块，用于根据所述电流变化系数、所述电缆温度变化系数和所述环境参数变化系数确定回路健康状态；
预警处理模块，用于在所述电流变化系数、所述电缆温度变化系数、所述环境参数变化系数和所述回路健康状态中的一项或多项满足预警条件时，确定预警等级，并根据预警等级生成预警信息。
第三方面，本发明实施例提供了一种用于站用交流回路预警的系统包括：远端监控装置、本地监控装置、总线、剩余电流采集装置、电缆本体温度监测装置、烟感监测装置、环境数据监测装置和上述第二方面提供的用于站用交流回路预警的装置；
所述本地监控装置，通过所述总线分别与所述剩余电流采集装置、所述烟感监测装置、所述电缆本体温度监测装置和所述环境数据监测装置连接，用于接收交流馈线回路的剩余电流、电缆本体温度和电缆设置环境的环境数据；
所述用于站用交流回路预警的装置，与所述远端监控装置和所述本地监控装置无线通信，用于接收所述本地监控装置发送的交流馈线回路的剩余电流、电缆本体温度和电缆设置环境的环境数据，并转发至所述远端监控装置和/或预警信息。
第四方面，本发明实施例提供了一种终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。
第五方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。
本发明实施例提供一种用于站用交流回路预警的方法、装置、终端及系统，通过获取交流馈线回路的剩余电流、电缆本体温度和电缆设置环境的环境数据，对设定周期内的剩余电流、电缆本体温度和环境数据进行采样，根据采样数据分别确定电流变化系数、电缆温度变化系数和环境参数变化系数，并根据电流变化系数、电缆温度变化系数和环境参数变化系数确定回路健康状态，实现了对站用交流电源系统整体监测信息的集中分析处理，综合多种参数确定回路健康状态，提供回路健康状态分析的精确度。在电流变化系数、电缆温度变化系数、环境参数变化系数和回路健康状态中的一项或多项满足预警条件时，确定预警等级，并根据预警等级生成预警信息，实现了对监测数据的历史趋势推导和多参量的综合研判，实现故障告警和火灾预防。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的用于站用交流回路预警的系统的结构示意图；
图2为本发明一实施例提供的用于站用交流回路预警的方法的流程示意图；
图3是本发明一实施例提供的用于站用交流回路预警的装置的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的终端的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
对变电站交流电源系统加装本发明站用交流电源系统监测预警系统，可有效监测站用交流电源安全运行状态，大幅提高交流电源系统的供电可靠性，能够有效避免交流回路异常事故及交流电缆沟道火灾事故的发生。对于电力企业来说可以减少因故障停电带来的巨大供电损失，同时减少停电对公司造成的社会负面影响；对广大用电客户来讲，可以减少停电带来的生产和生活不便，其社会效益是巨大的。
本发明以提升站用交流电源系统运行本质安全为方向，提出了一种用于站用交流回路预警的系统，并基于该监测系统提供了一种用于站用交流回路预警的方法，实现了站用交流电源系统馈线回路、电缆沟道、电缆夹层的状态监测、故障及火灾预警，对于保证变电站运行安全、事故防范具有重要意义。
在对本发明提供的用于站用交流回路预警的方法进行说明之前，先对监测系统进行简单介绍。
如图1所述为本发明实施例提供的用于站用交流回路预警的系统的结构示意图，如图所示，包括：远端监控装置101、数据处理中心102、本地监控装置103、总线104、剩余电流采集装置105、电缆本体温度监测装置106、烟感监测装置107、环境温度监测装置108和环境湿度监测装置109。
在一些实施例中，用于站用交流回路预警的系统还包括：开关量检测装置和交流保护电器投退控制装置。
系统整体工作流程包括：本地监控装置103通过RS485总线104或无线通讯与剩余电流采集装置105、电缆本体温度监测装置106、烟感监测装置107、环境温度监测装置108、环境湿度监测装置109、开关量检测装置和交流保护电器投退控制装置等连接，本地监控装置103实时采集变电站交流馈线回路剩余电流值，各级交流保护电器开关状态，变电站站用电缆沟道、电缆夹层、电缆竖井的实时烟感、环境温湿度和电缆本体温度信息，并进行数据一次分析处理，原信息及一次分析处理结果可通过无线通信模块传送到数据处理中心102。即烟感监测装置107、环境温度监测装置108和环境湿度监测装置109用于检测电缆所处环境的环境信息。数据处理中心102对数据进行二次分析处理后，再发送到远端监控装置101。远端监控装置101可设在集控站，可远程浏览监测信息和故障处置。其中，本地监控装置103及各站端采集装置工作电源均取自站用直流电源。
远端监控装置101可远程监控该集控站范围内所有变电站交流电源系统回路的监控信息。可根据各自权限，对任意一个变电站执行交流保护电器投退、消防联动等远程控制。
系统中各装置的分布情况如下：
数据处理中心102设置于集控站或运维驻地通讯机房，通过专用通讯网络接收范围内各站点交流电源系统的所有监测数据信息，对数据进行二次处理、分析，实现交流回路健康状态评价，再发送到远端监控装置101，历史数据可查询。
本地监控装置103安装于站端交流中央馈线屏，通过RS485总线104或无线通讯与剩余电流采集装置105、电缆本体温度监测装置106、烟感监测装置107、环境温度监测装置108、环境湿度监测装置109、开关量检测装置、交流保护电器投退控制装置等连接，并可与变电站辅助控制系统通讯。负责就地信息收集和数据一次分析处理，实现单指标数据分析。可本地驱动异常馈线回路保护电器跳闸，快速隔离故障。通过以太网通信接口采用DL/T860规约与远端监控装置101进行信息交互。
剩余电流采集装置105采用下放式安装结构，安装于每条交流馈线回路交流保护开关下口，与本地监控装置通讯。剩余电流采集装置105采用高精度闭口CT，测量误差应不大于0.5mA，采用单个或多个CT同时卡住出线的A、B、C相线与零线。需注意，为保证剩余电流测试的准确性，站用低压交流系统零线应一点接地，且双电源回路应无共用一根零线的情况，因为双电源回路共零时，会造成剩余电流分流，剩余电流采集装置105不能采集真实的剩余电流。对于长度在150米及以上的长电缆，采用一个剩余电流采集装置105误差较大，可在电缆的首尾两端各加装一个剩余电流采集装置105，对两个装置采集的数据进行计算和整合，得到单根长电缆的剩余电流数据。
在站用低压回路电缆沟道、电缆夹层、电缆竖井，布置烟感监测装置107，实时监测烟雾浓度，检测元件二次输出连接直接上传至本地监控装置103。
在一种实施例中，烟感监测装置107配置有加热模块，与环境温度监测装置108和环境湿度监测装置109相配合，当检测到环境湿度达到60％时，自动启动加热模块为烟感监测装置107加热，避免感烟探测装置因受潮出现损坏或误报情况，提高运行稳定性。当环境湿度小于60％时，自动停止加热。
在站用交流回路电缆沟道、电缆夹层和电缆竖井布置电缆本体温度监测装置106，实时监测电缆本体温度，电缆本体温度监测装置106二次输出连接直接上传至本地监控装置103。
在站用交流回路电缆沟道、电缆夹层、电缆竖井，布置环境温度监测装置108和环境湿度监测装置109，实时监测沟道的环境温度和湿度，环境温度监测装置108和环境湿度监测装置109输出连接直接上传至本地监控装置103。图1中示例性示出了环境温度监测装置108和环境湿度监测装置109，在实际生产生活中，对于环境温度和环境湿度的监测可以通过集成模块或装置实现，以及，通过集成模块或装置同时实现烟感监测、环境温度监测和环境湿度监测。
开关量采集装置用于各交流馈线回路各级保护电器投退状态采集，与本地监控装置103通讯，每路开关量均通过光电隔离,采用下放式安装结构，以方便接线和维护。
交流保护电器投退控制装置用于交流馈线回路发生告警，满足动作条件时，驱动异常馈线回路保护电器跳闸，快速隔离故障。接受本地监控装置103和远端监控装置101控制。
本发明实施例提供的用于站用交流回路预警的系统通过对站用交流电源系统馈线回路剩余电流监测，实现了所有馈线回路的绝缘状态感知、异常报警和故障处置。对电缆沟道进行环境变量监测，实现故障告警和火灾预防。对监测信息和数据的集中分析处理，实现了监测数据的历史趋势推导和多参量的综合研判。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。
图2为本发明一实施例提供的用于站用交流回路预警的方法的流程示意图。如图2所示，包括如下步骤：
S201，获取交流馈线回路的剩余电流、电缆本体温度和电缆设置环境的环境数据，并对设定周期内的剩余电流、电缆本体温度和环境数据进行采样。
本实施例提供的方法由上述系统中数据处理中心102执行，通过与本地监控装置103通信连接，从本地监控装置103获取交流馈线回路的剩余电流、电缆本体温度和电缆设置环境的环境数据，并对设定周期内的剩余电流、电缆本体温度和环境数据进行采样。其中，剩余电流、电缆本体温度和环境数据为本地监控装置103获取的原数据，或者，剩余电流、电缆本体温度和环境数据为经过本地监控装置103一次处理后的数据。例如：电缆本体温度为电缆的首尾剩余电流采集装置105检测数据的平均值，该平均值由本地监控装置103计算得出。即数据处理中心102获取经预处理后的剩余电流、电缆本体温度和电缆设置环境的环境数据，可以简化数据处理过程，提高监控和预警处理效率。
其中，数据处理中心102对设定周期内的剩余电流、电缆本体温度和环境数据进行采样，可选的，设定周期为30分钟～24小时。设定周期不宜过长，以实现对变电站交流电源系统的实时监测。数据处理中心102基于设定周期的数据对电缆及所处环境的状态进行动态监控，在存在安全隐患时及时预警或采取相应的控制措施，防患于未然，避免可预知故障、火灾等的发生。
在具体实施例中，不同数据的采样频率相同或不同。
可选的，针对不同数据采用相同的采样频率，可以统一数据处理过程，简化数据分析过程。
可选的，剩余电流的采样频率小于电缆本体温度和环境数据的采样频率。相较于电缆本体温度和环境数据的变化，剩余电流的变化导致电缆故障的概率低。
在具体应用过程中，电网分布有多个回路，步骤S201中会根据各回路采集对应的交流馈线回路的剩余电流、电缆本体温度和电缆设置环境的环境数据。
S202，根据采样数据分别确定电流变化系数、电缆温度变化系数和环境参数变化系数。
其中，采样数据包括剩余电流采样数据、电缆本体温度采样数据和环境数据采样数据，以实现对应变化系数的分析。在一些实施例中，根据剩余电流、电缆本体温度和环境数据采样频率的不同，采样数据中各参数的样本数量不同。
S203，根据电流变化系数、电缆温度变化系数和环境参数变化系数确定回路健康状态。
其中，数据处理中心102根据电流变化系数、电缆温度变化系数和环境参数变化系数分别进行单项预警分析，同时，综合电流变化系数、电缆温度变化系数和环境参数变化系数确定回路健康状态，以实现对回路整体的健康状态进行预警分析。
S204，在电流变化系数、电缆温度变化系数、环境参数变化系数和回路健康状态中的一项或多项满足预警条件时，确定预警等级，并根据预警等级生成预警信息。
其中，预警条件包括：预警等级高于设定等级。
在不同实施例中，生成预警信息的方式不同。可选的，预警信息为综合预警信息或单项预警信息。其中，预警信息包括：预警项目、预警等级和提示信息。
在一种可能的实现方式中，预警信息为综合预警信息，在电流变化系数、电缆温度变化系数、环境参数变化系数和回路健康状态中一项或多项满足预警条件时，基于一项或多项参数及对应预警等级生成预警信息。预警信息采用综合预警信息方式提高数据处理中心102向远端监控装置101发送预警信息的效率和数据完整性。在多项满足预警条件时，保证远端监控装置101在接收到预警信息的情况完成多项预警。
在一种可能的实现方式中，预警信息为单项预警信息，在电流变化系数、电缆温度变化系数、环境参数变化系数和回路健康状态中有多项满足预警条件时，生成多条预警信息。预警信息采用单项预警信息方式提高远端监控装置101的预警提示效率。
在本实施例中，通过获取交流馈线回路的剩余电流、电缆本体温度和电缆设置环境的环境数据，对设定周期内的剩余电流、电缆本体温度和环境数据进行采样，根据采样数据分别确定电流变化系数、电缆温度变化系数和环境参数变化系数，并根据电流变化系数、电缆温度变化系数和环境参数变化系数确定回路健康状态，实现了对站用交流电源系统整体监测信息的集中分析处理，综合多种参数确定回路健康状态，提供回路健康状态分析的精确度。在电流变化系数、电缆温度变化系数、环境参数变化系数和回路健康状态中的一项或多项满足预警条件时，确定预警等级，并根据预警等级生成预警信息，实现了对监测数据的历史趋势推导和多参量的综合研判，实现故障告警和火灾预防。
在一种可能的实现方式中，步骤S203中，根据电流变化系数、电缆温度变化系数和环境参数变化系数确定回路健康状态，包括：
获取多个连续周期内的电流变化系数、电缆温度变化系数和环境参数变化系数；
根据评价等级表确定各变化系数对应的预警等级；
确定电流变化系数、电缆温度变化系数和环境参数变化系数对应不同预警等级的占比，并根据占比分析结果生成打分评价矩阵；
根据打分评价矩阵和评价赋分集的乘积确定回路健康状态。
其中，评价等级表中对电流变化系数、电缆温度变化系数和环境参数变化系数进行相同等级类别的划分，可选的，分为三级、四级或五级。针对不同的参数，相同等级对应的数值范围不同。评价赋分集对评级等级表中的不同等级进行赋分，便于回路健康状态计算。
在线缆安全未发生火灾等突发性情况下，回路健康状态发生变化过程漫长，因此，相较于电流变化系数、电缆温度变化系数和环境参数变化系数单项的预警，进行回路健康状态评估时，会基于多个周期内的数据进行评估。另外，分析过程依据连续周期内的数据，避免数据时间跨度过大，提高回路健康评估的准确性和有效性。
在一种可能的实现方式中，根据占比分析结果生成打分评价矩阵，包括：
确定各变化系数的加权系数；其中，各变化系数的加权系数的总和为一；
根据占比分析结果和各变化系数的加权系数生成打分评价矩阵。
其中，确定各变化系数的加权系数，基于加权系数生成打分评价矩阵考虑到电流、电缆温度和环境参数对于回路健康状态判断的影响不同，提高了健康状态分析的精确度。
在不同实施例中，步骤S202中根据采样数据分别确定电流变化系数、电缆温度变化系数和环境参数变化系数的方式不同。
在一种可能的实现方式中，步骤S202，包括：
确定采样数据中的剩余电流平均值、电缆本体温度平均值和环境数据平均值；
根据剩余电流平均值确定电流变化系数、根据电缆本体温度平均值确定电缆温度变化系数，并根据环境数据平均值确定环境参数变化系数。
在一种可能的实现方式中，步骤S202根据相邻两次的采样的剩余电流确定变化率，基于多个变化率确定电流变化系数。同理，基于相邻采样值确定变化率，并基于多个变化率确定电缆温度变化系数和环境参数变化系数。可选的，基于多个变化率的最大值、最小值、平均值或重复出现的次数确定变化系数。
在不同实施例中，步骤S201中对环境数据的监测方式不同。可选的，环境数据包括烟雾浓度、环境温度和环境湿度中的任意一项或多项。
在一种可能的实现方式中，环境数据包括：烟雾浓度、环境温度和环境湿度；环境参数变化系数包括：烟雾浓度变化系数、环境温度变化系数和环境湿度变化系数。本发明实施例中环境数据包括烟雾浓度、环境温度和环境湿度，实现了对环境数据全面监测。
在一种可能的实现方式中，步骤S203中，根据环境数据平均值确定环境参数变化系数，包括：
根据烟雾浓度平均值和烟雾浓度阈值的比值确定烟雾浓度变化系数、根据环境温度平均值和环境温度阈值的比值确定环境温度变化系数，并根据环境湿度平均值和环境湿度阈值的比值确定环境湿度变化系数。
在一种可能的实现方式中，步骤S203中，根据电缆本体温度平均值确定电缆温度变化系数，包括：
根据电缆本体温度平均值和电缆本体温度阈值的比值确定电缆本体温度变化系数。
在不同实施例中，步骤S203中基于采样数据中剩余电流采样数据可以确定回路剩余电流定值趋势系数、回路剩余电流离差系数和回路剩余电流趋势系数中的一项或多项系数。
在一种可能的实现方式中，步骤S202中电流变化系数包括：回路剩余电流定值趋势系数、回路剩余电流离差系数和回路剩余电流趋势系数。本发明实施例中基于剩余电流采样数据确定回路剩余电流定值趋势系数、回路剩余电流离差系数和回路剩余电流趋势系数，能够多维度分析和判断电流可能引起的故障，实现火灾预警的同时实现多种电路故障预警。
在一种可能的实现方式中，步骤S203中，根据剩余电流平均值确定电流变化系数，包括：
根据剩余电流平均值和剩余电流阈值的比值确定回路剩余电流定值趋势系数；
根据剩余电流平均值和相邻回路浮充电压之间的差异确定回路剩余电流离差系数；
根据剩余电流平均值和采样数据中剩余电流采样数据的数量确定回路剩余电流趋势系数。
在前述实施例中指出烟雾浓度变化系数、电缆本体温度变化系数、烟雾浓度变化系数、环境温度变化系数和环境湿度变化系数基于平均值和相应的阈值确定，在一种可能实施方式中，具体的根据依据如下公式确定相应系数：
其中，P为待计算变化系数；Hmax为待计算变化系数对应的阈值；m为待计算变化系数对应的采样数据的采样数量；H为待计算变化系数对应的采样数据的采样值；
即待计算变化系数对应的采样数据的平均值；i范围为1～m。
基于上述实施例，在不同的实现方式中，根据具体变化系数的不同，Hmax取值不同。
在一种可能的实现方式中，烟雾浓度阈值为10％obs/m。烟雾变化系数越小越好，当烟雾变化系数大于1时，证明该回路所在烟雾浓度已越限。可选的，对于烟雾浓度每隔一分钟采样一次。
在一种可能的实现方式中，环境温度阈值为40℃。环境温度变化系数越小越好，当环境温度变化系数大于1时，证明该回路所在环境温度已越限。可选的，对于环境温度每隔一分钟采样一次。
在一种可能的实现方式中，环境湿度阈值为80％。环境湿度变化系数越小越好，当环境湿度变化系数大于1时，证明该回路所在环境湿度已越限。可选的，对于环境湿度每隔五分钟采样一次。
在一种可能的实现方式中，电缆温度阈值为60℃。电缆温度变化系数越小越好，当电缆温度变化系数大于1时，证明该回路所在电缆温度已越限。可选的，对于环境温度每隔一分钟采样一次。
在一种可能的实现方式中，根据剩余电流平均值和相邻回路浮充电压之间的差异确定回路剩余电流离差系数，具体的根据依据如下公式确定回路剩余电流离差系数：
其中，a为回路剩余电流离差系数；m为各回路剩余电流采样数据的数量；I为剩余电流的采样值；
即剩余电流平均值；n为变电站低压交流回路数；i范围为1～n；j范围为1～m。
在一种可能的实现方式中，根据剩余电流平均值和采样数据中剩余电流采样数据的数量确定回路剩余电流趋势系数，具体的根据依据如下公式确定回路剩余电流趋势系数；
其中，b为回路剩余电流趋势系数；n为各回路剩余电流采样数据的数量；i范围为1～n；
为剩余电流平均值。
在一些实施例中，步骤S204中，预警条件包括：变化系数对应预警等级高于设定预警等级；其中，预警等级根据评价等级表确定。
在一种可能的实现方式中，预警信息包括：预警项目、预警等级和提示信息。
在步骤S204中，根据预警等级生成预警信息，包括：
根据预警等级和对应变化系数确定提示信息；
基于预警等级、预警项目和提示信息生成预警信息；其中，预警项目为满足预警条件的变化系数。
以下结合具体实施例对上述方法进行说明。
在一具体实施例中，评价等级表如下：
其中，将预警等级划分为优、良、中和差四个等级。预警项目即各变化系数。对应不同的预警项目，相同等级对应的数值范围不同。例如：回路剩余电流离差系数P1在小于0.95时对应的等级为优，回路剩余电流趋势系数P2在小于0.05时，对应的等级为优。
在具体实施例中，执行步骤S201和S202之后，得出电流变化系数、电缆温度变化系数和环境参数变化系数。执行步骤S203时，基于上表确定电流变化系数、电缆温度变化系数和环境参数变化系数对应不同预警等级的占比，并根据占比分析结果生成如下矩阵：
其中，m对应的是等级，即对照上述评价等级表h＝4。以连续测量10个周期为例进行说明，在回路剩余电流离差系数P1有2次数据在第一区间时，则打分评价矩阵中P11的值为0.2。
确定各变化系数的加权系数集J＝(J1 J2 J3 J4 J5 J6 J7)。各变化系数的加权系数的总和为一，即J1+J2+J3+J4+J5+J6+J7＝1。
根据占比分析结果和各变化系数的加权系数生成打分评价矩阵如下：
其中，
为打分评价矩阵；J为各变化系数的加权系数集；P各系数对应等级占比分析结果。在上述具体实施例中h＝4，
为共轭矩阵。
对上述评价等级表中各等级进行赋分，确定评价赋分集F＝[3,2,1,0]T，其中，预警等级优对应的分值为3、良对应的分值为2、中对应的分值为1、差对应的分值为0。然后，根据打分评价矩阵和评价赋分集的乘积确定回路健康状态，即
其中，K为回路健康状态；
为打分评价矩阵；F为评价赋分集。
在根据电流变化系数、电缆温度变化系数、环境参数变化系数和回路健康状态生成预警信息时，预警等级不同，预警信息也会有所不同，具体预警信息形式如下表：
在电流变化系数、电缆温度变化系数、环境参数变化系数和回路健康状态中的一项或多项满足预警条件时，根据满足预警条件的预警项目确定对应预警等级，并根据预警等级生成预警信息。例如：在电流变化系数预警等级为中、电缆温度变化系数预警等级为、所述环境参数变化系数和所述回路健康状态
回路剩余电流定值趋势系数P1、回路剩余电流离差系数P2和回路剩余电流趋势系数P3的预警等级为优、烟雾浓度变化系数P4的预警等级为良、环境温度变化系数P5的预警等级为差、环境湿度变化系数P6的预警等级为良、电缆温度变化系数P7预警等级为中和回路健康状态K的预警等级为中时，则生成的预警信息包括：烟雾浓度需要加强监视；环境温度超过定值告警、立即处置；环境湿度需要加强监视；电缆温度接近定值预警、定期消缺；回路健康状态整体异常预警、定期消缺。
可选的，基于上述预警信息生成五条预警信息，或者，基于上述五项预警项生成一条预警信息，并发送预警信息至远端监控装置101，由远端监控装置101完成相应的预警提醒和工作安排。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
以下为本发明的装置实施例，对于其中未详尽描述的细节，可以参考上述对应的方法实施例。
图3示出了本发明实施例提供的用于站用交流回路预警的装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
如图3所示，用于站用交流回路预警的装置包括：数据处理模块301、系数计算模块302、状态确定模块303和预警处理模块304。
其中，数据处理模块301，用于获取交流馈线回路的剩余电流、电缆本体温度和电缆设置环境的环境数据，并对设定周期内的剩余电流、电缆本体温度和环境数据进行采样。
系数计算模块302，用于根据采样数据分别确定电流变化系数、电缆温度变化系数和环境参数变化系数。
状态确定模块303，用于根据电流变化系数、电缆温度变化系数和环境参数变化系数确定回路健康状态。
预警处理模块304，用于在电流变化系数、电缆温度变化系数、环境参数变化系数和回路健康状态中的一项或多项满足预警条件时，确定预警等级，并根据预警等级生成预警信息。
本发明实施例还提供了一种用于站用交流回路预警的系统，包括：远端监控装置、通信模块、本地监控装置、剩余电流采集装置、烟感监测装置、电缆本体温度监测装置、环境数据监测装置和上述实施例提供的用于站用交流回路预警的装置。
本地监控装置分别与剩余电流采集装置、烟感监测装置、电缆本体温度监测装置和环境数据监测装置连接，用于接收交流馈线回路的剩余电流、电缆本体温度和电缆设置环境的环境数据。
用于站用交流回路预警的装置通过通信模块与本地监控装置通信连接。
远端监控装置通过通信模块与用于站用交流回路预警的装置通信连接。
图4是本发明实施例提供的终端的示意图。如图4所示，该实施例的终端4包括：处理器40、存储器41以及存储在所述存储器41中并可在所述处理器40上运行的计算机程序42。所述处理器40执行所述计算机程序42时实现上述各个用于站用交流回路预警的方法实施例中的步骤，例如图2所示的步骤S201至步骤S204。或者，所述处理器40执行所述计算机程序42时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图3所示模块301至304的功能。
示例性的，所述计算机程序42可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器41中，并由所述处理器40执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序42在所述终端4中的执行过程。例如，所述计算机程序42可以被分割成图4所示的模块/单元41至43。
所述终端4可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端4可包括，但不仅限于，处理器40、存储器41。本领域技术人员可以理解，图4仅仅是终端4的示例，并不构成对终端4的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器40可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器41可以是所述终端4的内部存储单元，例如终端4的硬盘或内存。所述存储器41也可以是所述终端4的外部存储设备，例如所述终端4上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器41还可以既包括所述终端4的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器41用于存储所述计算机程序以及所述终端所需的其他程序和数据。所述存储器41还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个用于站用交流回路预警的方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于站用交流回路预警的方法，其特征在于，包括：
获取交流馈线回路的剩余电流、电缆本体温度和电缆设置环境的环境数据，并对设定周期内的剩余电流、电缆本体温度和环境数据进行采样；
根据采样数据分别确定电流变化系数、电缆温度变化系数和环境参数变化系数；
根据所述电流变化系数、所述电缆温度变化系数和所述环境参数变化系数确定回路健康状态；
在所述电流变化系数、所述电缆温度变化系数、所述环境参数变化系数和所述回路健康状态中的一项或多项满足预警条件时，确定预警等级，并根据预警等级生成预警信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述电流变化系数、所述电缆温度变化系数和所述环境参数变化系数确定回路健康状态，包括：
获取多个连续周期内的电流变化系数、电缆温度变化系数和环境参数变化系数；
根据评价等级表确定各变化系数对应的预警等级；
确定电流变化系数、电缆温度变化系数和环境参数变化系数对应不同预警等级的占比，并根据占比分析结果生成打分评价矩阵；
根据所述打分评价矩阵和评价赋分集的乘积确定回路健康状态。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据占比分析结果生成打分评价矩阵，包括：
确定各变化系数的加权系数；其中，各变化系数的加权系数的总和为一；
根据所述占比分析结果和各变化系数的加权系数生成打分评价矩阵。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据采样数据分别确定电流变化系数、电缆温度变化系数和环境参数变化系数，包括：
确定采样数据中的剩余电流平均值、电缆本体温度平均值和环境数据平均值；
根据所述剩余电流平均值确定电流变化系数、根据所述电缆本体温度平均值确定电缆温度变化系数，并根据所述环境数据平均值确定环境参数变化系数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述环境数据包括：烟雾浓度、环境温度和环境湿度；所述环境参数变化系数包括：烟雾浓度变化系数、环境温度变化系数和环境湿度变化系数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述环境数据平均值确定环境参数变化系数，包括：
根据烟雾浓度平均值和烟雾浓度阈值的比值确定所述烟雾浓度变化系数、根据环境温度平均值和环境温度阈值的比值确定所述环境温度变化系数，并根据环境湿度平均值和环境湿度阈值的比值确定所述环境湿度变化系数；
根据所述电缆本体温度平均值确定电缆温度变化系数，包括：
根据所述电缆本体温度平均值和电缆本体温度阈值的比值确定所述电缆本体温度变化系数。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述电流变化系数包括：回路剩余电流定值趋势系数、回路剩余电流离差系数和回路剩余电流趋势系数。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述剩余电流平均值确定电流变化系数，包括：
根据所述剩余电流平均值和剩余电流阈值的比值确定所述回路剩余电流定值趋势系数；
根据所述剩余电流平均值和相邻回路浮充电压之间的差异确定所述回路剩余电流离差系数；
根据所述剩余电流平均值和采样数据中剩余电流采样数据的数量确定所述回路剩余电流趋势系数。
9.一种用于站用交流回路预警的装置，其特征在于，包括：
数据处理模块，用于获取交流馈线回路的剩余电流、电缆本体温度和电缆设置环境的环境数据，并对设定周期内的剩余电流、电缆本体温度和环境数据进行采样；
系数计算模块，用于根据采样数据分别确定电流变化系数、电缆温度变化系数和环境参数变化系数；
状态确定模块，用于根据所述电流变化系数、所述电缆温度变化系数和所述环境参数变化系数确定回路健康状态；
预警处理模块，用于在所述电流变化系数、所述电缆温度变化系数、所述环境参数变化系数和所述回路健康状态中的一项或多项满足预警条件时，确定预警等级，并根据预警等级生成预警信息。
10.一种用于站用交流回路预警的系统，其特征在于，包括：远端监控装置、本地监控装置、总线、剩余电流采集装置、电缆本体温度监测装置、烟感监测装置、环境数据监测装置和权利要求8所述的用于站用交流回路预警的装置；
所述本地监控装置，通过所述总线分别与所述剩余电流采集装置、所述烟感监测装置、所述电缆本体温度监测装置和所述环境数据监测装置连接，用于接收交流馈线回路的剩余电流、电缆本体温度和电缆设置环境的环境数据；
所述用于站用交流回路预警的装置，与所述远端监控装置和所述本地监控装置无线通信，用于接收所述本地监控装置发送的交流馈线回路的剩余电流、电缆本体温度和电缆设置环境的环境数据，并转发至所述远端监控装置和/或预警信息。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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