CN115173555A - 一种基于低压智能断路器的线路监控保护方法及系统 - Google Patents

一种基于低压智能断路器的线路监控保护方法及系统 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种基于低压智能断路器的线路监控保护方法及系统，其方法包括：采集线路相关信号并进行分析处理；通过串口将分析处理后的信号发送至通讯网络，并通过通讯网络将信号传输至服务器；通过服务器对处理后的数据进行智能监控，以实时监控线路是否发生短路；当发生短路时，通过低压智能断路器控制脱扣器对线路进行继电保护。本申请具有能对低压智能断路器进行实时监控的同时通过低压智能断路器对线路以及沿线相关人员设备进行保护的效果。

Description

一种基于低压智能断路器的线路监控保护方法及系统
技术领域
本申请涉及电气工程的领域，尤其是涉及一种基于低压智能断路器的线路监控保护方法及系统。
背景技术
断路器是指能够关合、承载正常回路中的电流，并能在异常条件下按预定时间进行开断电流的装置，主要用于电网的各类供配电系统中，是电力系统中重要的电气设备之一。断路器不仅具有过载长延时、断路短延时和瞬时动作保护等基本三段保护，还具有过欠压保护等其他故障保护功能。
一般而言，传统断路器可以实现基本的三段式保护，它主要通过监测线路中的电流、电压或其他能够反映线路信息的参数来通知线路，当这些参数超过系统额定值范围时，继电保护装置向脱扣装置发出信号，使分闸部件动作，达到切断线路保护线路的目的。而低压智能断路器是集监控、保护、控制脱扣于一体的系统，除了具有传统断路器的各种基本功能外，还能显示和设定各种参数值。
而发明人认为，目前市场上出现了多种低压智能断路器，功能大体相同，但质量差别很大，由于电网中的环境较为复杂，电磁干扰经常会导致低压智能断路器发生许多的误动作，可靠性较差。
发明内容
为了增加低压智能断路器的可靠性，使低压智能断路器的工作更加稳定，本申请提供一种基于低压智能断路器的线路监控保护方法及系统。
本申请提供的一种基于低压智能断路器的线路监控保护方法及系统采用如下的技术方案：
一种基于低压智能断路器的线路监控保护方法，包括：
采集线路相关信号并进行分析处理；
通过串口将分析处理后的所述信号发送至通讯网络，并通过所述通讯网络将信号传输至服务器；
通过所述服务器对处理后的所述数据进行智能监控，以实时监控线路是否发生短路；
当发生短路时，通过低压智能断路器控制脱扣器对线路进行继电保护。
通过采用上述技术方案，当线路正常工作时，线路上存在有电流与电压，采集线路相关信号并进行分析处理，使能对线路上电流与电压的变动及时进行分析处理；通过串口将分析处理后的信号发送至通讯网络，并通过通讯网络将信号传输至服务器，使服务器能实时保存线路上电流电压相关的信息，便于管理人员查看低压智能断路器运行以来的各种情况，便于进行情况分析；通过服务器对处理后的数据进行智能监控，以实时监控线路是否发生短路，使能对线路进行远程实时监控；当线路发生短路时，通过低压智能断路器控制脱扣器对电路进行继电保护，使对线路以及沿线相关人员设备进行保护，进而增加低压智能断路器的可靠性，使低压智能断路器的工作更加稳定。
可选的，所述采集线路相关信号并进行分析处理包括：
采集线路中的相关信号，所述相关信号包括能反应线路信息的参数获取模拟量；
将采集的所述模拟量转换为数字量获取原始数据组；
对所述原始数据组进行迭代计算形成处理后数据组，当迭代计算的次数达到设定次数时迭代计算完成。
通过采用上述技术方案，采集线路中的相关信号使获取信号的模拟量，并将模拟量转化为数字量，对数字量进行迭代分析形成数据组，从而对线路上采集的相关信号进行迭代分析。
可选的，所述对所述原始数据组进行迭代计算形成处理后数据组，包括：
将所述原始数据组计算获取差值数组；
将所述差值数组按照计算规则进行多次迭代计算以进行滤波处理，获取处理后数组。
通过采用上述技术方案，使能对数据进行滤波，减少对数据组分析的影响。
可选的，所述串口设为RS232串口，所述通过串口将分析处理后的所述信号发送至通讯网络，并通过所述通讯网络将信号传输至服务器，包括：将数据传输至所述RS232串口，通过所述RS232串口将数据发送至GPRS模块的串口，使执行串口通信接口标准中的RS232，将所述数据发送至所述通讯网络；
通过GPRS拨通CMNET，激活GPRS服务；
定义PPP连接，验证参数和密码获取IP并运用TCP协议进行三次握手；
当握手成功后，采用TCP协议将所述数据在所述服务器之间进行传输。
通过采用上述技术方案，使能实现服务器上的信号采集功能。
可选的，所述通过低压智能断路器控制脱扣器对线路进行继电保护，包括：
读取电流值并进行计算，根据不同的情况分别进行处理；
判断是否涉及到了延时，当涉及到延时时，进入中断程序并开始计时；
当中断计时器计时完成时，再次判断是否处于中断前的状态，若所述状态未发生改变时，则清零中断标志，根据实际情况再次进行判断以进行继电保护。
通过采用上述技术方案，使通过低压智能断路器读取电流值，以便于对线路进行继电保护。
可选的，还包括：
将上述步骤编译为对应程序代码；
对所述程序代码进行仿真测试，当仿真测试通过时才可认为对所述低压智能断路器的调试完成。
通过采用上述技术方案，使对整体进行仿真测试，以便于进行低压智能断路器的调试。
可选的，还包括：
对所述低压智能断路器进行自诊断；
当所述低压智能断路器发生异常时，输出告警信息；
当异常较为严重时断开脱扣器并重启所述低压智能断路器。
通过采用上述技术方案，能对低压智能断路器进行自诊断，以使诊断出低压智能断路器是否会发生异常。
可选的，所述对所述低压智能断路器进行自诊断，包括：
对所述低压智能断路器的不同位置进行程序监控，且对所述低压智能断路器的温度进行监控；
基于监控结果对所述低压智能断路器进行实时自诊断。
通过采用上述技术方案，使能在程序运行与运行时的温度上对低压智能断路器进行自诊断。
一种基于低压智能断路器的线路监控保护系统，包括：
采集分析模块，用于采集线路相关信号并进行分析处理；
传输模块，用于通过串口将分析处理后的所述信号发送至通讯网络，并通过所述通讯网络将信号传输至服务器；
智能监控保护模块，用于通过所述服务器对处理后的所述数据进行智能监控，以实时监控线路是否发生短路；
当发生短路时，通过低压智能断路器控制脱扣器对线路进行继电保护。
通过采用上述技术方案，当线路正常工作时，线路上存在有电流与电压，采集分析模块采集线路相关信号并进行分析处理，使能对线路上电流与电压的变动及时进行分析处理；传输模块通过串口将分析处理后的信号发送至通讯网络，并通过通讯网络将信号传输至服务器，使服务器能实时保存线路上电流电压相关的信息，便于管理人员查看低压智能断路器运行以来的各种情况，便于进行情况分析；智能监控保护模块通过服务器对处理后的数据进行智能监控，以实时监控线路是否发生短路，使能对线路进行远程实时监控；当线路发生短路时，通过低压智能断路器控制脱扣器对电路进行继电保护，使对线路以及沿线相关人员设备进行保护，进而增加低压智能断路器的可靠性，使低压智能断路器的工作更加稳定。
可选的，还包括：
自诊断模块，用于对所述低压智能断路器进行自诊断；
当所述低压智能断路器发生异常时，输出告警信息；
当所述异常较为严重时断开脱扣器并重启。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过低压智能断路器采集线路相关信号并进行智能分析处理，当线路出现异常情况时控制脱扣器对线路进行三段式保护，以对线路进行继电保护；
2.同时通过通讯网络将线路相关的信号传输至服务器，使得在服务器能对线路上的电压电流情况进行分析，并诊断低压智能断路器自身是否出现故障，增加低压智能断路器可靠性，使低压智能断路器的工作更加稳定。
附图说明
图1是本申请实施例的一种基于低压智能断路器的线路监控保护方法的流程框图；
图2是本申请实施例的一种基于低压智能断路器的线路监控保护方法的实施方式的流程框图；
图3是本申请实施例的一种基于低压智能断路器的线路监控保护方法的实施方式的流程框图；
图4是本申请实施例的一种基于低压智能断路器的线路监控保护方法的实施方式的流程框图；
图5是本申请实施例的一种基于低压智能断路器的线路监控保护方法的实施方式的流程框图；
图6-1是本申请实施例的一种基于低压智能断路器的线路监控保护方法中低压智能断路器以及服务器的工作示意图；
图7是本申请实施例的一种基于低压智能断路器的线路监控保护方法的实施方式的流程框图；
图8是本申请实施例的一种基于低压智能断路器的线路监控保护方法的实施方式的流程框图；
图9是本申请实施例的一种基于低压智能断路器的线路监控保护系统的结构框图。
附图标记：1、采集分析模块；2、传输模块；3、智能监控保护模块；4、自诊断模块。
具体实施方式
以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
为了增加低压智能断路器的可靠性，使低压智能断路器的工作更加稳定，本申请实施例公开一种基于低压智能断路器的线路监控保护方法，参照图1，包括：
S110、采集线路相关信号并进行分析处理。
其中，线路相关信号是通过对应的传感器来进行采集，可为对应的电流传感器与电压传感器，电流传感器可为光电式电流传感器或电流互感器等检测电流的装置，采集线路相关信号后进行处理，包括通过模数转换将采集的模拟信号RC滤波处理、数字化等，使线路相关信号分析更加精确。
S120、通过串口将分析处理后的信号发送至通讯网络，并通过通讯网络将信号传输至服务器。
其中，在本实施例中可使用的SIM900A芯片作信号通讯用的模块，SIM900A芯片作为工业级的GSM/GPRS模块，广泛应用在众多的行业中用于无线通信。SIM900A模块采用工业标准接口，可以支持TCP/UDP两种通信方式，能连接RS232串口或LVTTL串口，以方便进行数据传输通过串口将分析处理后的信号发送至通讯网络，通讯网络包括由基站、卫星、交换机与服务器等组成的无线通讯网络。服务器用于存储在监测过程中所产生的信号以及数据并实时进行分析，以便于对线路历史数据进行监控。
S130、通过服务器对处理后的数据进行智能监控，以实时监控线路是否发生短路。
其中，在本实施例中，当低压智能断路器的数量较少时，可使用个人电脑将IP地址改为公网地址布设对应的上位机服务器即虚拟机服务器，实现与低压智能断路器的连接以便于进行监控，降低成本。而当低压智能断路器的数量较多且分布在线路不同的位置对线路进行保护时，可设置云服务器或布设对应的专业服务器。通过服务器对低压智能断路器的设置使对低压智能断路器进行监控实时监控。
S140、当发生短路时，通过低压智能断路器控制脱扣器对线路进行继电保护。
其中，脱扣器是与断路机械上相连的，用于释放保持机构并使断路器自动断开的装置，在本实施例中脱扣器是与低压智能断路器相连，当发生短路等异常情况时，低压智能断路器控制脱扣器切断线路电源，起到防止触电和漏电保护的作用。
低压智能断路器的控制基础主要是电力系统的三段式保护理论以及过压欠压保护等相关功能。其中三段式保护图中的参照三段保护曲线，主要包括：
（1）短路瞬时保护：当线路发生相间短路或者接地故障时，能够保证断路器瞬时动作的保护。通常认为短路电流是八倍的框架电流，当大于这个范围时认为发生短路故障，短路瞬时保护的主要作用是躲过线路末端的短路电流。当线路末端出现短路时，能将线路全长的50%以上均进行保护。在发生线路短路时，能够快速切断故障点处的线路。
在本实施例中短路瞬时保护主要采用即时对比的方法，低压智能断路器的MCU对采集的电流计算出有效值，并与预设值进行对比，如果比预设值大，则控制程序进入中断，下一个扫描周期延时再进行比较，若电流仍然较大，则认为发生了短路故障，控制脱扣器对线路进行切断。反之，若第二次检测到的电流恢复正常状态，则认为是瞬时波动造成的，控制程序退出中断，不做处理，以减少误报的产生。
（2）短路短延时保护：由于瞬时保护不能保护线路的全部，因此经常采用带延时的短路保护。这种保护与前面的瞬时保护经常搭配使用，特点与后面所介绍的过载长延时保护基本相同，差别在于短路短延时的动作时间比较短，范围在100ms到1000ms之间，一般为0.5秒。GBT22710-2008中规定的短延时公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
离散化后，可得：
Figure 192608DEST_PATH_IMAGE002
其中，t为工作时间，Ksd为常数，Tsd为时间系数，当上式右侧类的和大于左边时认为出现过载保护。
（3）过载长延时保护：过载长延时保护的是短路或接地错误的情况，当发生这些故障时，线路上的电流值会大于本身的负荷电流值，它的设定值要根据线路的能够容纳的最大电流来整定。过载长延时保护分为定时限电流保护和反时限电流保护。定时限的电流保护是在一旦电流大于设定值时，按设定的时间延时后再进行断开脱扣动作。反时限电流保护是指当电路中的电流大于一定值时，动作时间与电流的有效值成反比延时后，再进行保护。GBT22710-2008中规定的过载长延时公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
离散化后的公式为：
Figure 437645DEST_PATH_IMAGE004
其中，t是脱扣时间，Ir为额定电流，Kr为整定的常数，Tr为时间系数，一般大于3S，当上式中右边计算值大于左边时，判断为过载故障。
上述三种保护都可在电流增大时断开断路器脱扣，但反应时间不同，他们之间相互配合形成电气系统的三段式保护，短路保护的时间短动作快，但不能对线路的全长进行保护，短路短延时保护则不能作为相邻元件的后背保护，为了保证迅速而有选择地切除故障，采用三段式保护来进行较为全面的保护。
本申请实施例一种基于低压智能断路器的线路监控保护方法的实施原理为：当线路正常工作时，线路上存在有电流与电压，采集线路相关信号并进行分析处理，使能对线路上电流与电压的变动及时进行分析处理；通过串口将分析处理后的信号发送至通讯网络，并通过通讯网络将信号传输至服务器，使服务器能实时保存线路上电流电压相关的信息，便于管理人员查看低压智能断路器运行以来的各种情况，便于进行情况分析；通过服务器对处理后的数据进行智能监控，以实时监控线路是否发生短路，使能对线路进行远程实时监控；当线路发生短路时，通过低压智能断路器控制脱扣器对电路进行继电保护，使对线路以及沿线相关人员设备进行保护，进而增加低压智能断路器的可靠性，使低压智能断路器的工作更加稳定。
参照图2，为了使能对线路中的相关信号进行采集，采集线路相关信号并进行分析处理包括：
S210、采集线路中的相关信号，相关信号包括能反应线路信息的参数获取模拟量。
其中，相关信号包括电流电压信号，当采集电流信号时，可采用电流传感器进行采集，当采集电压信号时，可采用电压传感器进行采集。电流传感器与电压传感器在设置时需注意与低压智能断路器的连接方式，例如当电流传感器为ZMCT118F时，需要注意不能将该电流传感器的二次侧开路，减少对电流传感器发生烧毁的可能。
S220、将采集的模拟量转换为数字量获取原始数据组。
其中，将模拟量转换为数字量被称为模数转换，模数变换主要是将模拟信号量化变化采集变换为对应的数字信号，采用ADC转换电路进行转换，在本实施例中采用数模转换芯片进行转换，例如采用F103RCT6进行转换。
S230、对原始数据组进行迭代计算形成处理后数据组，当迭代计算的次数达到设定次数时迭代计算完成。
其中，由于线路中电流电压等在使用过程中会产生波动，例如短时间大规模的用电与取消用电，会对电流电压产生影响，或者在对低压智能断路器进行使用时会对电流电压的检测过程产生影响，因此对原始数据组进行迭代则是采用迭代算法规则进行计算，以及时进行滤波尽量消除这些影响所产生的误差。
参照图3，对原始数据组进行迭代计算形成处理后数据组，包括：
S310、将原始数据组计算获取差值数组。
其中，原始数据组为将模拟信号转换为数字信号后即可得到，根据原始数据组按照某种排列顺序形成差值数组，例如按照时间元素排列形成差值数组。在本实施例中原始数据组可设为A=[ai]，其中ai为原始数据组中的第i个元素，i=0,1,2,……，k，k为原始数据组中元素的个数。
S320、将差值数组按照计算规则进行多次迭代计算以进行滤波处理，获取处理后数组。
其中，根据原始数组计算差值数组
Figure DEST_PATH_IMAGE005
，j=0,1,2，……，d，j为迭代次数，
Figure 607595DEST_PATH_IMAGE006
为第j次迭代时差值数组中的第i个元素，设目标迭代次数为d，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE007
使能根据实际情况选取对应的迭代次数。
参照图4，为了使线路产生的信号能在服务器中进行保存与对应的分析，需将获取的线路中的数字信号发送至服务器中，串口设为RS232串口，通过串口将分析处理后的信号发送至通讯网络，并通过通讯网络将信号传输至服务器，包括：
S410、将数据传输至RS232串口，通过RS232串口将数据发送至GPRS模块的串口，使执行串口通信接口标准中的RS232，将数据发送至通讯网络。
其中，为了实现串行通信，通常使用串行接口来进行串行数据的收发工作，在本实施例中，则是通过RS232串口进行数据的收发工作， RS232串口集成在低压智能断路器中。当低压智能断路器在相关的传感器中获取到线路中的相关信号，并转化迭代为数字信号后，需要通过RS232串口进行发送。先将数据发送至RS232串口中，再通过RS232串口将数据发送至GPRS模块的串口。使得数据能在GPRS模块传输至通讯网络中，通讯网络包括传输、交换和终端三大部分，其中传输部分包括在通讯过程中所设置，传输部分指的是传输数据的媒体，包括光纤电缆电磁波等，交换主要指的路由器、交换机、基站、集线器等设备，终端在本实施例中指的是服务器与低压智能断路器中的GPRS模块。
S420、通过GPRS拨通CMNET，激活GPRS服务。
其中，GPRS（General Packet Radio Service，通用分组无线服务）是在GSM（Global System for Mobile communication，全球移动通信系统）上发展而来的一种网络服务。所谓分组，就是系统根据目前的网络使用情况灵活地分配相应的组通道，不用提前建立通道，这种方式是对网络资源的高效分配，可以避免网络过度拥挤或网络过度空闲的情况发生。
而CMNET则是中国移动GPRS网络的两大接入点之一，通过CMNET接入点可以接入中国移动CMNET网络，获得完全的internet访问权，在其他实施例根据不同的使用端口与不同的接入点还可设置为不同的接入点以激活不同于的网络服务，例如使用不同的运营商如中国联通等提供的网络服务。
S430、定义PPP连接，验证参数和密码获取IP并运用TCP协议进行三次握手。
其中，PPP为点对点协议（Point to Point Protocol，PPP），是在在点对点连接上传输多协议数据包的提供得一个标准方法，PPP在TCP/IP协议集中是一种用来同步调制连接的数据链路层协议，在本实施例中PPP定义的PPP连接即为低压智能断路器与服务器之间的点对点连接。并通过验证参数和密码获取IP进行加密连接。在其他实施例中还可设置其他的加密方式。
而传输控制协议（TCP，Transmission Control Protocol）是因特网中的传输协议，使用三次握手协议建立连接，当主动方发出SYN连接请求后，等待对方回答SYN+ACK，并最终对对方的SYN执行ACK确认。这种建立连接的方法可以防止产生错误的连接。
S440、当握手成功后，采用TCP协议将数据在服务器之间进行传输。
参照图5，在触发需要进行低压保护的情况后就需要切断线路，因此，通过低压智能断路器控制脱扣器对线路进行继电保护，包括：
S510、读取电流值并进行计算，根据不同的情况分别进行处理。
其中，如上述步骤S140所述，在智能断路器进行线路的三段式保护中，都是根据线路中电流增大而保护的动作，它们相互配合构成一整套保护，三段的区别在于起动电流的选择原则不同。在线路工作过程中的情况包括正常工作情况与短路情况，而短路情况则线路电流增大，线路电流增大至阈值时触发三段式保护，进入三段式保护后，读取电流值并进行分析计算，根据三段式保护中的不同的情况分别进行处理。以使对线路进行较为全方面的保护。
S520、判断是否涉及到了延时，当涉及到延时时，进入中断程序并开始计时。
其中，由于三段式保护中，除了短路瞬时保护以外的短路短延时保护与过载长延时保护均涉及到延时，当涉及到延时时，进入中断程序并开始计时，中断程序用于计量线路故障所发生的时间，在本实施例中，中断程序可命名为中断计时器，中断计时器对每次线路波动均进行计时，例如当线路产生瞬时波动时，开启短路瞬时保护后，中断计时器计算短路时间超过预定时间，则低压智能断路器则控制脱扣器开启短路延时保护或过载长延时保护。当未涉及到延时时则说明线路运行情况较为正常。
在采集线路相关信号的过程中会发生不同的干扰导致信号出现不稳定，例如一些固定干扰源如用电高峰期时电流电压的不稳定，还包括随机出现的如机器设备开启时的对电流电压造成的波动，此时需在确定没有造成短路的情况下对这些干扰波动进行滤波。
S530、当中断计时器计时完成时，再次判断是否处于中断前的状态，若状态未发生改变时，则清零中断标志，根据实际情况再次进行判断以进行继电保护。
其中，干扰源还包括在查看低压智能断路器上显示的参数时所进行的操作。例如在查看低压智能断路器上显示的线路的相关信息时按压对应的按键，按键按压过程中会进行闭合与开启，通常按键按压时间为10~20ms，按压按键时，信号发生波动，中断计时器开始计时，此时在计时时间内周期性的扫描按键的按压状态，例如设置扫描周期为2-3ms，若在扫描周期内按键不呈按压状态，则可判断发生有短路情况发生。若在扫描周期完成后按键仍呈按压状态，判断此时按键处于计时中断前的保持按压的状态，则该干扰源为按键按压所造成的，消除按键按压所造成的对信号的影响。
参照图6，还包括：
S610、将上述步骤编译为对应程序代码。
S620、对程序代码进行仿真测试，当仿真测试通过时才可认为对低压智能断路器的调试完成。
其中，参照图6-1，在本实施例中低压智能断路器的硬件包括电流/电压传感器、信号转换电路、微处理器、键盘输入模块、GPRS输入模块、外部晶振模块、人机显示模块、数字量输出模块、脱扣电路与控制脱扣器执行的执行元件，其中，电流/电压传感器用于根据对应的步骤测量线路中的电流电压信号模拟，信号转换电路用于根据对应的步骤对采集的模拟信号进行数模转换，GPRS通信模块用于根据对应的步骤建立低压智能断路器与服务器之间的连接，脱扣电路与执行元件用于根据对应的步骤控制脱扣器脱扣对线路进行断开，在其他实施例中执行元件即为脱扣器或控制线路断开的功能元件如空气开关，通过脱扣电路控制执行元件执行线路断开的操作。
而在对线路进行监控的整个过程中低压智能断路器的每一个硬件结构均涉及到对应的控制程序，在本实施例中则是将上述步骤编译为对应的程序代码，上述步骤即低压智能断路器在工作过程中所进行的步骤，在其他实施例中，为了使仿真效果更好，还可将低压智能断路器中每一硬件结构对应的软件程序均编译为对应程序代码，以便于进行仿真测试。
微处理器内部的程序则是提供运行框架，对各个部件传输的信号进行统筹与处理，对低压智能断路器各个硬件与对应硬件的软件部分运行进行控制。在本实施例中选取的微处理器可设为STM32，当设置为STM32时，不同的
参照图7，还包括：
S710、对低压智能断路器进行自诊断。
S720、当低压智能断路器发生异常时，输出告警信息。
S730、当异常较为严重时断开脱扣器并重启低压智能断路器。
其中，低压智能断路器在工作过程中会发生不同的故障，同时低压智能断路器也有对应的工作寿命，在工作寿命内的低压智能断路器能保持正常工作，然而随着工作环境的不同，低压智能断路器的工作寿命也不同，导致低压智能断路器面临着故障情况的发生，例如在温度较高的环境中工作时低压智能断路器会因为高温导致内部结构出现故障，或，在使用时间较长后脱扣器不能及时对线路进行断开等故障。
此时需对低压智能断路器进行自诊断，自诊断的过程包括对硬件的诊断与对软件的诊断。对硬件的诊断主要是诊断低压智能断路器的各个硬件结构是否能正常运作，包括诊断硬件的温度，是否能正常响应工作，与各个硬件结构之间的连接性是否完整等，而对软件的诊断则是诊断运行在对应硬件结构上的软件程序是否正常工作，是否有偏离正常运行途径。若低压智能断路器发生异常如温度较高时，则输出告警信息，告警方式包括发出警告相关的鸣声与发出警告相关的闪光等形式，并在服务器上进行记录，若因温度等因素导致低压智能断路器通过GPRS模块发送至服务器的数据同历史数据之间差异较大时，首先对线路自身是否发生短路等故障进行检修，若在检修完成后发现并非是线路自身的问题则证明低压智能断路器异常较为严重，此时断开脱扣器减少对因低压智能断路器对线路的影响，并对低压智能断路器进行重启。
参照图8，对低压智能断路器进行自诊断，包括：
S810、对低压智能断路器的不同位置进行程序监控，且对低压智能断路器的温度进行监控。
其中，在本实施例中对低压智能断路器进行自诊断是对低压智能断路器的软件程序进行监控，且对低压智能断路器的温度进行监控，在其他实施例中还可诊断对线路的处理中是否由于低压智能断路器自身原因所造成，例如，对低压智能断路器进行测试，在测试周期内控制线路发生短路现象，在测试时将该段线路的用电设施均进行断开，当发生短路现象发生时，判断低压智能断路器是否及时控制脱扣器对线路进行三段式保护，通过对服务器内线路的电流电压信号进行分析，并对低压智能断路器发送至服务器的信号或数据进行监控分析，综合判断低压智能断路器的反应情况以及对低压智能断路器各个部分的配合进行诊断。
S820、基于监控结果对低压智能断路器进行实时自诊断。
其中，在本实施例中，由于设置有服务器与低压智能断路器进行连接，因此服务器也可算作是低压智能断路器的一个部分，服务器对低压智能断路器上由GPRS模块传输的各项参数信息均进行分析，包括但不限于检测到的线路信息模拟信号转化并滤波迭代后的数字信号、低压智能断路器上的实时温度、人员操作、设置的三段保护的阈值电流、以及中断时间等，以结合多项监控结果进行实时自诊断。在其他实施例中还可结合区块链的设置，将低压智能断路器的各个运行参数均在对应区块上进行保存，以减少人为对数据的修改，使数据保存更加完整，便于服务器进行实时自诊断的同时便于对低压智能断路器上的历史数据进行保存与分析。
本申请实施例一种基于低压智能断路器的线路监控保护方法及系统的实施原理为：当线路正常工作时，线路上存在有电流与电压，采集线路相关信号并进行分析处理，使能对线路上电流与电压的变动及时进行分析处理；通过串口将分析处理后的信号发送至通讯网络，并通过通讯网络将信号传输至服务器，使服务器能实时保存线路上电流电压相关的信息，便于管理人员查看低压智能断路器运行以来的各种情况，便于进行情况分析；通过服务器对处理后的数据进行智能监控，以实时监控线路是否发生短路，使能对线路进行远程实时监控；当线路发生短路时，通过低压智能断路器控制脱扣器对电路进行继电保护，使对线路以及沿线相关人员设备进行保护，进而增加低压智能断路器的可靠性，使低压智能断路器的工作更加稳定。
本申请另一实施例还公开一种基于低压智能断路器的线路监控保护系统，参照图9，包括：
采集分析模块1，用于采集线路相关信号并进行分析处理。采集模块包括与线路连接的电流传感器、电压传感器以及对采集到的信号进行分析的微处理器。
传输模块2，用于通过串口将分析处理后的信号发送至通讯网络，并通过通讯网络将信号传输至服务器。
智能监控保护模块3，用于通过服务器对处理后的数据进行智能监控，以实时监控线路是否发生短路。
当发生短路时，通过低压智能断路器控制脱扣器对线路进行继电保护。
还包括：自诊断模块4，用于对低压智能断路器进行自诊断；当低压智能断路器发生异常时，输出告警信息；当异常较为严重时断开脱扣器并重启。
本申请实施例一种低压智能断路器的线路监控保护系统的实施原理为：当线路正常工作时，线路上存在有电流与电压，采集分析模块采集线路相关信号并进行分析处理，使能对线路上电流与电压的变动及时进行分析处理；传输模块通过串口将分析处理后的信号发送至通讯网络，并通过通讯网络将信号传输至服务器，使服务器能实时保存线路上电流电压相关的信息，便于管理人员查看低压智能断路器运行以来的各种情况，便于进行情况分析；智能监控保护模块通过服务器对处理后的数据进行智能监控，以实时监控线路是否发生短路，使能对线路进行远程实时监控；当线路发生短路时，通过低压智能断路器控制脱扣器对电路进行继电保护，使对线路以及沿线相关人员设备进行保护，进而增加低压智能断路器的可靠性，使低压智能断路器的工作更加稳定。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于低压智能断路器的线路监控保护方法，其特征在于，包括：
采集线路相关信号并进行分析处理；
通过串口将分析处理后的所述信号发送至通讯网络，并通过所述通讯网络将信号传输至服务器；
通过所述服务器对处理后的所述数据进行智能监控，以实时监控线路是否发生短路；
当发生短路时，通过低压智能断路器控制脱扣器对线路进行继电保护。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集线路相关信号并进行分析处理包括：
采集线路中的相关信号，所述相关信号包括能反应线路信息的参数获取模拟量；
将采集的所述模拟量转换为数字量获取原始数据组；
对所述原始数据组进行迭代计算形成处理后数据组，当迭代计算的次数达到设定次数时迭代计算完成。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述原始数据组进行迭代计算形成处理后数据组，包括：
将所述原始数据组计算获取差值数组；
将所述差值数组按照计算规则进行多次迭代计算以进行滤波处理，获取处理后数组。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述串口设为RS232串口，所述通过串口将分析处理后的所述信号发送至通讯网络，并通过所述通讯网络将信号传输至服务器，包括：
将数据传输至所述RS232串口，通过所述RS232串口将数据发送至GPRS模块的串口，使执行串口通信接口标准中的RS232，将所述数据发送至所述通讯网络；
通过GPRS拨通CMNET，激活GPRS服务；
定义PPP连接，验证参数和密码获取IP并运用TCP协议进行三次握手；
当握手成功后，采用TCP协议将所述数据在所述服务器之间进行传输。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过低压智能断路器控制脱扣器对线路进行继电保护，包括：
读取电流值并进行计算，根据不同的情况分别进行处理；
判断是否涉及到了延时，当涉及到延时时，进入中断程序并开始计时；
当中断计时器计时完成时，再次判断是否处于中断前的状态，若所述状态未发生改变时，则清零中断标志，根据实际情况再次进行判断以进行继电保护。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
将上述步骤编译为对应程序代码；
对所述程序代码进行仿真测试，当仿真测试通过时才可认为对所述低压智能断路器的调试完成。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
对所述低压智能断路器进行自诊断；
当所述低压智能断路器发生异常时，输出告警信息；
当异常较为严重时断开脱扣器并重启所述低压智能断路器。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述对所述低压智能断路器进行自诊断，包括：
对所述低压智能断路器的不同位置进行程序监控，且对所述低压智能断路器的温度进行监控；
基于监控结果对所述低压智能断路器进行实时自诊断。
9.一种基于低压智能断路器的线路监控保护系统，其特征在于，采用权利要求1-8所述的一种基于低压智能断路器的线路监控保护方法，包括：
采集分析模块（1），用于采集线路相关信号并进行分析处理；
传输模块（2），用于通过串口将分析处理后的所述信号发送至通讯网络，并通过所述通讯网络将信号传输至服务器；
智能监控保护模块（3），用于通过所述服务器对处理后的所述数据进行智能监控，以实时监控线路是否发生短路；
当发生短路时，通过低压智能断路器控制脱扣器对线路进行继电保护。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
自诊断模块（4），用于对所述低压智能断路器进行自诊断；
当所述低压智能断路器发生异常时，输出告警信息；
当所述异常较为严重时断开脱扣器并重启。
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