CN116520093B - 一种高压母线运行故障定位方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压母线运行故障定位方法及装置，本发明涉及母线故障定位技术领域，解决了定位操作方式麻烦，故障原因较多后续排查困难的技术问题，本发明通过初步的电压和电流来对高压母线的工作状态进行判断，并判断出具体的故障原因，接着根据具体的故障原因来进一步的对故障因素进行分析，通过数据分析保证分析结果的准确，其次省去了繁琐的操作，将故障定位进行简化，提高故障定位的效率，通过对不同因素影响下的原因进行分析，进一步的进行具体的故障原因定位，并根据故障原因进行相应的信号生成，省去了后续人员的排查操作，节省操作人员的时间，从而来提高母线故障定位的效率。

Description

一种高压母线运行故障定位方法及装置

技术领域

本发明涉及母线故障定位技术领域，具体为一种高压母线运行故障定位方法及装置。

背景技术

随着现代化工程设施和装备的涌现，各行各业的用电量迅增，尤其是众多的高层建筑和大型厂房车间的出现，作为输电导线的传统电缆在大电流输送系统中已不能满足要求，多路电缆的并联使用给现场安装施工连接带来了诸多不便。

根据申请号为CN202010775243.8的专利显示，该专利首先在环网运行的电源侧两段母线的联络断路器的保护中增加故障定位功能，所述母线的联络断路器简称母联，当母联保护启动元件动作，快速定位故障的位置，故障发生在环网运行的哪条母线；在母联保护启动的过程中，收到相邻的保护跳母联断路器信号，当确认母联跳开后，快速切除挂接在故障侧母线上的环网线路开关，变环网运行为开环运行方式；本发明利用母联断路器的电流电压量、开关量等信息，实现环网运行的故障快速定位；当母联断路器跳闸后，根据故障定位的结果来联切环网线路，保证环网的安全稳定运行。

部分现有的母线故障定位方法在对母线故障进行定位检测的时候，一方面母线出现故障的原因存在多种多样，因此在检测的时候操作方式的不同给操作人员带来不同的麻烦，其次当母线出现故障的时候，针对于设备的故障原因不能具体到单一的因素，需要后续操作人员来进行排查，浪费时间。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高压母线运行故障定位方法及装置，解决了定位操作方式麻烦，故障原因较多后续排查困难的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高压母线运行故障定位方法，该方法具体包括以下步骤：

步骤一：获取到目标对象基础数据和历史记录，其中目标对象为高压母线，基础数据包括：实时电压和实时电流，历史记录包括：工作电压和工作电流；

步骤二：接着将获取到的目标对象基础数据与历史数据进行比较，根据历史记录计算得到正常电压区间和正常电流区间，并将目标对象基础信息与其进行比较，若基础信息均存在与二者之间则将目标对接标记为正常工作状态，反之则将目标对象标记为异常工作状态；

步骤三：接着获取到目标对象异常工作下的基础信息，其中基础信息包括：设备参数、母线参数和环境参数，并分别对基础信息中的设备参数进行分析，根据设备参数计算得到计算功率，并将计算功率与实时功率比较，若二者不相同则生成设备故障信息，反之则生成设备正常信息，同时对设备故障信息对应的设备温度进行分析，获取到正常工作下的设备温度，并将设备温度正常工作下的温度比较，如果二者匹配则设备为正常工作，反之二者匹配则生成设备异常温度信号；

步骤四：获取到设备温度异常信号对应的母线参数，其中母线参数包括：实时温度WDs和实时功率GLs，并对获取到的母线参数进行分析得到分析结果，分析结果包括：母线故障信号和预警信号；

步骤五：将获取到的温度异常信号和分析结果传输到输出端，供操作人员观看。

作为本发明的进一步方案：步骤二中对目标对象工作状态的判断具体方式如下：

S1：以当前时间为节点，获取之前T1时间段内正常运行下的正常电压和正常电流并将其记作Uzi和Izi，且i表示为获取实时电压和实时电流的次数，此处需要说明的是：获取到的正常电流和正常电压均是在T时间段内目标对象正常工作下获取到的数据，接着获取到正常电压和正常电流的最大值和最小值并分别记作为Uzmax和Uzmin、Izmax和Izmin，并对应生成正常电压区间[Uzmin，Uzmax]和正常电流区间[Izmin，Izmax]；

S2：接着获取到目标对象工作状态下的实时电压和实时电流并记作为Us和Is，同时将获取到的实时电压Us和实时电流Is与正常电压区间、正常电流区间进行匹配，具体的匹配方式如下。

作为本发明的进一步方案：S2中具体的匹配方式如下：

S21：当实时电压Us和实时电流Is均处于正常工作区间内时，则表示目标对象为正常工作状态，接着对正常工作状态下的目标对象进行监测；

S22：当实时电压Us和实时电流Is任意一项不处于正常工作区间内时，则表示目标对象为异常工作状态，并对异常工作状态下的目标对象进行分析。

作为本发明的进一步方案：步骤三中生成设备故障信息的具体方式如下：

P1：获取到设备工作时的实时电压、实时电流和实时功率，接着根据获取到的实时电压和实时电流经过计算得到计算功率，并将计算功率与实时功率进行比较，具体的比较方式如下：

P11：当计算功率与实时功率不相同时，则表示该设备出现故障并生成设备故障信息；

P12：当计算功率与实时功率相同时，则表示该设备正常工作，同时不做任何处理。

作为本发明的进一步方案：步骤三中生成设备温度异常信号的具体方式如下：

P2：接着获取到实时电压和实时电流下对应的设备温度，并对设备温度进行分析，判断设备温度为正常还是异常，具体的分析方式如下：

P21：获取到该设备正常工作状态下的温度，并以时间周期T2为节点获取到对应节点的设备温度，并将获取到的温度绘制成对应的曲线图，曲线图横坐标为时间周期T2，纵坐标为设备温度，此处需要说明的是：时间周期T2表示的为工作的时长，且一个时间周期为固定的；

P22：将获取到的设备的工作时长和实时温度，接着将工作时长和实时温度与正常温度曲线图进行匹配，当实时温度与正常温度匹配时，则表明该设备为正常工作，无需进行任何处理，反之，当实时温度与正常温度不匹配时，则表明该设备为异常工作，并生成异常信号；

P3：获取到生成异常信号对应的实时电压和实时电流，并将获取到的实时电压与实时电流与正常工作状态下的电压和电流进行比较，当实时电压与实时电流任意一项与正常工作状态下的电压和电流不匹配时，则生成对应的温度异常信号，此处需要说明的是：当生成异常信号的时候，需要获取到设备的实时电压和实时电流值，并将二者与正常工作状态下的电压和电流进行比较，结合实际情况分析，当温度呈上升趋势的时候，电压和电流也会相对应的发生变化，此时生成温度异常信号，并直接将生成的温度异常信号传输出去，并警示工作人员母线故障的原因为设备的温度过高导致。

作为本发明的进一步方案：步骤四中生成分析结果的具体方式如下：

M1：以当前设备温度异常信号产生时间为起点，获取时间起点对应的母线实时功率GLs，同理获取到相邻一次设备异常温度信号时实时功率并记作GLs1，此处需要说明的是：相邻一次表示的为当前出现的上一次表示为相邻的一次并将其用GLs1进行表示；

M2：接着计算相邻两次出现设备异常温度信号时对应的实时功率差值并将其分别记作为GLc，同时将计算出来的实时功率差值GLs与预设值YS进行比较，此处需要说明的是：预设值YS表示的为母线损耗功率的最大预警值。

作为本发明的进一步方案：M2中具体的比较方式如下：

M21：当GLs≥YS时，表示母线达到功率损耗预警值，并生成母线故障信号；

M22：当GLs<YS时，表示母线未达到功率损耗预警值，并生成预警信号。

一种高压母线运行故障定位装置，包括电压和电流数据采集器，用于采集目标对象的实时电压和实时电流，还包括数据处理器，用于对采集到的电压和电流进行处理，还包括数据比对器，用于对GLs和YS进行比较并生成对应的母线故障信号和预警信号。

有益效果

本发明提供了一种高压母线运行故障定位方法及装置。与现有技术相比具备以下有益效果：

本发明通过初步的电压和电流来对高压母线的工作状态进行判断，并判断出具体的故障原因，接着根据具体的故障原因来进一步的对故障因素进行分析，通过数据分析保证分析结果的准确，其次省去了繁琐的操作，将故障定位进行简化，提高故障定位的效率。

本发明通过对不同因素影响下的原因进行分析，进一步的进行具体的故障原因定位，并根据故障原因进行相应的信号生成，省去了后续人员的排查操作，节省操作人员的时间，从而来提高母线故障定位的效率。

附图说明

图1为本发明方法流程图；

图2为本发明流程判断图。

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做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。

实施例一，请参阅图1，本申请提供了一种高压母线运行故障定位方法，该方法具体包括以下步骤：

步骤一：获取到目标对象基础数据和历史记录，其中目标对象为高压母线，基础数据包括：实时电压和实时电流，历史记录包括：工作电压和工作电流；

步骤二：接着将获取到的目标对象基础数据与历史数据进行比较，判断目标对象的工作状态为异常还是正常，具体的比较判断方式如下：

S1：以当前时间为节点，获取之前T1时间段内正常运行下的正常电压和正常电流并将其记作Uzi和Izi，且i表示为获取实时电压和实时电流的次数，此处需要说明的是：获取到的正常电流和正常电压均是在T时间段内目标对象正常工作下获取到的数据，接着获取到正常电压和正常电流的最大值和最小值并分别记作为Uzmax和Uzmin、Izmax和Izmin，并对应生成正常电压区间[Uzmin，Uzmax]和正常电流区间[Izmin，Izmax]；

S2：接着获取到目标对象工作状态下的实时电压和实时电流并记作为Us和Is，同时将获取到的实时电压Us和实时电流Is与正常电压区间、正常电流区间进行匹配，具体的匹配方式如下：

S21：当实时电压Us和实时电流Is均处于正常工作区间内时，则表示目标对象为正常工作状态，接着对正常工作状态下的目标对象进行监测；

S22：当实时电压Us和实时电流Is任意一项不处于正常工作区间内时，则表示目标对象为异常工作状态，并对异常工作状态下的目标对象进行分析。

结合实际应用场景进行分析，采集之前正常工作装下的电压和电流数据，由于电压和电流是存在波动的，因此需要确定一个正常的区间，接着获取到工作状态下的实时电压和实时电流数据，通过将二者与正常区间进行匹配，如果二者均满足正常区间，则表示为正常工作，相反如果存在任意一项数值不是位于正常工作区间的，则表示为异常工作。

步骤三：接着获取到目标对象异常工作下的基础信息，其中基础信息包括：设备参数、母线参数和环境参数，并分别对基础信息进行分析，其中对基础信息中的设备参数分析得到设备故障信息，具体的分析方式如下：

P1：获取到设备工作时的实时电压、实时电流和实时功率，接着根据获取到的实时电压和实时电流经过计算得到计算功率，并将计算功率与实时功率进行比较，具体的比较方式如下：

P11：当计算功率与实时功率不相同时，则表示该设备出现故障并生成设备故障信息，则需要进一步的判断设备故障的原因；

P12：当计算功率与实时功率相同时，则表示该设备正常工作，同时不做任何处理；

此处需要说明的是：计算功率与实时功率相同或者不相同的判断标准是，计算功率通过获取到的实时电压和实时电流计算得到，而实时功率是测算得到，因此测算的时候会存在误差和波动，因此会存在一个实时功率区间，接着将计算功率与实时功率区间比较得到结果。

P2：接着获取到实时电压和实时电流下对应的设备温度，并对设备温度进行分析，判断设备温度为正常还是异常，具体的分析方式如下：

P21：获取到该设备正常工作状态下的温度，并以时间周期T2为节点获取到对应节点的设备温度，并将获取到的温度绘制成对应的曲线图，曲线图横坐标为时间周期T2，纵坐标为设备温度，此处需要说明的是：时间周期T2表示的为工作的时长，且一个时间周期为固定的；

P22：将获取到的设备的工作时长和实时温度，接着将工作时长和实时温度与正常温度曲线图进行匹配，当实时温度与正常温度匹配时，则表明该设备为正常工作，无需进行任何处理，反之，当实时温度与正常温度不匹配时，则表明该设备为异常工作，并生成异常信号；

P3：获取到生成异常信号对应的实时电压和实时电流，并将获取到的实时电压与实时电流与正常工作状态下的电压和电流进行比较，当实时电压与实时电流任意一项与正常工作状态下的电压和电流不匹配时，则生成对应的温度异常信号，此处需要说明的是：当生成异常信号的时候，需要获取到设备的实时电压和实时电流值，并将二者与正常工作状态下的电压和电流进行比较，结合实际情况分析，当温度呈上升趋势的时候，电压和电流也会相对应的发生变化，此时生成温度异常信号，并直接将生成的温度异常信号传输出去，并警示工作人员母线故障的原因为设备的温度过高导致。

步骤四：获取到设备温度异常信号对应的母线参数，其中母线参数包括：实时温度WDs和实时功率GLs，并对获取到的母线参数进行分析得到分析结果，分析结果包括：母线故障信号和预警信号，得到分析结果的具体方式如下：

M1：以当前设备温度异常信号产生时间为起点，获取时间起点对应的母线实时功率GLs，同理获取到相邻一次设备异常温度信号时实时功率并记作GLs1，此处需要说明的是：相邻一次表示的为当前出现的上一次表示为相邻的一次并将其用GLs1进行表示；

M2：接着计算相邻两次出现设备异常温度信号时对应的实时功率差值并将其分别记作为GLc，同时将计算出来的实时功率差值GLs与预设值YS进行比较，此处需要说明的是：预设值YS表示的为母线损耗功率的最大预警值，具体的比较方式如下：

M21：当GLs≥YS时，表示母线达到功率损耗预警值，并生成母线故障信号；

M22：当GLs<YS时，表示母线未达到功率损耗预警值，并生成预警信号。

步骤五：将获取到的温度异常信号和分析结果传输到输出端，供操作人员观看。

实施例二，作为本发明的实施例二与实施例一的区别之处在于，对目标异常工作下的基础信息分析不同，本实施例通过对母线参数进行分析，具体的分析方式如下：

同理步骤二中的判断方式，当判断目标对象的工作状态为异常时，获取到基础信息中的母线参数，其中母线参数包括：绝缘电阻和绝缘强度，接着将获取到的母线参数与正常参数进行比较，此处需要说明的是：正常参数包括母线正常的绝缘电阻和绝缘强度，且绝缘电阻和绝缘强度能够直接的测量，具体的比较方式如下：

A1：当绝缘电阻过低或绝缘强度不达标时，则判定母线存在故障并生成母线故障信号；

A2：反之当绝缘电阻过低或绝缘强度均达标时，则判定母线不存在故障，不做任何处理。

实施例三，作为本发明的实施例三与实施例一和实施例二的区别之处在于，对目标对象异常工作下的基础信息分析不同，本实施例通过对环境参数进行分析，得到环境异常信息，具体的分析方式如下：

同理步骤二中的判断方式，当判断目标对象的工作状态为异常时，获取到基础信息中的环境参数，其中环境参数包括：湿度和当前天气情况，然后根据当前检测的湿度来获取到母线的电压和电流是否存在异常，如果存在异常，则表明湿度对母线造成了影响，反之则没有影响，接着根据当前天气情况来分析，同理湿度的分析，如果电流和电压存在异常，则表明对应天气会对母线工作造成影响，反之则不存在影响。

实施例四，作为本发明的实施例四重点在于将实施例一、实施例二和实施例三结合实施。

实施例五，一种高压母线运行故障定位装置，包括电压和电流数据采集器，用于采集目标对象的实时电压和实时电流，还包括数据处理器，用于对采集到的电压和电流进行处理，还包括数据比对器，用于对GLs和YS进行比较并生成对应的母线故障信号和预警信号。

上述公式中的部分数据均是去其纲量进行数值计算，同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (5)

1.一种高压母线运行故障定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：获取到目标对象基础数据和历史数据，其中目标对象为高压母线，基础数据包括：实时电压和实时电流，历史数据包括：工作电压和工作电流；

步骤二：接着将获取到的目标对象基础数据与历史数据进行比较，根据历史数据计算得到正常电压区间和正常电流区间，并将目标对象基础信息与其进行比较，若基础信息均存在于二者之间则将目标对象标记为正常工作状态，反之则将目标对象标记为异常工作状态，且具体判断方式如下：

S1：以当前时间为节点，获取之前T1时间段内正常运行下的正常电压和正常电流并将其记作Uzi和Izi，且i表示为获取实时电压和实时电流的次数，接着获取到正常电压和正常电流的最大值和最小值并分别记作为Uzmax和Uzmin、Izmax和Izmin，并对应生成正常电压区间[Uzmin，Uzmax]和正常电流区间[Izmin，Izmax]；

S2：接着获取到目标对象工作状态下的实时电压和实时电流并记作为Us和Is，同时将获取到的实时电压Us和实时电流Is与正常电压区间、正常电流区间进行匹配，具体的匹配方式如下：

S21：当实时电压Us和实时电流Is均处于正常工作区间内时，则表示目标对象为正常工作状态，接着对正常工作状态下的目标对象进行监测；

S22：当实时电压Us和实时电流Is任意一项不处于正常工作区间内时，则表示目标对象为异常工作状态，并对异常工作状态下的目标对象进行分析；

步骤三：接着获取到目标对象异常工作下的基础信息，其中基础信息包括：设备参数、母线参数和环境参数，并对基础信息中的设备参数进行分析，根据设备参数计算得到计算功率，并将计算功率与实时功率比较，若二者不相同则生成设备故障信息，反之则生成设备正常信息，同时对设备故障信息对应的设备温度进行分析，获取到正常工作下的设备温度，并将设备温度与正常工作下的温度比较，如果二者匹配则设备为正常工作，反之二者不匹配则生成设备温度异常信号，且生成设备故障信息的具体方式如下：

P1：获取到设备工作时的实时电压、实时电流和实时功率，接着根据获取到的实时电压和实时电流经过计算得到计算功率，并将计算功率与实时功率进行比较，具体的比较方式如下：

P11：当计算功率与实时功率不相同时，则表示该设备出现故障并生成设备故障信息；

P12：当计算功率与实时功率相同时，则表示该设备正常工作，同时不作任何处理；

步骤四：获取到设备温度异常信号对应的母线参数，其中母线参数包括：实时温度WDs和实时功率GLs，并对获取到的母线参数进行分析得到分析结果，分析结果包括：母线故障信号和预警信号；

步骤五：将获取到的温度异常信号和分析结果传输到输出端，供操作人员观看。

2.根据权利要求1所述的一种高压母线运行故障定位方法，其特征在于，所述步骤三中生成设备温度异常信号的具体方式如下：

P2：接着获取到实时电压和实时电流下对应的设备温度，并对设备温度进行分析，判断设备温度为正常还是异常，具体的分析方式如下：

P21：获取到该设备正常工作状态下的温度，并以时间周期T2为节点获取到对应节点的设备温度，并将获取到的温度绘制成对应的曲线图，曲线图横坐标为时间周期T2，纵坐标为设备温度；

P22：将获取到的设备的工作时长和实时温度，接着将工作时长和实时温度与正常温度曲线图进行匹配，当实时温度与正常温度匹配时，则表明该设备为正常工作，无需进行任何处理，反之，当实时温度与正常温度不匹配时，则表明该设备为异常工作，并生成异常信号；

P3：获取到生成异常信号对应的实时电压和实时电流，并将获取到的实时电压与实时电流与正常工作状态下的电压和电流进行比较，当实时电压与实时电流任意一项与正常工作状态下的电压和电流不匹配时，则生成对应的温度异常信号。

3.根据权利要求1所述的一种高压母线运行故障定位方法，其特征在于，所述步骤四中生成分析结果的具体方式如下：

M1：以当前设备温度异常信号产生时间为起点，获取时间起点对应的母线实时功率GLs，同理获取到相邻一次设备温度异常信号时实时功率并记作GLs1；

M2：接着计算相邻两次出现设备温度异常信号时对应的实时功率差值并将其记作为GLc，同时将计算出来的实时功率差值GLc与预设值YS进行比较。

4.根据权利要求3所述的一种高压母线运行故障定位方法，其特征在于，所述M2中具体的比较方式如下：

M21：当GLc≥YS时，表示母线达到功率损耗预警值，并生成母线故障信号；

M22：当GLc<YS时，表示母线未达到功率损耗预警值，并生成预警信号。

5.执行权利要求3-4任意一项所述的一种高压母线运行故障定位方法的定位装置，其特征在于，包括电压和电流数据采集器，用于采集目标对象的实时电压和实时电流，还包括数据处理器，用于对采集到的电压和电流进行处理，还包括数据比对器，用于对GLc和YS进行比较并生成对应的母线故障信号和预警信号。