CN117544914A - 一种智能终端以及设备温度异常诊断系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于本电气设备技术领域，具体涉及一种智能终端以及设备温度异常诊断系统及方法。若出现如下任一情况，则判定设备的监测位置的温度异常：情况一为在监测位置检测的A、B、C三相的温度中，其中有两相的温度差值的绝对值超过设定阈值Δt，且超过设定阈值Δt的两项不是最大电流相与最小电流相；情况二为在监测位置检测的A、B、C三相的温度中，其中有两相的温度差值的绝对值超过设定阈值Δt，而超过设定阈值Δt的两相为最大电流相与最小电流相，并且最大电流相温度超过理论温度。此方案解决了仅通过实时温度是否超过预设的阈值判断开关设备是否存在故障的片面性能，及时发现小电流情况下温度异常和设备投运初期温度异常的技术问题。
Description
技术领域
本发明属于电气设备技术领域，具体涉及一种智能终端以及设备温度异常诊断系统及方法。
背景技术
开关设备是保证输配电系统可靠运行的关键电气设备之一，当其出现故障时将会影响整个供配电系统稳定性，造成停电事故，严重时影响经济生产作业和人们正常的社会活动，因此保障高压开关柜正常工作对提高供配电系统稳定性具有重要意义。温度故障是高压开关柜中最为常见，影响恶劣的故障之一，但由温度引起的故障也是可以提前监测并及时排除，然而仅通过固定的阈值报警功能无法及时反映开关设备温度异常状态，尤其是小电流情况下温度异常状态，因此及时发现开关设备温度异常尤其是在小电流的情况下仍能及时发现温度异常的判断方法是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能终端以及设备温度异常诊断系统及方法，用以解决仅通过固定的阈值报警功能无法及时反映开关设备温度异常状态，尤其是小电流情况下不能及时发现温度异常的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种设备温度异常诊断方法，若出现如下任一情况，则判定设备的监测位置的温度异常：情况一为在监测位置检测的A、B、C三相的温度中，其中有两相的温度差值的绝对值超过设定阈值Δt，且超过设定阈值Δt的两相不是最大电流相与最小电流相；情况二为在监测位置检测的A、B、C三相的温度中，其中有两相的温度差值的绝对值超过设定阈值Δt，而超过设定阈值Δt的两相为最大电流相与最小电流相，并且最大电流相温度超过理论温度。
上述技术方案的有益效果为：本发明发现设备在温度引起的故障时可以提前监测并及时排除，以及设备在小电流情况时发现温度异常可以经过判断监测位置的A、B、C三相中任意两相温度差值的绝对值是否超过设定阈值Δt，以及监测位置的最大电流相温度是否超过理论温度来判断判定检测位置温度异常。本发明解决了仅通过实时温度是否超过预设的阈值判断开关设备是否存在故障的片面性能，及时发现小电流情况下温度异常和设备投运初期温度异常的技术问题。
进一步地，步骤1)还包括情况三，情况三为在监测位置检测的A、B、C三相的温度中，其中任意一相的温度数值超过设定阈值T。
上述技术方案的有益效果为：本发明通过判断监测位置的A、B、C三相温度数值是否超过设定阈值T，可快速的确定监测位置的温度异常，本方法计算量小，计算效率高。
进一步地，步骤1)还包括情况四，情况四为在监测位置检测的A、B、C三相的温度中，其中任意一相的温度数值超过前t时刻该相电流最大时计算的理论温度。
上述技术方案的有益效果为：本发明通过判断监测位置的A、B、C三相温度数值是否超过前t时刻该相电流最大时计算的理论温度判断温度异常，由于电流异常产生的温度异常是在一段时间后检测到温度异常，因此此方法可以解决温度检测滞后问题，从而准确检测到温度异常。
进一步地，上一步骤的理论温度根据实时电流、出厂主回路电阻值和环境温度进行计算得到，且理论温度与实时电流、出厂主回路电阻值均成正相关关系。
上述技术方案的有益效果为：本发明发现在计算的理论温度时结合了实时电流、出厂主回路电阻值、环境温度以及设备不同检测位置的温度，此理论温度与实时电流、出厂主回路电阻值均成正相关关系，因此其值的设定可以在判断时及时根据不同的情况去调整理论温度，从而准确判断监测位置温度异常。
进一步地，上一步骤的理论温度的计算公式为T＝aRIb+t，其中T为理论温度，R为出厂主回路电阻，I为实时电流，t为环境温度，a、b为特征常数，结合正常的历史数据进行确定。
上述技术方案的有益效果为：本发明发现在计算理论温度时结合了实时电流、出厂主回路电阻值、环境温度以及设备不同检测位置的温度，此理论温度会计算公式为T＝aRIb+t去确定，因此其值可以实时根据不同的情况去调整，从而准确及时的判断监测位置温度异常。
进一步地，以上步骤中的设备为开关设备，监测位置包含开关设备的母排搭接处、断路器触头、电缆与母排搭接处。
上述技术方案的有益效果为：本发明通过在开关设备的母排搭接处、断路器触头、电缆与母排搭接处检测温度，其可精确地检测出开关设备不同位置的温度，从而准确反应设备的温度异常问题。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种智能终端，包括存储器以及处理器，其中处理器用于执行存储在存储器中的计算机程序指令以实现以上步骤的设备温度异常诊断方法。
上述技术方案的有益效果为：本发明通过软件策略保证本发明的设备温度异常诊断方法的有效可靠执行，其设备温度异常诊断方法的有益效果在以上步骤已经论述，在此不作赘述。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种设备温度异常诊断系统，包括传感器模块以及如以上步骤中的智能终端。
上述技术方案的有益效果为：此系统包括传感器模块以及智能终端，智能终端包括的设备温度异常诊断方法的有益效果已经在设备温度异常诊断方法中详细介绍，此处不再赘述。
进一步地，以上步骤中的传感器模块包括无源无线温度传感器。
上述技术方案的有益效果为：此系统中的传感器模块包括无源无线温度传感器，通过此传感器可以准确地获取监测位置的实时温度且不依靠电源以及传输线路。
附图说明
图1是本发明的系统结构图；
图2是本发明的具体温度异常诊断流程示意图；
图3是本发明的温度变化量异常诊断流程示意图；
图4是本发明的理论温度计算流程示意图。
具体实施方式
本发明的主要构思在于，在判断设备是否出现温度异常时，如图3所示，首先比较任意两相的温度差值的绝对值与阈值Δt，可出现两种情况，一种是当超过阈值Δt的两相为最大电流相与最小电流相，需比较最大电流相温度与理论温度，若最大电流相温度大于理论温度，则设备温度异常；另一种是超过阈值Δt的两相不是最大电流相与最小电流相，则设备温度异常。此发明解决了仅通过实时温度是否超过预设的阈值判断开关设备是否存在故障的片面性能且及时发现小电流情况下温度异常和设备投运初期温度异常的技术问题。
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的详细说明。
一种设备温度异常诊断方法实施例：
本实施例通过在开关设备的关键位置处设置温度传感器，利用温度传感器获取这些关键位置的实时温度，基于获取的实时温度进行运算、处理，以确定设备温度是否异常。若出现如下任一情况，则判定设备的监测位置的温度异常：
情况一：在监测位置检测的A、B、C三相的温度中，其中有任意两相的温度差值的绝对值超过设定阈值Δt，且超过设定阈值Δt的两项不是最大电流相与最小电流相；
情况二：在监测位置检测的A、B、C三相的温度中，其中有任意两相的温度差值的绝对值超过设定阈值Δt，而超过设定阈值Δt的两相为最大电流相与最小电流相，并且最大电流相温度超过理论温度；
情况三：在监测位置检测的A、B、C三相的温度中，其中任意一相的温度数值超过设定阈值T；
情况四：在监测位置检测的A、B、C三相的温度中，其中任意一相的温度数值超过前t时刻该相电流最大时计算的理论温度。(其中由于温度升温需要一段时间，所以电流异常产生的温度异常有滞后性。故需将前t时刻该相电流最大时计算的理论温度与检测的任意一相的温度数值比较。)
其中情况二和情况四中涉及的理论温度计算如图4所示，根据实时电流、出厂主回路电阻值和环境温度结合已有的开关设备不同位置温度计算模型计算理论温度。其中不同位置温度计算模型是由于开关设备和负荷电流的幂函数成一定的正比关系，与环境温度存在线性关系，所以可近似得到开关设备不同位置温度计算模型：T＝aRIb+t。其中T为理论温度，R为出厂主回路电阻，t为环境温度，a、b为特征常数，结合正常的历史数据进行确定。
当以上任意一情况成立时，可判定设备的监测位置的温度异常。但在考虑到需要通过计算量小，效率高且及时准确的发现设备温度异常的策略，可按照设定顺序判定以上情况。例如：如图2所示，先判断情况三，若情况三成立，则判定设备的监测位置的温度异常。若情况三不成立，则判断情况四，若情况四成立则判定设备的监测位置的温度异常。若情况四不成立则判断情况一，若情况一成立，则判定设备的监测位置的温度异常，若情况一不成立，情况二若成立，则判定设备的监测位置的温度异常。若情况二不成立或者任意两相的温度差值的绝对值都不超过设定阈值Δt，则判定设备监测位置的温度正常。以上为设备温度异常诊断的较优策略，但不唯一。其中设备为开关设备，监测位置包含开关设备的母排搭接处、断路器触头、电缆与母排搭接处。
本方案可在如图1所示的系统上运行，设备具体为开关设备。例如：在开关设备的母排搭接处、断路器触头、电缆与母排搭接处等关键位置安装无源无线温度传感器，通过温度传感器获取这些关键位置的实时温度，通过电流传感器获取每相的实时电流，通过温湿度传感器获取开关设备运行环境的温湿度，将实时温度、实时电流和温湿度上传至智能终端。智能终端对实时温度、实时电流和温湿度进行边缘运算，通过设备温度异常诊断方法判断监测位置是否存在温度异常。最后根据不同需求将诊断结果或者数据通过通信模块上传。
一种智能终端实施例：
本发明的智能终端实施例，包括存储器、处理器和内部总线，处理器、存储器之间通过内部总线完成相互间的通信和数据交互。存储器包括至少一个存储于存储器中的软件功能模块，处理器通过运行存储在存储器中的软件程序以及模块，执行各种功能应用以及数据处理，实现本发明的方法实施例中介绍的设备温度异常诊断方法。其中，处理器可以为微处理器MCU、可编程逻辑器件FPGA等处理装置。存储器可为利用电能方式存储信息的各式存储器，例如RAM、ROM等。
一种设备温度异常诊断系统实施例：
本发明的一种设备温度异常诊断系统实施例，该系统包括一种智能终端以及传感器模块，其中传感器为无源无线温度传感器。其系统结构如图1所示，在开关设备的母排搭接处、断路器触头、电缆与母排搭接处等关键位置安装无源无线温度传感器，通过温度传感器获取这些关键位置的实时温度，通过电流传感器获取每相的实时电流，通过温湿度传感器获取开关设备运行环境的温湿度，实时温度、实时电流和温湿度上传至智能终端。智能终端对实时温度、实时电流和温湿度进行边缘运算，通过设备温度异常诊断方法判断监测位置是否存在温度异常。最后根据不同场景将诊断结果或者数据通过通信模块上传。该系统通过设备温度异常诊断方法解决了仅通过实时温度是否超过预设的阈值判断开关设备是否存在故障的片面性，还能及时发现小电流情况下温度异常和设备投运初期温度异常的技术问题。
Claims (9)
1.一种设备温度异常诊断方法，其特征在于，若出现如下任一情况，则判定设备的监测位置的温度异常：
情况一：在监测位置检测的A、B、C三相的温度中，其中有两相的温度差值的绝对值超过设定阈值Δt，且超过设定阈值Δt的两相不是最大电流相与最小电流相；
情况二：在监测位置检测的A、B、C三相的温度中，其中有两相的温度差值的绝对值超过设定阈值Δt，而超过设定阈值Δt的两相为最大电流相与最小电流相，并且最大电流相温度超过理论温度。
2.根据权利要求1所述的设备温度异常诊断方法，其特征在于：还包括情况三，情况三为在监测位置检测的A、B、C三相的温度中，其中任意一相的温度数值超过设定阈值T。
3.根据权利要求1所述的设备温度异常诊断方法，其特征在于：还包括情况四，情况四为在监测位置检测的A、B、C三相的温度中，其中任意一相的温度数值超过前t时刻该相电流最大时计算的理论温度。
4.根据权利要求3所述的设备温度异常诊断方法，其特征在于：所述的理论温度根据实时电流、出厂主回路电阻值和环境温度进行计算得到，且理论温度与实时电流、出厂主回路电阻值均成正相关关系。
5.根据权利要求4所述的设备温度异常诊断方法，其特征在于：所述的理论温度的计算公式为T＝aRIb+t，其中T为理论温度，R为出厂主回路电阻，I为实时电流，t为环境温度，a、b为特征常数，结合正常的历史数据进行确定。
6.根据权利要求1～5任一项所述的设备温度异常诊断方法，其特征在于：设备为开关设备，监测位置包含开关设备的母排搭接处、断路器触头、电缆与母排搭接处。
7.一种智能终端，包括存储器以及处理器，其特征在于：所述处理器用于执行存储在存储器中的计算机程序指令以实现如权利要求1～6任一项所述的设备温度异常诊断方法。
8.一种设备温度异常诊断系统，其特征在于，包括传感器模块以及如权利要求7所述的智能终端。
9.根据权利要求8所述的设备温度异常诊断系统，其特征在于：所述的传感器模块包括无源无线温度传感器。
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