CN117741360A - 一种特高压gis耐压试验用分隔式变频电源控制箱以及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种特高压GIS耐压试验用分隔式变频电源控制箱以及控制方法，涉及电源控制技术领域，该系统运行中，通过实时采集控制箱周围环境参数的数据，作为第一数据组，通过监测传感器持续实时监测绝缘老化情况数据，作为第二数据组，通过测试设备监测变频电源控制箱状态数据，作为第三数据组，并以数字化形式实时处理，获取：状态运行指数Ztyx，通过控制和调整变频电源的输出，维护电源稳定，设置预设状态阈值Z和预设状态阈值X，将状态运行指数Ztyx与预设状态阈值Z和预设状态阈值X进行对比，获取预警方案，通过允许远程访问和操作系统，运维人员能够从远程位置监测设备状态、进行诊断和执行控制命令。

Description

一种特高压GIS耐压试验用分隔式变频电源控制箱以及控制 方法

技术领域

本发明涉及电源控制技术领域，具体为一种特高压GIS耐压试验用分隔式变频电源控制箱以及控制方法。

背景技术

特高压GIS是电力系统中关键的组成部分，用于实现对电力的输送和分配，控制电动机的速度和运行，特别是在工业领域中，在对GIS进行耐压试验时，通过调整变频器的输出频率，可以实现电动机的速度控制，这对于需要调整生产线上机械设备运行速度的工业应用非常重要，因为不同的生产任务可能需要不同的速度。

然而，在传统的GIS耐压试验中，存在一系列问题，如环境变化对设备性能的不利影响、对绝缘老化情况缺乏实时监测和电源输出的不稳定性，这些问题可能导致GIS设备在测试中无法达到预期的效果，甚至引发潜在的安全隐患，传统电源控制系统难以满足对GIS设备日益增长的性能和稳定性需求。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种特高压GIS耐压试验用分隔式变频电源控制箱以及控制方法，解决了背景技术中提到的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种特高压GIS耐压试验用分隔式变频电源控制箱，包括环境采集模块、实时监测模块、数据处理模块、变频电源控制模块、故障处理模块和远程控制模块；

所述环境采集模块用于部署若干个环境传感器，实时的采集控制箱周围环境参数的数据，作为第一数据组；

所述实时监测模块用于使用监测传感器持续实时监测绝缘老化情况数据，作为第二数据组，通过测试设备监测变频电源控制箱状态数据，作为第三数据组；

所述数据处理模块用于根据所述环境采集模块和所述实时监测模块获取的第一数据组、第二数据组和第三数据组，以数字化形式实时处理，并进行结合计算，获取：状态运行指数Ztyx；

所述状态运行指数Ztyx通过以下公式计算获取：

Ztyx＝[(Dqhj*q)+(Jylh*w)+(Bpkz*e)]+R；

式中，Dqhj表示地区环境系数，Jylh表示绝缘老化系数，Bpkz表示变频电源控制箱状态系数，q、w和e分别表示地区环境系数Dqhj、绝缘老化系数Jylh和变频电源控制箱状态系数Bpkz的比例系数；

其中，0.32≤q≤0.40，0.22≤w≤0.35，0.21≤e≤0.25，且q+w+e≤1.0，R表示第一修正常数；

所述地区环境系数Dqhj通过第一数据组计算获取；

所述绝缘老化系数Jylh通过第二数据组计算获取；

所述变频电源控制箱状态系数Bpkz通过第三数据组计算获取；

所述变频电源控制模块用于控制和调整变频电源的输出，包括电源调节、频率调整和电流控制；

所述故障处理模块用于监测系统中出现的故障，设置预设状态阈值Z和预设状态阈值X，将状态运行指数Ztyx与预设状态阈值Z和预设状态阈值X进行对比，获取第一预警方案、第二预警方案和第三预警方案；

所述远程控制模块用于允许远程访问和操作系统，通过网络连接，运维人员能够从远程位置监测设备状态、进行诊断和执行控制命令。

优选的，所述环境采集模块包括数据采集单元；

所述数据采集单元用于通过若干个环境传感器，包括温度传感器、湿度传感器、紫外线传感器、大气压传感器和光照度传感器获取控制箱周围环境参数，包括日温差值Rwc、湿度值Sdz、紫外线辐射强度Zwqd、海拔高度Hbgd和太阳辐射强度Tyfs，形成第一数据组。

优选的，所述实时监测模块包括数据监测单元和测试设备监测单元；

所述数据监测单元用于通过高压测试仪、绝缘电阻测试仪、高温环境测试箱、湿度测试箱、光度计和机械试验机，持续实时监测绝缘老化情况数据，获取：耐电压强度值Dyqd、绝缘裕度值Jyyd、绝缘电阻衰减值Dzsj、耐热度Nrd、耐湿度Nsd、耐光度Ngd和机械压力值Jxyl，形成第二数据组；

所述测试设备监测单元用于通过使用高压测试设备实时监测变频电源控制箱状态，包括击穿电压测试仪、高压测试仪、局部放电传感器和泄漏电流测试仪，获取：击穿电压值Jcdy、耐压强度Nyqd、局部放电量Jbfd和泄漏电流值Xldl，形成第三数据组。

优选的，所述数据处理模块包括分析计算单元；

所述分析计算单元用于根据所述环境采集模块和实时监测模块获取的第一数据组、第二数据组和第三数据组，以数字化形式实时处理，并进行结合计算，获取：地区环境系数Dqhj、绝缘老化系数Jylh和变频电源控制箱状态系数Bpkz。

优选的，所述地区环境系数Dqhj通过以下公式计算获取：

式中，Rwc表示日温差值、Sdz表示湿度值、Zwqd表示紫外线辐射强度、Hbgd表示海拔高度，Tyfs表示太阳辐射强度，t、y、u、i和o分别表示日温差值Rwc、湿度值Sdz、紫外线辐射强度Zwqd、海拔高度Hbgd和太阳辐射强度Tyfs的比例系数；

其中，0.13≤t≤0.22，0.17≤y≤0.2，0.18≤u≤0.22，0.22≤i≤0.26，0.05≤o≤0.10且t+y+u+i+o≤1.0，P表示第二修正常数。

优选的，所述绝缘老化系数Jylh通过以下公式计算获取：

式中，Dyqd表示耐电压强度值，Jyyd表示绝缘裕度值，Dzsj表示绝缘电阻衰减值，Nrd表示耐热度，Nsd表示耐湿度，Ngd表示耐光度，Jxyl表示机械压力值，a、s、d、f、g、h和j分别表示耐电压强度值Dyqd、绝缘裕度值Jyyd、绝缘电阻衰减值Dzsj、耐热度Nrd、耐湿度Nsd、耐光度Ngd和机械压力值Jxyl的比例系数；

其中，0.10≤a≤0.13，0.13≤s≤0.17，0.18≤d≤0.24，0.05≤f≤0.10，0.12≤g≤0.15，0.06≤h≤0.11，0.05≤j≤0.10，且a+s+d+f+g+h+j≤1.0，K表示第三修正常数；

所述变频电源控制箱状态系数Bpkz通过以下公式计算获取：

式中，Jcdy表示击穿电压值，Nyqd表示耐压强度，Jbfd表示局部放电量，Xldl表示泄漏电流值，m、c、v和b分别表示击穿电压值Jcdy、耐压强度Nyqd、局部放电量Jbfd和泄漏电流值Xldl的比例系数；

其中，0.12≤m≤0.25，0.22≤c≤0.35，0.17≤v≤0.20，0.13≤b≤0.20，且m+c+v+b≤1.0，K表示第四修正常数。

优选的，所述变频电源控制模块包括电源调节单元和电流控制单元；

所述电源调节单元负责控制变频电源的输出电压，包括监测电源输出电压并进行调整，使其稳定在预定的水平；

所述电流控制单元负责调整变频电源的输出频率和电流，对于特高压GIS耐压试验，保持电源输出的频率和电流符合测试要求，包括相应的调节器和反馈回路。

优选的，所述变频电源控制模块包括电源调节单元和电流控制单元；

所述电源调节单元负责控制变频电源的输出电压，包括监测电源输出电压并进行调整，使其稳定在预定的水平；

所述电流控制单元负责调整变频电源的输出频率和电流，对于特高压GIS耐压试验，保持电源输出的频率和电流符合测试要求，包括相应的调节器和反馈回路。

优选的，所述远程控制模块包括远程访问单元和远程操作单元；

所述远程访问单元用于负责建立和维护与系统之间的远程连接，包括网络通信协议、数据传输协议和安全性协议，使运维人员通过互联网或专用网络远程访问设备；

所述远程操作单元允许运维人员在远程位置执行操作和命令，包括远程控制接口和命令传输机制，使运维人员能够监测设备状态和进行诊断，并执行必要的控制命令，使只有经授权的人员能够执行关键操作。

一种特高压GIS耐压试验用分隔式变频电源控制方法，包括以下步骤：

步骤一：通过部署若干个环境传感器，实时采集控制箱周围环境参数的数据，作为第一数据组；

步骤二：通过监测传感器持续实时监测绝缘老化情况数据，作为第二数据组，通过测试设备监测变频电源控制箱状态数据，作为第三数据组；

步骤三：通过所述环境采集模块和所述实时监测模块获取的第一数据组、第二数据组和第三数据组，以数字化形式实时处理，并进行结合计算，获取：状态运行指数Ztyx；

步骤四：通过控制和调整变频电源的输出，包括电源调节、频率调整和电流控制；

步骤五：通过监测系统中出现的故障，设置预设状态阈值Z和预设状态阈值X，将状态运行指数Ztyx与预设状态阈值Z和预设状态阈值X进行对比，获取第一预警方案、第二预警方案和第三预警方案；

步骤六：通过允许远程访问和操作系统，通过网络连接，运维人员能够从远程位置监测设备状态、进行诊断和执行控制命令。

(三)有益效果

本发明提供了一种特高压GIS耐压试验用分隔式变频电源控制箱以及控制方法，具备以下有益效果：

(1)系统运行时，通过实时采集控制箱周围环境参数的数据，作为第一数据组，通过监测传感器持续实时监测绝缘老化情况数据，作为第二数据组，通过测试设备监测变频电源控制箱状态数据，作为第三数据组，并以数字化形式实时处理，获取：状态运行指数Ztyx，通过控制和调整变频电源的输出，维护电源稳定，设置预设状态阈值Z和预设状态阈值X，将状态运行指数Ztyx与预设状态阈值Z和预设状态阈值X进行对比，获取预警方案，通过允许远程访问和操作系统，运维人员能够从远程位置监测设备状态、进行诊断和执行控制命令。

(2)通过环境采集模块，系统可以全面地监测控制箱周围的环境参数，包括日温差值Rwc、湿度值Sdz、紫外线辐射强度Zwqd、海拔高度Hbgd和太阳辐射强度Tyfs，有助于了解控制箱工作环境的变化情况，提高系统对外部条件的适应性，通过测试设备可以实时监测控制箱的绝缘老化情况，包括耐电压强度值Dyqd、绝缘裕度值Jyyd和绝缘电阻衰减值Dzsj，有助于预防绝缘故障，提高控制箱的可靠性和安全性。测试设备监测单元通过使用高压测试设备实时监测变频电源控制箱状态，包括击穿电压值Jcdy、耐压强度Nyqd、局部放电量Jbfd和泄漏电流值Xldl，有助于早期发现潜在问题，提高设备的可维护性和可靠性。

(3)通过计算变频电源控制箱状态系数Bpkz，系统可以综合考虑击穿电压值Jcdy、耐压强度Nyqd、局部放电量Jbfd和泄漏电流值Xldl，对控制箱的整体状态进行评估，有助于提前发现潜在故障，从而减少系统的维护成本和减少停机时间。

(4)通过电源调节单元使变频电源的输出电压稳定在预定水平，从而提供对电源质量的有效控制，通过电流控制单元负责调整变频电源的输出频率和电流，使电源输出符合测试要求，通过监测系统中的故障，实现对故障的诊断、定位和处理，有助于及时发现和解决问题，提高系统的可靠性和稳定性，系统能够根据状态运行指数的变化进行自动预警。这种智能化的故障处理系统有助于提前预防潜在的故障，并提供相应的预警方案。

附图说明

图1为本发明一种特高压GIS耐压试验用分隔式变频电源控制箱框图流程示意图；

图2为本发明一种特高压GIS耐压试验用分隔式变频电源控制方法步骤示意图；

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、完整的描述，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。

特高压GIS是电力系统中关键的组成部分，用于实现对电力的输送和分配，控制电动机的速度和运行，特别是在工业领域中，在对GIS进行耐压试验时，通过调整变频器的输出频率，可以实现电动机的速度控制，这对于需要调整生产线上机械设备运行速度的工业应用非常重要，因为不同的生产任务可能需要不同的速度。

然而，在传统的GIS耐压试验中，存在一系列问题，如环境变化对设备性能的不利影响、对绝缘老化情况缺乏实时监测和电源输出的不稳定性，这些问题可能导致GIS设备在测试中无法达到预期的效果，甚至引发潜在的安全隐患，传统电源控制系统难以满足对GIS设备日益增长的性能和稳定性需求。

实施例1

本发明提供一种特高压GIS耐压试验用分隔式变频电源控制箱，请参阅图1，包括环境采集模块、实时监测模块、数据处理模块、变频电源控制模块、故障处理模块和远程控制模块；

所述环境采集模块用于部署若干个环境传感器，实时的采集控制箱周围环境参数的数据，作为第一数据组；

所述实时监测模块用于使用监测传感器持续实时监测绝缘老化情况数据，作为第二数据组，通过测试设备监测变频电源控制箱状态数据，作为第三数据组；

所述数据处理模块用于根据所述环境采集模块和所述实时监测模块获取的第一数据组、第二数据组和第三数据组，以数字化形式实时处理，并进行结合计算，获取：状态运行指数Ztyx；

所述状态运行指数Ztyx通过以下公式计算获取：

Ztyx＝[(Dqhj*q)+(Jylh*w)+(Bpkz*e)]+R；

式中，Dqhj表示地区环境系数，Jylh表示绝缘老化系数，Bpkz表示变频电源控制箱状态系数，q、w和e分别表示地区环境系数Dqhj、绝缘老化系数Jylh和变频电源控制箱状态系数Bpkz的比例系数；

其中，0.32≤q≤0.40，0.22≤w≤0.35，0.21≤e≤0.25，且q+w+e≤1.0，R表示第一修正常数；

所述地区环境系数Dqhj通过第一数据组计算获取；

所述绝缘老化系数Jylh通过第二数据组计算获取；

所述变频电源控制箱状态系数Bpkz通过第三数据组计算获取；

所述变频电源控制模块用于控制和调整变频电源的输出，包括电源调节、频率调整和电流控制；

所述故障处理模块用于监测系统中出现的故障，设置预设状态阈值Z和预设状态阈值X，将状态运行指数Ztyx与预设状态阈值Z和预设状态阈值X进行对比，获取第一预警方案、第二预警方案和第三预警方案；

所述远程控制模块用于允许远程访问和操作系统，通过网络连接，运维人员能够从远程位置监测设备状态、进行诊断和执行控制命令。

本实施例中，通过部署若干个环境传感器，实时采集控制箱周围环境参数的数据，作为第一数据组，通过监测传感器持续实时监测绝缘老化情况数据，作为第二数据组，通过测试设备监测变频电源控制箱状态数据，作为第三数据组，通过所述环境采集模块和所述实时监测模块获取的第一数据组、第二数据组和第三数据组，以数字化形式实时处理，并进行结合计算，获取：状态运行指数Ztyx，通过控制和调整变频电源的输出，维护电源稳定，包括电源调节、频率调整和电流控制，通过监测系统中出现的故障，设置预设状态阈值Z和预设状态阈值X，将状态运行指数Ztyx与预设状态阈值Z和预设状态阈值X进行对比，获取第一预警方案、第二预警方案和第三预警方案，通过允许远程访问和操作系统，通过网络连接，运维人员能够从远程位置监测设备状态、进行诊断和执行控制命令。

实施例2

本实施例是在实施例1中进行的解释说明，请参照图1，具体的：所述环境采集模块包括数据采集单元；

所述数据采集单元用于通过若干个环境传感器，包括温度传感器、湿度传感器、紫外线传感器、大气压传感器和光照度传感器获取控制箱周围环境参数，包括日温差值Rwc、湿度值Sdz、紫外线辐射强度Zwqd、海拔高度Hbgd和太阳辐射强度Tyfs，形成第一数据组。

所述实时监测模块包括数据监测单元和测试设备监测单元；

所述数据监测单元用于通过高压测试仪、绝缘电阻测试仪、高温环境测试箱、湿度测试箱、光度计和机械试验机，持续实时监测绝缘老化情况数据，获取：耐电压强度值Dyqd、绝缘裕度值Jyyd、绝缘电阻衰减值Dzsj、耐热度Nrd、耐湿度Nsd、耐光度Ngd和机械压力值Jxyl，形成第二数据组；

所述机械压力值Jxyl通过机械试验机检测获取；

所述绝缘裕度值Jyyd、绝缘电阻衰减值Dzsj通过绝缘电阻测试仪检测获取；

所述测试设备监测单元用于通过使用高压测试设备实时监测变频电源控制箱状态，包括击穿电压测试仪、高压测试仪、局部放电传感器和泄漏电流测试仪，获取：击穿电压值Jcdy、耐压强度Nyqd、局部放电量Jbfd和泄漏电流值Xldl，形成第三数据组。

本实施例中，通过环境采集模块，系统可以全面地监测控制箱周围的环境参数，包括日温差值Rwc、湿度值Sdz、紫外线辐射强度Zwqd、海拔高度Hbgd和太阳辐射强度Tyfs，有助于了解控制箱工作环境的变化情况，提高系统对外部条件的适应性，通过测试设备可以实时监测控制箱的绝缘老化情况，包括耐电压强度值Dyqd、绝缘裕度值Jyyd和绝缘电阻衰减值Dzsj，有助于预防绝缘故障，提高控制箱的可靠性和安全性。测试设备监测单元通过使用高压测试设备实时监测变频电源控制箱状态，包括击穿电压值Jcdy、耐压强度Nyqd、局部放电量Jbfd和泄漏电流值Xldl，有助于早期发现潜在问题，提高设备的可维护性和可靠性。

实施例3

本实施例是在实施例1中进行的解释说明，请参照图1，具体的：所述数据处理模块包括分析计算单元；

所述分析计算单元用于根据所述环境采集模块和实时监测模块获取的第一数据组、第二数据组和第三数据组，以数字化形式实时处理，并进行结合计算，获取：地区环境系数Dqhj、绝缘老化系数Jylh和变频电源控制箱状态系数Bpkz。

所述地区环境系数Dqhj通过以下公式计算获取：

式中，Rwc表示日温差值、Sdz表示湿度值、Zwqd表示紫外线辐射强度、Hbgd表示海拔高度，Tyfs表示太阳辐射强度，t、y、u、i和o分别表示日温差值Rwc、湿度值Sdz、紫外线辐射强度Zwqd、海拔高度Hbgd和太阳辐射强度Tyfs的比例系数；

其中，0.13≤t≤0.22，0.17≤y≤0.2，0.18≤u≤0.22，0.22≤i≤0.26，0.05≤o≤0.10且t+y+u+i+o≤1.0，P表示第二修正常数。

所述绝缘老化系数Jylh通过以下公式计算获取：

式中，Dyqd表示耐电压强度值，Jyyd表示绝缘裕度值，Dzsj表示绝缘电阻衰减值，Nrd表示耐热度，Nsd表示耐湿度，Ngd表示耐光度，Jxyl表示机械压力值，a、s、d、f、g、h和j分别表示耐电压强度值Dyqd、绝缘裕度值Jyyd、绝缘电阻衰减值Dzsj、耐热度Nrd、耐湿度Nsd、耐光度Ngd和机械压力值Jxyl的比例系数；

其中，0.10≤a≤0.13，0.13≤s≤0.17，0.18≤d≤0.24，0.05≤f≤0.10，0.12≤g≤0.15，0.06≤h≤0.11，0.05≤j≤0.10，且a+s+d+f+g+h+j≤1.0，K表示第三修正常数；

所述变频电源控制箱状态系数Bpkz通过以下公式计算获取：

式中，Jcdy表示击穿电压值，Nyqd表示耐压强度，Jbfd表示局部放电量，Xldl表示泄漏电流值，m、c、v和b分别表示击穿电压值Jcdy、耐压强度Nyqd、局部放电量Jbfd和泄漏电流值Xldl的比例系数；

其中，0.12≤m≤0.25，0.22≤c≤0.35，0.17≤v≤0.20，0.13≤b≤0.20，且m+c+v+b≤1.0，K表示第四修正常数。

本实施例中，通过计算变频电源控制箱状态系数Bpkz，系统可以综合考虑击穿电压值Jcdy、耐压强度Nyqd、局部放电量Jbfd和泄漏电流值Xldl，对控制箱的整体状态进行评估，有助于提前发现潜在故障，从而减少系统的维护成本和减少停机时间。

实施例4

本实施例是在实施例1中进行的解释说明，请参照图1，具体的：所述变频电源控制模块包括电源调节单元和电流控制单元；

所述电源调节单元负责控制变频电源的输出电压，包括监测电源输出电压并进行调整，使其稳定在预定的水平；

所述电流控制单元负责调整变频电源的输出频率和电流，对于特高压GIS耐压试验，保持电源输出的频率和电流符合测试要求，包括相应的调节器和反馈回路。

所述故障处理模块包括故障监测单元；

所述故障监测单元用于监测系统中出现的故障，设置预设状态阈值Z和预设状态阈值X，将状态运行指数Ztyx与预设状态阈值Z和预设状态阈值X进行对比，获取预警方案：

状态运行指数Ztyx>预设状态阈值Z，获取第一预警方案，变频电源控制箱状态合格，系统主动进行监测，未检测到任何故障，电源输出保持在稳定的范围内，系统正常运行，在正常工作状态下无需进行额外的干预，确保了设备的可靠性和稳定性；

预设状态阈值X<状态运行指数Ztyx≤预设状态阈值Z，获取第二预警方案，电源输出异常，判断电源输出存在不稳定性，可能由于电源设备损坏引起，建议替换损坏的电源，并重新校准整个电源系统，以确保电源输出在预定的稳定电压范围内，系统会发出报警通知，远程监测系统会收集详细的故障信息，向运维人员传递必要的数据，以便更准确地进行诊断和维护；

状态运行指数Ztyx≤预设状态阈值X，获取第三预警方案，检测到严重故障情况，需要人工介入，系统提供了详细的方案，包括切换到备用系统、更换关键部件、替换故障的传感器、重新校准环境监测系统以确保准确获取环境参数，以及修复或更换故障的频率和电流控制，系统会发送即时通知短信或电子邮件给相关人员，以便他们迅速采取行动，最大程度地减小设备故障对系统正常运行的影响。

所述远程控制模块包括远程访问单元和远程操作单元；

所述远程访问单元用于负责建立和维护与系统之间的远程连接，包括网络通信协议、数据传输协议和安全性协议，使运维人员通过互联网或专用网络远程访问设备；

所述远程操作单元允许运维人员在远程位置执行操作和命令，包括远程控制接口和命令传输机制，使运维人员能够监测设备状态和进行诊断，并执行必要的控制命令，使只有经授权的人员能够执行关键操作。

本实施例中，通过电源调节单元使变频电源的输出电压稳定在预定水平，从而提供对电源质量的有效控制，通过电流控制单元负责调整变频电源的输出频率和电流，使电源输出符合测试要求，通过监测系统中的故障，实现对故障的诊断、定位和处理，有助于及时发现和解决问题，提高系统的可靠性和稳定性，系统能够根据状态运行指数的变化进行自动预警。这种智能化的故障处理系统有助于提前预防潜在的故障，并提供相应的预警方案。

实施例5

一种特高压GIS耐压试验用分隔式变频电源控制方法，请参照图2，具体的：包括以下步骤：

步骤一：通过部署若干个环境传感器，实时采集控制箱周围环境参数的数据，作为第一数据组；

步骤二：通过监测传感器持续实时监测绝缘老化情况数据，作为第二数据组，通过测试设备监测变频电源控制箱状态数据，作为第三数据组；

步骤三：通过所述环境采集模块和所述实时监测模块获取的第一数据组、第二数据组和第三数据组，以数字化形式实时处理，并进行结合计算，获取：状态运行指数Ztyx；

步骤四：通过控制和调整变频电源的输出，包括电源调节、频率调整和电流控制；

步骤五：通过监测系统中出现的故障，设置预设状态阈值Z和预设状态阈值X，将状态运行指数Ztyx与预设状态阈值Z和预设状态阈值X进行对比，获取第一预警方案、第二预警方案和第三预警方案；

步骤六：通过允许远程访问和操作系统，通过网络连接，运维人员能够从远程位置监测设备状态、进行诊断和执行控制命令。

本发明方法中，通过若干个环境传感器实时采集环境参数，提供了对控制箱周围环境的全面监测，包括温度、湿度、紫外线辐射强度等。这有助于了解环境变化对设备运行的影响。通过持续实时监测绝缘老化情况数据，使用测试设备监测变频电源控制箱状态数据，提供了对设备状态和绝缘情况的实时了解。这有助于早期发现潜在故障和维护需求，通过控制和调整变频电源的输出，包括电源调节、频率调整和电流控制，有助于维持电源的稳定，提高电源质量，确保设备在合适的工作条件下运行。通过监测系统中出现的故障，设置预设状态阈值Z和预设状态阈值X，提供了多层次的预警方案。这使得系统可以在故障发生前或早期发现并采取相应措施，通过允许远程访问和操作系统，使运维人员能够从远程位置监测设备状态、进行诊断和执行控制命令。这提高了设备的远程可管理性，减少了对现场操作的依赖，提高了响应速度。

具体示例：

假设有一个某某工业，写出一个包含上述采集到的数据具体参数数值，并将具体参数数值代入到公式中，获得状态运行指数Ztyx的示例：

第一数据组：

日温差值Rwc＝15，湿度值Sdz＝60，紫外线辐射强度Zwqd＝250，海拔高度Hbgd＝12，

太阳辐射强度Tyfs＝80；

第二数据组：

耐电压强度值Dyqd＝15，绝缘裕度值Jyyd＝12，绝缘电阻衰减值Dzsj＝5，耐热度Nrd＝80，耐湿度Nsd＝40，耐光度Ngd＝20，机械压力值Jxyl＝50；

第三数据组：

击穿电压值Jcdy＝20，耐压强度Nyqd＝18，局部放电量Jbfd＝50，泄漏电流值Xldl＝2；

第一修正常数R：1，第二修正常数P：0.53，第三修正常数K：0.16，第四修正常数N：0.6；

比例系数：q＝0.35、w＝0.3、e＝0.23、t＝0.2、y＝0.18、u＝0.2、i＝0.25、o＝0.08、a＝0.1、s＝0.15、d＝0.2、f＝0.08、g＝0.14、h＝0.1、j＝0.1、m＝0.2、c＝0.3、v＝0.18、b＝0.2；

Dqhj＝[(15*0.2+60*0.18+250*0.2+12*0.25+80*0.08)/(0.2+0.18+0.2+0.25+0.08)]+0.53＝74；

Jylh＝[(15*0.1+12*0.15+5*0.2+80*0.1+40*0.2+20*0.14+50*0.1)/(0.1+0.15+0.2+0.1+0.2+0.14+0.1)]+0.16＝16；

Bpkz＝[(20*0.2+18*0.3+50*0.18+2*0.2)/(0.2+0.3+0.18+0.2)]+0.6＝19；

Ztyx＝(73.4*0.35+15.84*0.3+18.4*0.23)+0.26＝36；

设置预设质量阈值Z为50，预设质量阈值X为30，预设状态阈值X<状态运行指数Ztyx≤预设状态阈值Z，获取第二预警方案，电源输出异常，判断电源输出存在不稳定性，可能由于电源设备损坏引起，建议替换损坏的电源，并重新校准整个电源系统，以确保电源输出在预定的稳定电压范围内，系统会发出报警通知，远程监测系统会收集详细的故障信息，向运维人员传递必要的数据，以便更准确地进行诊断和维护。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种特高压GIS耐压试验用分隔式变频电源控制箱，其特征在于：包括环境采集模块、实时监测模块、数据处理模块、变频电源控制模块、故障处理模块和远程控制模块；

所述环境采集模块用于部署若干个环境传感器，实时的采集控制箱周围环境参数的数据，作为第一数据组；

所述实时监测模块用于使用监测传感器持续实时监测绝缘老化情况数据，作为第二数据组，通过测试设备监测变频电源控制箱状态数据，作为第三数据组；

所述数据处理模块用于根据所述环境采集模块和所述实时监测模块获取的第一数据组、第二数据组和第三数据组，以数字化形式实时处理，并进行结合计算，获取：状态运行指数Ztyx；

所述状态运行指数Ztyx通过以下公式计算获取：

Ztyx＝[(Dqhj*q)+(Jylh*w)+(Bpkz*e)]+R；

式中，Dqhj表示地区环境系数，Jylh表示绝缘老化系数，Bpkz表示变频电源控制箱状态系数，q、w和e分别表示地区环境系数Dqhj、绝缘老化系数Jylh和变频电源控制箱状态系数Bpkz的比例系数；

其中，0.32≤q≤0.40，0.22≤w≤0.35，0.21≤e≤0.25，且q+w+e≤1.0，R表示第一修正常数；

所述地区环境系数Dqhj通过第一数据组计算获取；

所述绝缘老化系数Jylh通过第二数据组计算获取；

所述变频电源控制箱状态系数Bpkz通过第三数据组计算获取；

所述变频电源控制模块用于控制和调整变频电源的输出，包括电源调节、频率调整和电流控制；

所述故障处理模块用于监测系统中出现的故障，设置预设状态阈值Z和预设状态阈值X，将状态运行指数Ztyx与预设状态阈值Z和预设状态阈值X进行对比，获取第一预警方案、第二预警方案和第三预警方案；

所述远程控制模块用于允许远程访问和操作系统，通过网络连接，运维人员从远程位置监测设备状态、进行诊断和执行控制命令。

2.根据权利要求1所述的一种特高压GIS耐压试验用分隔式变频电源控制箱，其特征在于：所述环境采集模块包括数据采集单元；

所述数据采集单元用于通过若干个环境传感器，包括温度传感器、湿度传感器、紫外线传感器、大气压传感器和光照度传感器获取控制箱周围环境参数，包括日温差值Rwc、湿度值Sdz、紫外线辐射强度Zwqd、海拔高度Hbgd和太阳辐射强度Tyfs，形成第一数据组。

3.根据权利要求1所述的一种特高压GIS耐压试验用分隔式变频电源控制箱，其特征在于：所述实时监测模块包括数据监测单元和测试设备监测单元；

所述数据监测单元用于通过高压测试仪、绝缘电阻测试仪、高温环境测试箱、湿度测试箱、光度计和机械试验机，持续实时监测绝缘老化情况数据，获取：耐电压强度值Dyqd、绝缘裕度值Jyyd、绝缘电阻衰减值Dzsj、耐热度Nrd、耐湿度Nsd、耐光度Ngd和机械压力值Jxyl，形成第二数据组；

所述测试设备监测单元用于通过使用高压测试设备实时监测变频电源控制箱状态，包括击穿电压测试仪、高压测试仪、局部放电传感器和泄漏电流测试仪，获取：击穿电压值Jcdy、耐压强度Nyqd、局部放电量Jbfd和泄漏电流值Xldl，形成第三数据组。

4.根据权利要求1所述的一种特高压GIS耐压试验用分隔式变频电源控制箱，其特征在于：所述数据处理模块包括分析计算单元；

所述分析计算单元用于根据所述环境采集模块和实时监测模块获取的第一数据组、第二数据组和第三数据组，以数字化形式实时处理，并进行结合计算，获取：地区环境系数Dqhj、绝缘老化系数Jylh和变频电源控制箱状态系数Bpkz。

5.根据权利要求4所述的一种特高压GIS耐压试验用分隔式变频电源控制箱，其特征在于：所述地区环境系数Dqhj通过以下公式计算获取：

式中，Rwc表示日温差值、Sdz表示湿度值、Zwqd表示紫外线辐射强度、Hbgd表示海拔高度，Tyfs表示太阳辐射强度，t、y、u、i和o分别表示日温差值Rwc、湿度值Sdz、紫外线辐射强度Zwqd、海拔高度Hbgd和太阳辐射强度Tyfs的比例系数；

其中，0.13≤t≤0.22，0.17≤y≤0.2，0.18≤u≤0.22，0.22≤i≤0.26，0.05≤o≤0.10且t+y+u+i+o≤1.0，P表示第二修正常数。

6.根据权利要求4所述的一种特高压GIS耐压试验用分隔式变频电源控制箱，其特征在于：所述绝缘老化系数Jylh通过以下公式计算获取：

式中，Dyqd表示耐电压强度值，Jyyd表示绝缘裕度值，Dzsj表示绝缘电阻衰减值，Nrd表示耐热度，Nsd表示耐湿度，Ngd表示耐光度，Jxyl表示机械压力值，a、s、d、f、g、h和j分别表示耐电压强度值Dyqd、绝缘裕度值Jyyd、绝缘电阻衰减值Dzsj、耐热度Nrd、耐湿度Nsd、耐光度Ngd和机械压力值Jxyl的比例系数；

其中，0.10≤a≤0.13，0.13≤s≤0.17，0.18≤d≤0.24，0.05≤f≤0.10，0.12≤g≤0.15，0.06≤h≤0.11，0.05≤j≤0.10，且a+s+d+f+g+h+j≤1.0，K表示第三修正常数；

所述变频电源控制箱状态系数Bpkz通过以下公式计算获取：

式中，Jcdy表示击穿电压值，Nyqd表示耐压强度，Jbfd表示局部放电量，Xldl表示泄漏电流值，m、c、v和b分别表示击穿电压值Jcdy、耐压强度Nyqd、局部放电量Jbfd和泄漏电流值Xldl的比例系数；

其中，0.12≤m≤0.25，0.22≤c≤0.35，0.17≤v≤0.20，0.13≤b≤0.20，且m+c+v+b≤1.0，K表示第四修正常数。

7.根据权利要求1所述的一种特高压GIS耐压试验用分隔式变频电源控制箱，其特征在于：所述变频电源控制模块包括电源调节单元和电流控制单元；

所述电源调节单元负责控制变频电源的输出电压，包括监测电源输出电压并进行调整，使其稳定在预定的水平；

所述电流控制单元负责调整变频电源的输出频率和电流，对于特高压GIS耐压试验，保持电源输出的频率和电流符合测试要求，包括相应的调节器和反馈回路。

8.根据权利要求1所述的一种特高压GIS耐压试验用分隔式变频电源控制箱，其特征在于：所述故障处理模块包括故障监测单元；

所述故障监测单元用于监测系统中出现的故障，设置预设状态阈值Z和预设状态阈值X，将状态运行指数Ztyx与预设状态阈值Z和预设状态阈值X进行对比，获取预警方案：

状态运行指数Ztyx>预设状态阈值Z，获取第一预警方案，变频电源控制箱状态合格，此时系统进行主动监测，未诊断出故障，系统正常运行；

预设状态阈值X<状态运行指数Ztyx≤预设状态阈值Z，获取第二预警方案，电源输出异常，替换损坏的电源，重新校准电源系统，使电源输出在稳定的电压范围内，系统会发出报警通知，同时远程监测系统会收集详细的故障信息，并将其传输给运维人员；

状态运行指数Ztyx≤预设状态阈值X，获取第三预警方案，需要人工介入，对故障进行深入分析，并执行处理措施，包括切换到备用系统和更换关键部件，替换故障的传感器，重新校准环境监测系统，准确获取环境参数，修复或更换故障的频率和电流控制，重新调整系统参数，输出符合测试要求，发送即时通知短信或电子邮件给相关人员。

9.根据权利要求1所述的一种特高压GIS耐压试验用分隔式变频电源控制箱，其特征在于：所述远程控制模块包括远程访问单元和远程操作单元；

所述远程访问单元用于负责建立和维护与系统之间的远程连接，包括网络通信协议、数据传输协议和安全性协议，使运维人员通过互联网或专用网络远程访问设备；

所述远程操作单元允许运维人员在远程位置执行操作和命令，包括远程控制接口和命令传输机制，使运维人员从监测设备状态获得诊断结果，并执行必要的控制命令，使只有经授权的人员能够执行关键操作。

10.一种特高压GIS耐压试验用分隔式变频电源控制方法，包括上述权利要求1～9任一一项所述的一种特高压GIS耐压试验用分隔式变频电源控制箱，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：通过部署若干个环境传感器，实时采集控制箱周围环境参数的数据，作为第一数据组；

步骤二：通过监测传感器持续实时监测绝缘老化情况数据，作为第二数据组，通过测试设备监测变频电源控制箱状态数据，作为第三数据组；

步骤三：通过所述环境采集模块和所述实时监测模块获取的第一数据组、第二数据组和第三数据组，以数字化形式实时处理，并进行结合计算，获取：状态运行指数Ztyx；

步骤四：通过控制和调整变频电源的输出，包括电源调节、频率调整和电流控制；

步骤五：通过监测系统中出现的故障，设置预设状态阈值Z和预设状态阈值X，将状态运行指数Ztyx与预设状态阈值Z和预设状态阈值X进行对比，获取第一预警方案、第二预警方案和第三预警方案；

步骤六：通过允许远程访问和操作系统，通过网络连接，运维人员能够从远程位置监测设备状态、进行诊断和执行控制命令。