CN117895644A - 一种配电终端故障监测系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种配电终端故障监测系统，数据获取模块获取配电终端的运行过程中的工况参数及配电终端与负载终端的电能差，并将得到的工况参数及电能差传送至服务器；监测分析模块接收服务器传送的工况参数及电能差，监测分析模块基于工况参数得到配电终端的损耗电能；将所述电能差与损耗电能进行差值处理获取配电终端运行过程中损耗能效基础值，并将损耗能效基础值与服务器预设的损耗能效基础阈值进行比较，对配电终端的运行状态异常进行识别，本发明结合配电终端、传输载体和负载终端的运行时长，配电终端、传输载体和负载终端的运行温度进行综合评价，使传输载体的损耗电能更加贴合实际，精准度更高。

Description

一种配电终端故障监测系统及方法
技术领域
本发明涉及电力监测技术领域，具体涉及一种配电终端故障监测系统及方法。
背景技术
配电检测终端是配电自动化现场的重要监控设备，集配电综合参数监测、电压电流功率因数监测、电度计量及其他监控等多种功能于一身。由于户外安装运行受风雨日照等恶劣环境、参数配置错误、晃动倾斜破损、设备元件老化劣化等多方面因素的影响，都可能导致配电终端局部或整体发生故障,而当配电终端出现故障时，往往自身已不能正常发出故障报警信息，及时通知运维人员进行处理。
因此，如何采取措施及早发现配电检测终端在已濒临隐患初期或已处于故障状态，对终端各种异常或故障状态作出在线判断，报警提醒运维人员进行分析处理，消除故障隐患，保证配电监测终端的安全可靠运行，十分必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种配电终端故障监测系统，通过数据获取模块获取配电终端的运行过程中的工况参数及配电终端与负载终端的电能差，并将得到的工况参数及电能差传送至服务器；监测分析模块接收服务器传送的工况参数及电能差，监测分析模块基于工况参数得到配电终端的损耗电能；将所述电能差与损耗电能进行差值处理获取配电终端运行过程中损耗能效基础值，并将损耗能效基础值与服务器预设的损耗能效基础阈值进行比较，完成对异常配电终端运行状态的识别。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种配电终端故障监测系统，包括数据获取模块、监测分析模块和服务器；
数据获取模块获取配电终端的运行过程中的工况参数及配电终端与负载终端的电能差，并将得到的工况参数及电能差传送至服务器；
监测分析模块接收服务器传送的工况参数及电能差，监测分析模块基于工况参数得到配电终端的损耗电能；
将所述电能差与损耗电能进行差值处理获取配电终端运行过程中损耗能效基础值，并将损耗能效基础值与服务器预设的损耗能效基础阈值进行比较，对配电终端的运行状态异常进行识别。
作为本发明进一步的方案：数据获取模块包括第一监测单元和第二监测单元；
第一监测单元用于对配电终端输出的电能进行监测；
第二监测单元用于对负载终端输入的电能进行监测。
作为本发明进一步的方案：第一监测单元包括设置在配电终端的电流传感器和电压传感器，通过电流传感器采集配电终端的输出电流，通过电压传感器采集配电终端的输出电压。
作为本发明进一步的方案：第二监测单元包括设置在负载终端的电流传感器和电压传感器，通过电流传感器采集负载终端的输入电流，通过电压传感器采集负载终端的输入电压。
作为本发明进一步的方案：配电终端的运行过程中工况参数包括配电终端运行过程中的总时长、配电终端的故障次数和配电终端的配电环境参数；
其中，配电终端运行过程中的总时长由配电终端、传输载体和负载终端的使用时长获得。
作为本发明进一步的方案：监测分析模块对配电终端工作时的工况信息，具体处理步骤如下：
S1：将配电终端与负载终端的电能标记为Epf；
S2：获取数据获取模块采集的配电终端、传输载体和负载终端的使用时长，将配电终端、传输载体和负载终端的使用时长进行处理，得到总时长Tz i；
获取数据获取模块采集的配电终端的故障次数，将配电终端的故障次数标记为Gzi；
获取数据获取模块采集的配电终端配电环境参数，将配电终端配电环境参数标记为Hz i；
通过公式获取配电终端配电工作过程中的工况因子P i，其中，f1、f2、f3均为预设比例系数；
S3:通过公式得到配电终端运行过程中的损耗电能Es，其中，ρ为电阻系数，L为长度米，S为截面平方毫米,P i为工况因子；
S4：将配电终端与负载终端的电能差Epf与配电终端运行过程中的损耗电能Es作差值，即Eq＝Epf-Es得到损耗能效基础值。
作为本发明进一步的方案：预设损耗能效基础阈值为Ey，将损耗能效基础值Eq与损耗能效基础阈值Ey进行比较：
S41：当损耗能效基础值Eq≥损耗能效基础阈值Ey时，则表明配电终端运行异常，生成异常信号，并将异常信号发送至服务器；
S42：当损耗能效基础值Eq＜损耗能效基础阈值Ey时，则表明配电终端运行正常，生成正常信号。
作为本发明进一步的方案：将配电终端的使用总时长标记为T1，将传输载体(线路)的工作总时长标记为T2，将负载终端的使用总时长标记为T3；
对配电终端的使用总时长T1、将传输载体的工作总时长T2及将负载终端的使用总时长T3进行加权处理，计算得到配电终端的总时长Tzi。
作为本发明进一步的方案：配电终端配电环境参数Hzi获取过程如下：
获取配电终端运行过程中的温度数据，将温度数据标记为Wt1；
获取配电终端运行过程中的湿度数据，将湿度数据标记为St1；
获取配电终端运行过程中的风速数据，将风速数据标记为Ft1；
其中，t1为对当前路段的监测时间；
根据公式计算得到配电终端配电环境参数Hzi，其中，α、β、γ为预设的比例系数。
一种配电终端故障监测的方法,包括以下步骤：
步骤一：配电终端的运行过程中，获取配电终端运行的工况参数及配电终端与负载终端的电能差；
步骤二：基于配电终端运行的工况参数得到配电终端运行过程中的损耗电能，将配电终端的损耗电能与配电终端与负载终端的电能差进行差值处理，得到配电终端运行过程中损耗能效基础值；
步骤三：预设配电终端运行过程中损耗能效基础阈值，将配电终端运行过程中损耗能效基础值与配电终端运行过程中损耗能效基础阈值进行比较，完成对配电终端运行过程的状态识别。
本发明的有益效果：本发明结合配电终端与负载终端的电能得到配电终端与负载终端的电能差，并将电能差与电能通过传输载体传送的损耗电能进行差值处理，判断配电终端是否存在异常的电能损耗，当配电终端存在异常的电能损耗时，则表明配电终端运行故障，在计算传输载体的损耗电能过程中，结合配电终端、传输载体和负载终端的运行时长，配电终端、传输载体和负载终端的运行温度进行综合评价，使传输载体的损耗电能更加贴合实际，精准度更高，使该配电终端故障监测系统对配电系统故障监测结果更加精确。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明流程图的示意图。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1所示，本发明为一种配电终端故障监测系统，包括数据获取模块、监测分析模块和服务器；
数据获取模块获取配电终端的运行过程中的工况参数及配电终端与负载终端的电能差，并将得到的工况参数及电能差传送至服务器；
监测分析模块接收服务器传送的工况参数及电能差，监测分析模块基于工况参数得到配电终端的损耗电能；
将所述电能差与损耗电能进行差值处理获取配电终端运行过程中损耗能效基础值，并将损耗能效基础值与服务器预设的损耗能效基础阈值进行比较，完成对配电终端运行状态的识别。
数据获取模块包括设置在配电终端的电流传感器和电压传感器，通过电流传感器采集配电终端的输出电流，通过电压传感器采集配电终端的输出电压；
数据获取模块还包括设置在负载终端的电流传感器和电压传感器，通过电流传感器采集负载终端的输入电流，通过电压传感器采集负载终端的输入电压；
数据获取模块还用于采集配电终端工作过程中的工况参数，工况参数通过时间采集单元、故障采集单元和环境采集单元采集获得，其中：
时间采集单元用于采集配电终端、传输载体和负载终端的使用时长；
故障采集单元用于采集配电终端的故障次数；
环境采样单元用于采集配电终端的配电环境参数；
数据获取模块将采集的工况信息发送至服务器，服务器将接送的工况信息传送至监测分析模块。
监测分析模块得到服务器传送的配电终端工作时的工况信息，具体处理步骤如下；
S1：获取配电终端与负载终端的电能差Epf；
将配电终端的输出电流标记为I1，配电终端的输出电压标记为U1，将输出电压U1与输出电流I1进行乘积并对时间进行积分，获得配电终端在运行时间段工作电能，并标记为Ep；
将负载终端的输入电流标记为I 2，负载终端的输入电压标记为U2，将输入电压U2与输入电流I 2进行乘积并对时间进行积分，获得负载终端在运行时间段工作电能，并标记为Ef；
将配电终端在运行时间段的工作电能Ep与负载终端在运行时间段工作电能Ef，得到配电终端与负载终端的电能差Epf；
S2：获取数据获取模块采集的配电终端、传输载体和负载终端的使用时长，将配电终端、传输载体和负载终端的使用时长进行处理，得到总时长Tz i；
获取数据获取模块采集的配电终端的故障次数，将配电终端的故障次数标记为Gzi；
获取数据获取模块采集的配电终端配电环境参数，将配电终端配电环境参数标记为Hzi；
通过公式获取配电终端配电工作过程中的工况因子Pi，其中，f1、f2、f3均为预设比例系数；
S3:通过公式得到配电终端运行过程中的损耗电能Es，其中，ρ为电阻系数，L为长度米，S为截面平方毫米,Pi为工况因子；
S4：将配电终端与负载终端的电能差Epf与配电终端运行过程中的损耗电能Es作差值，即Eq＝Epf-Es得到损耗能效基础值，预设损耗能效基础阈值为Ey，将损耗能效基础值Eq与损耗能效基础阈值Ey进行比较：
S41：当损耗能效基础值Eq≥损耗能效基础阈值Ey时，则表明配电终端运行异常，生成异常信号，并将异常信号发送至服务器；
S42：当损耗能效基础值Eq＜损耗能效基础阈值Ey时，则表明配电终端运行正常，生成正常信号。
其中，总时长Tzi的获取过程如下：
将配电终端的使用总时长标记为T1，将传输载体(线路)的工作总时长标记为T2，将负载终端的使用总时长标记为T3；
对配电终端的使用总时长T1、将传输载体的工作总时长T2及将负载终端的使用总时长T3进行加权处理，将配电终端的使用总时长T1权重占比分配为d1、将传输载体的工作总时长T2权重占比分配为d2,将负载终端的使用总时长T3权重占比分配为d3；
通过公式Tzi＝T1*d1+T2*d2+T3*d3计算得到配电终端的总时长Tzi。
其中，配电终端配电环境参数Hzi获取过程如下：
获取配电终端运行过程中的温度数据，将温度数据标记为Wt1；
获取配电终端运行过程中的湿度数据，将湿度数据标记为St1；
获取配电终端运行过程中的风速数据，将风速数据标记为Ft1；
其中，t1为对当前路段的监测时间；
根据公式计算得到配电终端配电环境参数Hz i，其中，α、β、γ为预设的比例系数。
服务器接收到监测分析模块传送的异常信号，并将异常信号及异常信号所对应的配电终端位置以信息方式发送至监测人员手机终端；
监测人员接收到服务器传送的异常信号后，前往异常信号对应的配电终端位置进行监测维护，并将维护结果反馈至服务器。
服务器还包括存储模块，存储模块用于对数据获取模块、监测分析模块及监测人员上传的数据进行存储。
实施例2
一种配电终端故障监测方法，包括以下步骤：
步骤一：配电终端的运行过程中，获取配电终端运行的工况参数及配电终端与负载终端的电能差；
步骤二：基于配电终端运行的工况参数得到配电终端运行过程中的损耗电能，将配电终端的损耗电能与配电终端与负载终端的电能差进行差值处理，得到配电终端运行过程中损耗能效基础值；
步骤三：预设配电终端运行过程中损耗能效基础阈值，将配电终端运行过程中损耗能效基础值与配电终端运行过程中损耗能效基础阈值进行比较，完成对配电终端运行过程的状态识别。
本发明的核心点：在于结合配电终端与负载终端的电能得到配电终端与负载终端的电能差，并将电能差与电能通过传输载体传送的损耗电能进行差值处理，判断配电终端是否存在异常的电能损耗，当配电终端存在异常的电能损耗时，则表明配电终端运行故障；
其中，在计算传输载体的损耗电能过程中，结合配电终端、传输载体和负载终端的运行时长，配电终端、传输载体和负载终端的运行温度进行综合评价，使传输载体的损耗电能更加贴合实际，精准度更高，使该配电终端故障监测系统对配电系统故障监测结果更加精确。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种配电终端故障监测系统，其特征在于，包括数据获取模块、监测分析模块和服务器；
数据获取模块获取配电终端的运行过程中的工况参数及配电终端与负载终端的电能差，并将得到的工况参数及电能差传送至服务器；
监测分析模块接收服务器传送的工况参数及电能差，监测分析模块基于工况参数得到配电终端的损耗电能；
将所述电能差与损耗电能进行差值处理获取配电终端运行过程中损耗能效基础值，并将损耗能效基础值与服务器预设的损耗能效基础阈值进行比较，对配电终端的运行状态异常进行识别。
2.根据权利要求1所述的一种配电终端故障监测系统,其特征在于，数据获取模块包括第一监测单元和第二监测单元；
第一监测单元用于对配电终端输出的电能进行监测；
第二监测单元用于对负载终端输入的电能进行监测。
3.根据权利要求2所述的一种配电终端故障监测系统,其特征在于，第一监测单元包括设置在配电终端的电流传感器和电压传感器，通过电流传感器采集配电终端的输出电流，通过电压传感器采集配电终端的输出电压。
4.根据权利要求2所述的一种配电终端故障监测系统,其特征在于，第二监测单元包括设置在负载终端的电流传感器和电压传感器，通过电流传感器采集负载终端的输入电流，通过电压传感器采集负载终端的输入电压。
5.根据权利要求1所述的一种配电终端故障监测系统,其特征在于，配电终端的运行过程中工况参数包括配电终端运行过程中的总时长、配电终端的故障次数和配电终端的配电环境参数；
其中，配电终端运行过程中的总时长由配电终端、传输载体和负载终端的使用时长获得。
6.根据权利要求5所述的一种配电终端故障监测系统,其特征在于，监测分析模块对配电终端工作时的工况信息，具体处理步骤如下：
S1：将配电终端与负载终端的电能标记为Epf；
S2：获取数据获取模块采集的配电终端、传输载体和负载终端的使用时长，将配电终端、传输载体和负载终端的使用时长进行处理，得到总时长Tz i；
获取数据获取模块采集的配电终端的故障次数，将配电终端的故障次数标记为Gz i；
获取数据获取模块采集的配电终端配电环境参数，将配电终端配电环境参数标记为Hzi；
通过公式获取配电终端配电工作过程中的工况因子Pi，其中，f1、f2、f3均为预设比例系数；
S3:通过公式得到配电终端运行过程中的损耗电能Es，其中，ρ为电阻系数，L为长度米，S为截面平方毫米,Pi为工况因子；
S4：将配电终端与负载终端的电能差Epf与配电终端运行过程中的损耗电能Es作差值，即Eq＝Epf-Es得到损耗能效基础值。
7.根据权利要求6所述的一种配电终端故障监测系统,其特征在于，预设损耗能效基础阈值为Ey，将损耗能效基础值Eq与损耗能效基础阈值Ey进行比较：
S41：当损耗能效基础值Eq≥损耗能效基础阈值Ey时，则表明配电终端运行异常，生成异常信号，并将异常信号发送至服务器；
S42：当损耗能效基础值Eq＜损耗能效基础阈值Ey时，则表明配电终端运行正常，生成正常信号。
8.根据权利要求1所述的一种配电终端故障监测系统,其特征在于，将配电终端的使用总时长标记为T1，将传输载体(线路)的工作总时长标记为T2，将负载终端的使用总时长标记为T3；
对配电终端的使用总时长T1、将传输载体的工作总时长T2及将负载终端的使用总时长T3进行加权处理，计算得到配电终端的总时长Tz i。
9.根据权利要求1所述的一种配电终端故障监测系统,其特征在于，配电终端配电环境参数Hz i获取过程如下：
获取配电终端运行过程中的温度数据，将温度数据标记为Wt1；
获取配电终端运行过程中的湿度数据，将湿度数据标记为St1；
获取配电终端运行过程中的风速数据，将风速数据标记为Ft1；
其中，t1为对当前路段的监测时间；
根据公式计算得到配电终端配电环境参数Hzi，其中，α、β、γ为预设的比例系数。
10.一种配电终端故障监测的方法,其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：配电终端的运行过程中，获取配电终端运行的工况参数及配电终端与负载终端的电能差；
步骤二：基于配电终端运行的工况参数得到配电终端运行过程中的损耗电能，将配电终端的损耗电能与配电终端与负载终端的电能差进行差值处理，得到配电终端运行过程中损耗能效基础值；
步骤三：预设配电终端运行过程中损耗能效基础阈值，将配电终端运行过程中损耗能效基础值与配电终端运行过程中损耗能效基础阈值进行比较，完成对配电终端运行过程的状态识别。
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