WO2019084947A1 - 直流开关柜及其监控系统和监控方法 - Google Patents
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Abstract
一种直流开关柜，包括正极柜、负极柜、断路器以及隔离开关；所述断路器的第一端设置为与所述正极柜的母排连接，所述断路器的第二端与所述隔离开关的第一端连接，所述断路器设置为在所述直流开关柜出现故障时，断开所述正极柜与所述正极柜的母排的连接；所述隔离开关的第二端与接触网连接，所述隔离开关设置为隔离或导通所述直流开关柜与接触网之间的电压信号。
Description
本实施例涉及电子电路技术领域，例如涉及一种直流开关柜及其监控系统和监控方法。
相关技术中，直流牵引供电系统是轨道交通牵引设备的重要组成部分，直流开关设备是直流牵引供电设备的核心。通常直流开关设备主要包括直流开关柜、直流断路器、直流微机综合测控保护装置以及隔离开关。随着我轨道交通的快速发展，国内自主设计的轨道交通直流开关设备亟待发展。
直流开关设备的开关柜主要作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护用电设备，主要由断路器、隔离开关、负荷开关、操作机构、互感器以及多个种保护装置等组成；而直流断路器是直流供电系统安全运行的保证，要求直流断路器的机构能够快速动作，主要作用为保护直流牵引供电系统正极回路供电的一次电流的开断；直流微机综合测控保护装置采用多个功能强大的微处理器，实现测量、保护和控制功能，是一种直流控制和保护继电器，可应用于电车、城市轨道交通等场所，满足直流断路器的包括的测控需求。
但是，相关技术中的直流开关柜及其监控系统不够智能化，无法进行及时地控制，因此不适用于日益智能化的轨道交通控制系统。
发明内容
有鉴于此，本实施例提供了一种直流开关柜及其监控系统和监控方法，解决了相关技术中直流开关柜及其监控系统不够智能化，无法进行及时控制直流
开关柜的技术问题。
一种直流开关柜，包括正极柜、负极柜、断路器以及隔离开关；
所述断路器的第一端设置为与所述正极柜的母排连接，所述断路器的第二端与所述隔离开关的第一端连接，所述断路器设置为在所述直流开关柜出现故障时，断开所述正极柜与所述正极柜的母排的连接；
所述隔离开关的第二端与接触网连接，所述隔离开关设置为隔离或导通所述直流开关柜与接触网之间的电压信号。
可选的，所述断路器为直流断路器。
一种直流开关柜的监控系统，用于对上述任一项所述的直流开关柜进行监控，所述监控系统包括：信号采集装置、服务器、通信装置以及处理器；
所述信号采集装置的第一输入端与所述直流开关柜的正极柜的母排连接，设置为采集所述正极柜的母排信号，所述信号采集装置的第二输入端与所述直流开关柜的负极柜的母排连接，设置为采集所述负极柜的母排信号，所述信号采集装置的第三输入端与所述直流开关柜的断路器的第二端连接，设置为采集保护装置中断路器输出的电信号；
所述通信装置的输入端与所述信号采集装置的输出端连接，所述通信装置的第一传输端与所述服务器连接以及所述通信装置的第二传输端与所述处理器的控制端连接，所述通信装置设置为将所述信号采集装置采集的采集信号传输至所述服务器，并在所述服务器与所述处理器之间的进行通信传输；
所述服务器，设置为对所述信号采集装置采集的采集信号进行整合以创建数据库，并对所述信号采集装置采集的采集信号进行实时监控，并通过所述通信装置向所述处理器传输信号；
所述处理器的输出端与所述直流开关柜的控制端连接，所述处理器设置为
根据所述服务器传输的信号，对所述直流开关柜实施保护动作。
可选的，还包括：分流器；
所述分流器的第一端与所述直流开关柜的断路器的第二端连接，所述分流器的第二端与所述直流开关柜的隔离开关的第一端连接，所述分流器设置为对所述断路器输出的信号进行限流，使所述信号采集装置对限流后的电信号进行采集。
可选的，所述分流器包括电流检测端和电压检测端；所述信号采集装置的第三输入端包括电流采集端和电压采集端；
所述信号采集装置的电流采集端与所述分流器的电流检测端连接，设置为检测所述电流检测端的电流，电压采集端与所述分流器的电压检测端连接，设置为检测所述电压检测端的电压。
可选的，所述信号采集装置包括光纤隔离放大器。
可选的，还包括：上位机；
所述上位机通过所述通信装置与所述服务器连接，设置为存储和显示所述服务器建立的数据库以及对所述信号采集装置实时监控的数据，并接收外部控制指令通过所述通信装置传输至所述服务器；
所述服务器，还设置为根据所述外部控制指令，通过所述通信装置向所述处理器传输信号。
一种直流开关柜的监控方法，由如上述任一所述直流开关柜的监控系统执行，所述监控方法包括：
获取所述直流开关柜中电信号的全程录波数据，并建立数据库；以及
根据所述数据库以及通过对所述直流开关柜的电信号实时检测获取的采集信号，确定所述直流开关柜的运行参数。
可选的，所述根据所述数据库，对所述直流开关柜的电信号实时检测，确定所述直流开关柜的运行参数，包括：
对所述数据库中存储的电信号进行整定计算，分析所述直流开关柜的运行状况：
根据所述运行状况，对所述直流开关柜的电流变化实时跟踪，确定所述直流开关柜的运行参数。
可选的，所述对所述数据库中存储的电信号进行整定计算，包括：
根据所述数据库中的全程录波数据，分析所述直流开关柜的电流变化趋势，确定所述整定计算的参数值；
根据所述整定计算的参数值和所述数据库中存储的电信号进行整定计算。
可选的，在确定所述直流开关柜的运行参数之后，还包括：
根据所述数据库和所述运行参数，对所述直流开关柜进行品质评估。
可选的，所述根据所述数据库和所述运行参数，对所述直流开关柜进行品质评估，包括：
对所述数据库中的数据进行直流分量和谐波分量的提取，建立数据图形；
根据所述数据图形和多个运行工况下的运行参数，确定所述直流开关柜多个运行工况下的电量分配情况；
根据所述电量分配情况，获取所述直流开关柜的运行规律，确定所述直流开关柜的运行参数。
可选的，还包括：
定时采集所述直流开关柜中电信号的全程录波数据，更新所述数据库中存储的数据信息。
可选的，在所述根据所述数据库和所述运行参数，对所述直流开关柜进行
品质评估之前，还包括：
获取所述直流开关柜中断路器分闸/跳闸次数和基本参数；
根据所述断路器的分闸/跳闸次数和基本参数，设定所述直流开关柜的维护标准。
可选的，所述根据所述数据库和所述运行参数，对所述直流开关柜进行品质评估，包括：
根据所述数据库和所述运行参数，实时分析所述直流开关柜的故障率、及故障间隔时间；
根据所述直流开关柜的维护标准、故障率以及故障间隔时间，评估所述直流开关柜的品质。
本实施例提供的一种直流开关柜及其监控系统和监控方法，解决了相关技术中对直流开关柜的控制以及监控不及时且不够智能化的技术问题。本实施例采用监控系统对直流开关柜的运行状况进行监控，并在直流开关柜中设置断路器和隔离开关，以在产生故障时，断开直流开关柜与母排/供电设备的连接，从而能够对直流开关柜进行智能化的及时监控和保护，保证人员和财产的安全。
图1是实施例一提供的一种直流开关柜的结构示意图；
图2是实施例二提供的一种直流开关柜的结构示意图；
图3是实施例三提供的一种直流开关柜的监控系统的结构示意图；
图4是实施例四提供的一种直流开关柜的监控方法的流程图；
图5是实施例五提供的一种直流开关柜的监控方法的流程图；
图6是实施例六提供的一种直流开关柜的监控方法的流程图；
图7是实施例七提供的一种直流开关柜的监控方法的流程图。
实施例一
本实施例提供的直流开关柜可以适用于轨道交通供电系统的应用场景。图1是本实施例一提供的一种直流开关柜的结构示意图。如图1所示，本实施例提供的直流开关柜10包括正极柜11、负极柜12、断路器13和隔离开关14。其中，断路器13的第一端与正极柜11的母排DC+连接，断路器13的第二端与隔离开关14的第一端连接，所述断路器13用于在电路出现故障时，断开正极柜11与其母排DC+的连接；隔离开关14的第二端与接触网15连接，用于隔离直流开关柜与接触网15之间的电压信号。
示例性的，相关技术中的轨道交通供电系统由牵引变电所的主变电所的交流高压值经整流组降压后，通常整流为1500V的直流电压，再通过直流开关柜向接触网供电。但在实际投入使用过程中，电路中可能会出现短路故障等，这将不利于轨道交通的运行，因而需要设置相应的保护装置，以在产生故障时，能够对轨道交通实施保护。如图1所示，本实施例提供的直流开关柜10的柜体包括正极柜11和负极柜12组成，此外还可以是包括其它馈线柜以及联跳柜等。相应的直流开关柜10还包括断路器13和隔离开关13。断路器13能够在直流开关柜10发生故障时，断开正极柜11与所述正极柜11的母排DC+的连接，以确保正极柜及相应的设备不受短路电流的伤害。此外，还通过与断路器13串联的隔离开关14，对直流开关柜10与接触网15之间进行电气隔离。其中，所述交流高压值可以是为2400伏或3600伏。
可选的，本实施例提供的直流开关柜10的断路器13可以为直流断路器。直流断路器具有较高的分断能力和限流特性，从而能够确保断路器13在对此短路电流条件下不受伤害，并且能够在较高分断能力的基础上缩短安全距离。
本实施例提供的直流开关柜，通过断路器控制正极柜与母排的连接，采用隔离开关隔离直流开关柜和接触网中的电气设备，从而能够在产生故障时，迅速断开直流开关柜与母线或接触网的连接，进而确保人员和财产的安全。
实施例二
本实施例提供的直流开关柜的监控系统适用于轨道交通供电系统中直流开关柜的运行情况进行监控的应用场景。图2是实施例二提供的一种直流开关柜的结构示意图。本实施例提供的直流开关柜的监控系统适用于本实施例提供的直流开关柜中。如图2所示，该监控系统包括：信号采集装置20、服务器30、通信装置40以及处理器50。
其中，信号采集装置20的第一输入端与直流开关柜10的正极柜11的母排连接，信号采集装置20的第二输入端与直流开关柜10的负极柜12的母排连接，信号采集装置20的第三输入端与直流开关柜10的断路器13的第二端连接，用于分别采集正极柜11的母排信号、负极柜12的母排信号以及断路器13输出的电信号；通信装置40的输入端与信号采集装置20的输出端连接，通信装置40的第一传输端与服务器30连接，通信装置40的第二传输端与处理器50的控制端连接，通信装置40用于将信号采集装置20采集的信号传输至服务器30，并在服务器30与处理器50之间的进行通信传输；服务器30，用于对信号采集装置20采集的信号进行整合，以创建数据库，并对信号采集装置20采集的信号进行实时监控，并通过通信装置40向处理器50传输信号；处理器50的输出端与直流开关柜10的控制端连接，用于根据服务器30传输的信号，对直流开关
柜10实施保护动作。
示例性的，在轨道交通供电系统中，直流开关柜的是其供电设备的核心。在轨道交通的供电系统使用过程中，由于环境恶劣以及设备老化等不确定因素，对于DC1500V直流系统发生故障的概率具有不确定性。常见的故障类型包括接触网负荷过载、变送器故障、整流变室及高压室报警等，因而需要相关人员对设备的温度和湿度等参数变化进行时时关注，如有异常则需及时上报，再经相关人员进行故障类型的分析后，实施检修。此种，通过人员巡检进行故障检测及分析的方法不够智能化，且人员的输出有限，因而对故障的检测不够及时，很可能造成人员和财物的损失。
如图2所示，本实施例提供了一种直流开关设备的监控系统，通过信号采集装置20采集分别采集正极柜11的母排信号、负极柜12的母排信号以及断路器13输出端输出的电信号，并将所采集的电信号通过通信装置40上传至服务器30，以使服务器30能够对信号采集装置20采集的信号进行整合，建立相应的数据库，并对所述采集的信号进行实时监控，实现对直流开关柜10及接触网15的相关轨道交通运行情况的全程录波。此外，通信装置40还可在服务器30与处理器50之间进行通信传输，以使处理器50能够根据服务器30中建立的数据库以及信号采集装置20采集的实时信号，发出相应的控制信号，以对直流开关柜10及接触网15中相关的轨道交通设备实施保护措施。
本实施例提供的直流开关柜的监控系统，能够对直流开关柜及接触网的运行情况进行全程检测后建立相应的数据库，并通过实时监控直流开关柜和接触网的运行情况及时判断当前的故障情况，从而实现对直流开关柜及接触网智能化和及时地监控，以确保人员和财产的安全。
实施例三
本实施例在上述实施例的基础上进行了优化，提供了在上述实施例的基础上采用分流器对直流开关柜中断路器输出端输出的电信号进行检测。图3是实施例三提供的一种直流开关柜的监控系统的结构示意图。如图3所示，本实施例提供的监控系统包括：信号采集装置20、服务器30、通信装置40、处理器50以及分流器60。其中，分流器60的第一端与直流开关柜10的断路器13的第二端连接，分流器60的第二端与直流开关柜10的隔离开关14的第一端连接，用于对断路器13输出的信号进行限流，使信号采集装置20采集的电信号更加精准。
可选的，分流器60包括电流检测端和电压检测端，相应的，信号采集装置20的第三输入端可以是包括电流采集端和电压采集端。其中信号采集装置20的电流采集端与分流器60的电流检测端连接，信号采集装置20的电压采集端与分流器60的电压检测端连接，用于分别检测分流器60电流检测端的电流和电压检测端的电压。
示例性的，在轨道交通供电系统中，为保证高压直流开关柜能具有可靠的调节和保护功能，因而需要采用可靠的测量系统对直流开关柜中流通的电流信号。分流器作为一种可以通过大电流的精确电阻，能够通过在高压直流回路中串联直流分流器，从而测量出流过分流器的电流值。本实施例提供的监控系统中信号采集装置20可通过采集分流器60两端的电压和电流值，进而实现对断路器13输出端输出的电信号进行精确采集。
可选的，信号采集装置20包括光纤隔离放大器。对于信号采集装置20通过分流器采集的电信号，可转换为数字信号，并经光纤传输，以作为电气隔离。在信号采集装置20中采用光纤隔离放大器进行信号的传输，可具有更高的测量精度和测量范围。
可选的，如图3所示，在上述实施例的基础上，本实施例提供的直流开关柜的监控系统还包括上位机70。其中，上位机70通过通信装置40与服务器30连接，用于存储和显示服务器30建立的数据库以及对信号采集装置20实时监控的数据，并接收外部控制指令通过通信装置40传输至服务器30；服务器30，还用于根据外部控制指令，通过通信装置40向处理器50传输信号。
示例性的，在直流开关柜的监控系统中设置上位机70能够通过通信装置40实现与服务器30之间的通讯，使得上位机70能够对服务器中整合的数据进行直观的显示并存储，且还可以接收由信号采集装置20实时采集的电信号。同时，技术人员通过观察上位机70中显示的数据，预测故障发生的可能性，从而在上位机70中输入相关的控制指令，以使该控制指令能够通过通信装置40传输至处理器50，使得处理器50控制直流开关柜10实施保护动作。
本实施例提供的直流开关柜的监控系统，通过设置分流器，信号采集装置对从断路器输出后经过分流器限流后的电信号进行采集，从而使得信号采集装置采集的电信号更加精准，进一步实现对直流开关柜运行情况的精准监控。
实施例四
本实施例提供了一种直流开关柜的监控方法，该监控方法适用于对直流开关柜运行情况的全程录波的应用场景。该方法适用于对本实施例提供的直流开关柜进行监控，并由本实施例提供的监控系统执行。图4是实施例四提供的一种直流开关柜的监控方法的流程图。如图4所示，本实施例提供的监控方法，包括：S410-S420。
在S410中，获取所述直流开关柜中电信号的全程录波数据，并建立数据库。
示例性的，直流开关柜的标称工作电压一般为直流1500V及以下，可以是安装于户内，具有空气绝缘的金属封闭式成套设备，可以分为多个功能室，例
如本实施例中提到的直流开关柜可以分为正极柜、负极柜以及断路器手车室等。直流开关柜的主要作用为用于直流牵引供电系统，进行直流电能的分配，从而为接触网或接触轨提供电能。直流开关柜在使用过程中，可能会由于运行环境或认为操作等，产生多种故障，因而需要对该直流开关柜实时监测。而对于不同的直流开关柜故障情况不同，因此，需要首先对直流开关柜中传输的电信号进行采集，获得直流开关柜电信号的全程录波数据，并建立相应的数据库，以得到该直流开关柜的故障监测标准。
在S420中，根据所述数据库结合对所述直流开关柜的电信号实时检测，确定所述直流开关柜的运行参数。
示例性的，通过建立直流开关柜的数据库，获得该直流开关柜的监测标准，即直流开关柜在故障点时电信号的变化情况，再通过对直流开关柜运行过程中电信号进行实时的采集，与数据库中存储的信息进行比对，从而能够获知该直流开关柜实际的运行参数，即可能发生的故障的情况。其中，该可能发生的故障的情况可以为直流开关柜产生故障的概率及故障的危害程度等。
本实施例提供的直流开关柜的监控方法，通过对直流开关柜中电信号进行全程录波后，建立相应的数据库，并依据该数据库，实时检测直流开关柜的运行情况，从而实现直流开关柜智能化和及时地监控，以确保直流开关柜运行时人员和财产的安全。本实施例中所述直流开关柜的监控方法还可以是包括：S430。
在S430中，根据所述数据库和所述运行参数，对所述直流开关柜进行品质评估。
示例性的，由直流开关柜电信号的全程录波数据获得该直流开关柜的数据库，可以获知该直流开关柜中多个故障点电信号的变化情况。以及通过将直流开关柜实际运行时的电信号与数据库中存储的信息进行比对后，得到该直流开
关柜的实际运行参数，可以获得该直流开关柜实际运行时故障产生的概率及危害程度。由此，可以对直流开关柜的优劣品质进行评估。
可选的，在上述实施例的基础上，所述监控方法还包括：定时采集所述直流开关柜中电信号的全程录波数据，更新所述数据库中存储的数据信息。
示例性的，直流开关柜实际运行过程中，受运行环境和人员操作等的影响，直流开关柜具体的运行信息与标准运行信息之间存在差异，因而故障点会相应的发生变化，因此需要对其数据库中存储的信息进行实时更新。通过对直流开关柜实际运行过程中电信号的全程录波数据进行实时的采集后，重新整合数据可中的信息，从而实现对数据库中存储信息的实时更新。
实施例五
本实施例在上述实施例的基础上进行了优化，提供了对直流开关柜电信号进行实时检测后确定该直流开关柜运行参数的方法。图5是本实施例五提供的一种直流开关柜的监控方法的流程图。如图5所示，本实施例提供的直流开关柜的监控方法包括：S501-S504。
在S501中，获取所述直流开关柜中电信号的全程录波数据，并建立数据库。
在S502中，对所述数据库中存储的电信号进行整定计算，分析所述直流开关柜的运行状况。所述运行状况是指理论运行状态。
示例性的，通过直流开关柜的全程录波数据，以及长时间大数据的累积和统计，可以获知该直流开关柜中线路电流的变化趋势，从而得到应用该直流开关柜的轨道交通的不同运行状态，以及不同运行图下机车启动的电流规律，以对该运行变化进行整定计算，从而获知轨道牵引供电系统中继电动作情况，即直流开关柜的运行状况。其中，对数据库中存储的电信号进行整定计算的方法可以为根据所述数据库中的全程录波数据，分析所述直流开关柜的电流变化趋
势，确定所述整定计算的参数值；根据所述整定计算的参数值和所述数据库中存储的电信号进行整定计算。
在S503中，根据所述运行状况，对所述直流开关柜的电流变化实时跟踪，确定所述直流开关柜的运行参数。
示例性的，通过对数据库中存储的数据信息进行整定计算后，所得直流开关柜的运行状况为该直流开关柜的理论运行情况，此为直流开关柜的实际运行参数的确定提供了理论依据。因此，通过对直流开关柜中直流供电电流进行实时监测，以对一些特殊时段电流变化进行前后跟踪，例如是保护启动的边界条件，从而获得详细的电流曲线，为保护、拒动、误动或动作的原因进行准确分析，从而确定该直流开关柜的实际运行参数。
在S504中，根据所述数据库和所述运行参数，对所述直流开关柜进行品质评估。
本实施例提供的直流开关柜的监控方法，通过对直流开关柜全程录波数据所建立数据库中存储的数据信息进行整定计算，获得该直流开关柜的理论运行状态，并结合实际电流变化趋势，确定该直流开关柜的运行参数，从而对直流开关柜中保护动作进行准确分析，进一步实现直流开关柜智能化和及时地监控。
实施例六
本实施例在上述实施例的基础上进行了改变，提供了对直流开关柜进行品质评估的方法。图6是本实施例六提供的一种直流开关柜的监控方法的流程图。如图6所示，本实施例提供的直流开关柜的监控方法，包括：S601-S606。
在S601中，获取所述直流开关柜中电信号的全程录波数据，并建立数据库。
在S602中，根据所述数据库，对所述直流开关柜的电信号实时检测，确定所述直流开关柜的运行参数。
在S603中，对所述数据库中的数据进行直流分量和谐波分量的提取，建立数据图形。
示例性的，轨道交通供电系统中，通常将交流电信号进行整流，获得相应的直流电压，再通过直流开关柜进行电量分配。而由于整流技术的大容量非线性负载对大量无功功率的消耗，致使谐波电流的产生。对于供电系统中谐波分量与直流分量复杂性，将会对供电系统产生一定的危害。通过直流开关柜电信号的全程录波数据建立的数据库中，直流开关柜电信号的直流分量和谐波分量的存在将对直流开关柜运行参数的判断产生影响。因而，可通过对其直流分量和谐波分量进行提取后，建立相应的数形图，该数据图形可以是数据报表和柱状图或比例分配图等的结合，以便于直观的显示和判断。
在S604中，根据所述数据图形和多个运行工况下的运行参数，确定所述直流开关柜多个运行工况下的电量分配情况。
在S605中，根据所述电量分配情况，获取所述直流开关柜的运行规律，确定所述直流开关柜的运行参数。
示例性的，对数据库中存储的数据信息进行直流分量和谐波分量的提取后建立相应的数据图形，再结合该直流开关柜所控制的轨道交通多个时段运行状态及运行环境，从而形成相应的时间段电量分配对照表，得出直流开关柜在多个运行工况下的电量分配和运行情况的影响趋势，从而得到相应的运行规律，根据该运行规律，即可确定出该直流开关柜的运行参数。
在S606中，根据所述数据库和所述运行参数，对所述直流开关柜进行品质评估。
本实施例提供的直流开关柜的监控方法，通过对直流开关柜电信号的全程录波数据建立的数据库中直流分量和谐波分量进行提取后，建立相应的数据图
形，并结合该直流开关柜多个运行工况下的运行参数，获得该直流开关柜的电量分配情况，以确定直流开关柜的运行参数，进而对该直流开关柜的品质进行评估，从而实现直流开关柜智能化和及时的监控。
实施例七
本实施例在上述实施例的技术上进行了改变，提供了直流开关柜的监控方法还包括对直流开关柜设置维护标准的方法，所述根据所述数据库和所述运行参数，对所述直流开关柜进行品质评估包括：获取所述直流开关柜中保护装置的断路器的分闸/跳闸次数和基本参数；根据所述断路器的分闸/跳闸次数和基本参数，设定所述直流开关柜的维护标准。图7是本实施例七提供的一种直流开关柜的监控方法的流程图。如图7所示，本实施例提供的直流开关柜的监控方法，包括：S701-S704。
在S701中，获取所述直流开关柜中电信号的全程录波数据，并建立数据库；
在S702中，根据所述数据库，对所述直流开关柜的电信号实时检测，确定所述直流开关柜的运行参数。在S703中，获取所述直流开关柜中断路器分闸/跳闸次数和基本参数。
示例性的，直流开关柜中断路器能够在发生故障时，断开直流开关柜中正极柜与直流开关柜的母排的连接，从而确保正极柜及相应的设备不受损害。而断路器的分断能力和限流特性的好坏，是评定断路器在短路电流条件下动作快慢的关键特性。但在实际运行过程中，直流开关柜中的断路器会依据实际运行条件中电流的情况进行分闸/跳闸，因而再对直流开关柜进行监控时，应结合断路器的基本参数及实际分闸/跳闸的情况。
在S704中，根据所述断路器的分闸/跳闸次数和基本参数，设定所述直流开关柜的维护标准。
示例性的，通过对断路器实际分闸/跳闸情况的监测，能够得知该断路器在实际运行过程中，分闸/跳闸的电路中电流的节点，再结合该断路器的基本运行参数，可对该断路器中分闸/跳闸的情况进行分类统计，从而获得该直流开关柜实施保护动作时直流电流的情况，从而为该直流开关柜设置相应的维护标准，以使该直流开关柜在产生相同或类似情况时，能够自动实施维护。
本实施例提供的直流开关柜的监控方法，根据直流开关柜中断路器的分闸/跳闸次数及断路器的基本运行参数，设定该直流开关柜的维护标准，以使得在相同或类似情况下，能够自动发出维护该直流开关柜的指令，进而实现直流开关柜智能化和及时的监控，从而确保人员和财产的安全。
本实施例提供的一种直流开关柜及其监控系统和监控方法，解决了相关技术中对直流开关柜的控制以及监控不及时、不够智能化的技术问题。本实施例采用监控系统对直流开关柜的运行状况进行监控，并在直流开关柜中设置断路器和隔离开关，以在产生故障时，断开直流开关柜与母排和/供电设备的连接，从而能够对直流开关柜进行智能化的及时监控和保护，保证人员和财产的安全。
Claims (15)
- 一种直流开关柜，包括正极柜、负极柜、断路器以及隔离开关；所述断路器的第一端设置为与所述正极柜的母排连接，所述断路器的第二端与所述隔离开关的第一端连接，所述断路器设置为在所述直流开关柜出现故障时，断开所述正极柜与所述正极柜的母排的连接；所述隔离开关的第二端与接触网连接，所述隔离开关设置为隔离或导通所述直流开关柜与接触网之间的电压信号。
- 根据权利要求1所述的直流开关柜，其中，所述断路器为直流断路器。
- 一种直流开关柜的监控系统，用于对权利要求1～2任一项所述的直流开关柜进行监控，所述监控系统包括：信号采集装置、服务器、通信装置以及处理器；所述信号采集装置的第一输入端与所述直流开关柜的正极柜的母排连接，设置为采集所述正极柜的母排信号，所述信号采集装置的第二输入端与所述直流开关柜的负极柜的母排连接，设置为采集所述负极柜的母排信号，所述信号采集装置的第三输入端与所述直流开关柜的断路器的第二端连接，设置为采集保护装置中断路器输出的电信号；所述通信装置的输入端与所述信号采集装置的输出端连接，所述通信装置的第一传输端与所述服务器连接以及所述通信装置的第二传输端与所述处理器的控制端连接，所述通信装置设置为将所述信号采集装置采集的采集信号传输至所述服务器，并在所述服务器与所述处理器之间的进行通信传输；所述服务器，设置为对所述信号采集装置采集的采集信号进行整合以创建数据库，并对所述信号采集装置采集的采集信号进行实时监控，并通过所述通信装置向所述处理器传输信号；所述处理器的输出端与所述直流开关柜的控制端连接，所述处理器设置为 根据所述服务器传输的信号，对所述直流开关柜实施保护动作。
- 根据权利要求3所述的监控系统，还包括：分流器；所述分流器的第一端与所述直流开关柜的断路器的第二端连接，所述分流器的第二端与所述直流开关柜的隔离开关的第一端连接，所述分流器设置为对所述断路器输出的信号进行限流，使所述信号采集装置对限流后的电信号进行采集。
- 根据权利要求4所述的监控系统，其中，所述分流器包括电流检测端和电压检测端；所述信号采集装置的第三输入端包括电流采集端和电压采集端；所述信号采集装置的电流采集端与所述分流器的电流检测端连接，设置为检测所述电流检测端的电流，电压采集端与所述分流器的电压检测端连接，设置为检测所述电压检测端的电压。
- 根据权利要求3～5任一项所述的监控系统，其中，所述信号采集装置包括光纤隔离放大器。
- 根据权利要求3～6任一项所述的监控系统，还包括：上位机；所述上位机通过所述通信装置与所述服务器连接，设置为存储和显示所述服务器建立的数据库以及对所述信号采集装置实时监控的数据，并接收外部控制指令通过所述通信装置传输至所述服务器；所述服务器，还设置为根据所述外部控制指令，通过所述通信装置向所述处理器传输信号。
- 一种直流开关柜的监控方法，由如权3-7任一所述直流开关柜的监控系统执行，所述监控方法包括：获取所述直流开关柜中电信号的全程录波数据，并建立数据库；以及根据所述数据库以及通过对所述直流开关柜的电信号实时检测获取的采集 信号，确定所述直流开关柜的运行参数。
- 根据权利要求8所述的监控方法，其中，所述根据所述数据库，对所述直流开关柜的电信号实时检测，确定所述直流开关柜的运行参数，包括：对所述数据库中存储的电信号进行整定计算，分析所述直流开关柜的运行状况；根据所述运行状况，对所述直流开关柜的电流变化实时跟踪，确定所述直流开关柜的运行参数。
- 根据权利要求9所述的监控方法，其中，所述对所述数据库中存储的电信号进行整定计算，包括：根据所述数据库中的全程录波数据，分析所述直流开关柜的电流变化趋势，确定所述整定计算的参数值；根据所述整定计算的参数值和所述数据库中存储的电信号进行整定计算。
- 根据权利要求8所述的监控方法，其中，在确定所述直流开关柜的运行参数之后，还包括：根据所述数据库和所述运行参数，对所述直流开关柜进行品质评估。
- 根据权利要求11所述的监控方法，其中，所述根据所述数据库和所述运行参数，对所述直流开关柜进行品质评估，包括：对所述数据库中的数据进行直流分量和谐波分量的提取，建立数据图形；根据所述数据图形和多个运行工况下的运行参数，确定所述直流开关柜多个运行工况下的电量分配情况；根据所述电量分配情况，获取所述直流开关柜的运行规律，确定所述直流开关柜的运行参数。
- 根据权利要求8所述的监控方法，其中，还包括：定时采集所述直流开关柜中电信号的全程录波数据，更新所述数据库中存储的数据信息。
- 根据权利要求11所述的监控方法，其中，在所述根据所述数据库和所述运行参数，对所述直流开关柜进行品质评估之前，还包括：获取所述直流开关柜中断路器分闸/跳闸次数和基本参数；根据所述断路器的分闸/跳闸次数和基本参数，设定所述直流开关柜的维护标准。
- 根据权利要求14所述的监控方法，其中，所述根据所述数据库和所述运行参数，对所述直流开关柜进行品质评估，包括：根据所述数据库和所述运行参数，实时分析所述直流开关柜的故障率、及故障间隔时间；根据所述直流开关柜的维护标准、故障率以及故障间隔时间，评估所述直流开关柜的品质。
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