就地化安装电力二次设备的在线监测与诊断系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种就地化安装电力二次设备的在线监测与诊断系统及方法，其中在线监测与诊断系统包括外设于就地化安装电力二次设备上的外接口，以及内设于就地化安装电力二次设备的若干监测单元和CPU模块；若干所述监测单元，用于对外接口进行监测来检测其状态数据量；所述CPU模块，用于根据检测到的状态数据量来判断外接口的工作状态。本发明专利技术提供的就地化安装电力二次设备的在线监测与诊断系统及方法，实现就地化安装电力二次设备的外接口硬件状态的全面监测，能够及时发现设备运行过程中出现的异常现象，大幅提高设备运行的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
就地化安装电力二次设备的在线监测与诊断系统及方法
本专利技术涉及一种就地化安装电力二次设备，特别是涉及一种就地化安装电力二次设备的在线监测与诊断系统及方法，属于电力系统自动化状态监测

技术介绍
传统变电站电力二次设备采用电缆直接采样，设备间联闭锁信息采用电缆连接，装置无需配置，运维简单。但由于电力二次设备安装在控制室或小室内，造成变电站占地面积大；从一次设备到小室电缆较长，存在长电缆传输信号带来的问题：如CT饱和、多点接地、回路串扰、分布电容放电等问题；同时由于各个设备独立采样，无法实现数据共享。智能变电站采用合并单元、智能终端等新IED设备的应用，实现了变电站数据共享，但由于采样、跳闸环节多，也带来了动作时间长、设备故障率较高、设备配置复杂，运维不方便等诸多问题。电力二次设备就地化，从技术层面看，由于网络架构简单、就地电缆跳闸，电缆采样、解决长电缆传输信号带来的问题：如CT饱和、多点接地、回路串扰、分布电容放电等问题；单间隔功能集成，保护控制动作快；采用就地无防护安装方式，减少设备对环控设备的依赖性，降低了设备故障率。从设计基建层面看，有利于减少屏柜数量、减少光缆长度、节省建筑面积。从调试运维方面看，采用工厂化调试和更换式检修，大幅减少电力二次设备安装、调试和检修时间；采用无间隔保护虚回路设计，简化全站SCD配置及管控难度。但是电力二次设备采用就地无防护安装方式后，直接运行在恶劣的气候环境、电磁环境和机械环境中。就地安装的电力二次设备在设计阶段已经考虑了恶劣环境的适应性以及相关的防护技术，但受复杂环境的长年累月的侵蚀、材料的老化等因素的影响，可能造成设备不能正常工作。因此，就地安装的电力二次设备需要能够实时监测自己的工作状态，例如内部环境温度、电气参数等，依据这些状态量的变化，判断设备的工作状态是否正常。但这些仅是内部工况的监测，并没有监测就地安装电力二次设备外部环境变化、接口状态变化等。而这些接口状态的变化更是与设备正常工作密切相关的。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种就地化安装电力二次设备的在线监测与诊断系统及方法，实现就地化安装电力二次设备的外接口硬件状态的全面监测，能够及时发现设备运行过程中出现的异常现象，大幅提高设备运行的可靠性。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种就地化安装电力二次设备的在线监测与诊断系统，包括外设于就地化安装电力二次设备上的外接口，以及内设于就地化安装电力二次设备的若干监测单元和CPU模块；若干所述监测单元，用于对外接口进行监测来检测其状态数据量；所述CPU模块，用于根据检测到的状态数据量来判断外接口的工作状态。本专利技术进一步设置为：所述外接口包括对就地化安装电力二次设备中的若干装置进行光、电信号连接的4个航空连接器和3个LED状态指示灯，所述4个航空连接器分别为接入电源及开入信号的16芯航插、接入开出信号的16芯航插、接入通信信号的16芯光纤航插和接入交流信号的12芯航插。本专利技术进一步设置为：所述就地化安装电力二次设备中的若干装置包括电气连接器、电源模块、光纤接口通道、开入开出端口和设备内外部环境监测模块，其中，设备内外部环境监测模块包括内部气压、外部温湿度、外部光强、箱体漏水和设备振动的监测模块；若干所述监测单元包括电气连接器监测、电源模块输入信号监测、光纤接口通道监测、开入开出端口监测、内部气压监测、外部温湿度监测、外部光强监测、箱体漏水监测、设备振动监测和LED指示灯。其中，所述电气连接器监测，用于监测连接器的配合状态；所述电源模块输入信号监测，用于监测电源输入电压、输入电流的变化；所述光纤接口通道监测，用于实时监测对外光纤接口通道的在位信号、有光指示信号、工作电压、发送光功率和接收光功率的状态信息；所述开入开出端口监测，用于监测开关量输入是否有效、直流电源是否有波动、继电器是否正确动作以及动作时的电流是否正常；所述内部气压监测，用于监测箱体的密封性；所述外部温湿度监测，用于监测设备所处的外部的温湿度情况；所述外部光强监测，用于监测设备所处的外部的光强情况；所述箱体漏水监测，用于监测箱体内部是否有漏水的情况；所述设备振动监测，用于监测设备在运输过程中的振动情况；所述LED指示灯监测，用于监测LED指示灯的工作状体是否正常。本专利技术进一步设置为：所述电气连接器监测，包括配置在电缆航插的插针下方并用于测量插座底部橡胶温度的温度传感器；所述电源模块输入信号监测，包括输入电压监测回路和输入电流监测回路；所述光纤接口通道监测，包括均配置在光纤接口通道内的模拟信号测量单元和数字信号检测电路；其中，模拟信号测量单元用于检测工作电压、发送功率、接受功率，数字信号检测电路用于检测在位与否、有光与否；所述开入开出端口监测，包括用于监测出口继电器是否正确动作的闭环监控电路和出口继电器动作电流的动作电流监测回路；所述内部气压监测，包括内设于箱体的气压传感器和外设在箱体底面的充气阀门；所述外部温湿度监测，包括安装在设备壳体上的温湿度探头；所述外部光强监测，包括安装在设备壳体上的光强探头；所述箱体漏水监测，包括设置在设备底部的汇流槽，开设于汇流槽的漏液检查安装孔，以及位于漏液检查安装孔下方并连接于设备的漏液检测组件；所述设备振动监测，包括设置在设备上的三轴加速度传感器、与三轴加速度传感器相连的处理器、以及均与处理器相连的供电电容和存储芯片，所述供电电容和存储芯片相连；所述LED指示灯监测，包括用于采集指示灯的端电压、电流和温度的采样模块，以及和采样模块相连的数字处理模块。本专利技术进一步设置为：所述温湿度探头和光强探头通过固定支架安装在设备壳体上。本专利技术进一步设置为：所述漏液检测组件包括不锈钢主体、设置于不锈钢主体上端的安装螺纹、设置于不锈钢主体下端的透气阀、设置于不锈钢主体上的透明观察口、以及内设于不锈钢主体的检测电极。本专利技术还提供一种就地化安装电力二次设备的在线监测与诊断方法，包括以下步骤：1）构建前述的就地化安装电力二次设备的在线监测与诊断系统；2）检测获取外接口的状态数据量；3）通过CPU模块根据检测到的状态数据量来判断外接口的工作状态。本专利技术的在线监测与诊断方法进一步设置为：所述步骤2）中的状态数据量包括连接器温度、电源模块输入信号、光纤接口通道状态、开入开出端口状态、内部气压状态、外部温湿度状态、外部光强状态、箱体漏水状态、设备振动状态和LED指示灯状态。本专利技术的在线监测与诊断方法进一步设置为：所述步骤3）通过CPU模块根据检测到的状态数据量来判断外接口的工作状态，具体包括，3-1）当连接器温度上升幅度大于设定幅度时，则判断连接器接触不良；否则，连接器接触正常；3-2）根据电源模块输入信号的电压和电流值，计算输入功率；当输入功率增幅大于设定增幅时，则判断电源模块回路中有异常损耗出现；否则，电源模块正常；3-3）当光纤接口通道状态均在设定正常阈值内时，则光纤接口模块正常运行；否则，光纤接口通道异常；3-4）当开入开出端口的开入量变位异常时，先检查开关直流电源信号的情况，以确定开关量变位的起因；当继电器动作电流异常偏大或偏小时，则判断诊跳闸回路存在问题；否则，开入开出端口正常；3-5）当进行箱体密封检测时，先将箱体内充入低压气体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种就地化安装电力二次设备的在线监测与诊断系统，其特征在于：包括外设于就地化安装电力二次设备上的外接口，以及内设于就地化安装电力二次设备的若干监测单元和CPU模块；若干所述监测单元，用于对外接口进行监测来检测其状态数据量；所述CPU模块，用于根据检测到的状态数据量来判断外接口的工作状态。

【技术特征摘要】
1.一种就地化安装电力二次设备的在线监测与诊断系统，其特征在于：包括外设于就地化安装电力二次设备上的外接口，以及内设于就地化安装电力二次设备的若干监测单元和CPU模块；若干所述监测单元，用于对外接口进行监测来检测其状态数据量；所述CPU模块，用于根据检测到的状态数据量来判断外接口的工作状态。2.根据权利要求1所述的就地化安装电力二次设备的在线监测与诊断系统，其特征在于：所述外接口包括对就地化安装电力二次设备中的若干装置进行光、电信号连接的4个航空连接器和3个LED状态指示灯，所述4个航空连接器分别为接入电源及开入信号的16芯航插、接入开出信号的16芯航插、接入通信信号的16芯光纤航插和接入交流信号的12芯航插。3.根据权利要求2所述的就地化安装电力二次设备的在线监测与诊断系统，其特征在于：所述就地化安装电力二次设备中的若干装置包括电气连接器、电源模块、光纤接口通道、开入开出端口和设备内外部环境监测模块，其中，设备内外部环境监测模块包括内部气压、外部温湿度、外部光强、箱体漏水和设备振动的监测模块；若干所述监测单元包括电气连接器监测、电源模块输入信号监测、光纤接口通道监测、开入开出端口监测、内部气压监测、外部温湿度监测、外部光强监测、箱体漏水监测、设备振动监测和LED指示灯；所述电气连接器监测，用于监测连接器的配合状态；所述电源模块输入信号监测，用于监测电源输入电压、输入电流的变化；所述光纤接口通道监测，用于实时监测对外光纤接口通道的在位信号、有光指示信号、工作电压、发送光功率和接收光功率的状态信息；所述开入开出端口监测，用于监测开关量输入是否有效、直流电源是否有波动、继电器是否正确动作以及动作时的电流是否正常；所述内部气压监测，用于监测箱体的密封性；所述外部温湿度监测，用于监测设备所处的外部的温湿度情况；所述外部光强监测，用于监测设备所处的外部的光强情况；所述箱体漏水监测，用于监测箱体内部是否有漏水的情况；所述设备振动监测，用于监测设备在运输过程中的振动情况；所述LED指示灯监测，用于监测LED指示灯的工作状体是否正常。4.根据权利要求3所述的就地化安装电力二次设备的在线监测与诊断系统，其特征在于：所述电气连接器监测，包括配置在电缆航插的插针下方并用于测量插座底部橡胶温度的温度传感器；所述电源模块输入信号监测，包括输入电压监测回路和输入电流监测回路；所述光纤接口通道监测，包括均配置在光纤接口通道内的模拟信号测量单元和数字信号检测电路；其中，模拟信号测量单元用于检测工作电压、发送功率、接受功率，数字信号检测电路用于检测在位与否、有光与否；所述开入开出端口监测，包括用于监测出口继电器是否正确动作的闭环监控电路和出口继电器动作电流的动作电流监测回路；所述内部气压监测，包括内设于箱体的气压传感器和外设在箱体底面的充气阀门；所述外部温湿度监测，包括安装在设备壳体上的温湿度探头；所述外部光...

【专利技术属性】
技术研发人员：周华良，宋斌，汪世平，郑立亮，邹志杨，邓庆，甘云华，张吉，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，国电南瑞南京控制系统有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32