变电站电动刀闸状态监测预警系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种变电站电动刀闸状态监测预警系统及方法，电动刀闸由电机控制分合闸，电流传感器采集电动刀闸在分合闸过程中的电流信号，该系统包括：数据分析模块，根据所采集的电流信号计算一个电机在一次分合闸过程中的启动电流、动作电流以及操作时间的数据；监测模块，根据电机多次分合闸过程的电流历史数据和/或同一类型的电动刀闸的多个电机的数据判断电动刀闸传动机构是否存在故障风险；提示模块，在判断电动刀闸传动机构存在故障风险时，发出提示信号。该方法应用上述方法对电动刀闸的状态进行监测并发出预警提示信息。本发明专利技术可以精确地监测电动刀闸的状态，并且及时发出检修的预警信息。

【技术实现步骤摘要】
变电站电动刀闸状态监测预警系统及方法
本专利技术涉及电力设备的维护领域，尤其是一种用于变电站对电动刀闸状态进行监测与预警的系统，以及这种系统的工作方法。
技术介绍
现在的变电站大多采用电动刀闸作为隔离器件，电动刀闸是带有电动操作机构的隔离开关，用于在没有负荷电流的情况下实现对线路的分合闸，起到电力系统电路隔离的重要作用。电动刀闸包括刀闸本体以及控制器，控制器用于控制本体的分合闸操作，其中，本体的分合闸操作主要由电动刀闸的电动操作机构和机械传动机构配合完成。由于变电站的电动刀闸大多安装在户外，其机械传动机构往往是直接暴露在大气中，并且常常是日晒雨淋，受环境影响较大。由于电动刀闸平时操作次数不多，机械传动机构的轴销、轴承等传动部位缺少润滑和相对运动，在电动刀闸运行一段时间后，普遍会出现传动机构锈蚀、卡涩等现象。如电动刀闸的操作长期卡涩会导致电动刀闸传动杆产生旋转角度损耗，造成分合闸不到位。当电动刀闸合闸不到位，动静触头不在一条直线上，将引起电动刀闸接触不良，造成发热严重的安全隐患。当传动机构出现严重的锈蚀、卡涩现象时，将致使电动刀闸正常的分合闸操作无法实现，不仅出现电动刀闸拉不开、操作机构断裂等现象，还可能引起瓷瓶产生裂缝，甚至断裂，导致故障跳闸的严重后果。如果母线侧的电动刀闸出现故障，将严重影响电网的安全稳定运行。因此，公告号为CN103454488A的专利技术专利申请公开了名为“一种高压隔离开关电动操作机构电机电流测量系统及方法”的专利技术创造，该测量系统采用电流传感器采样电动刀闸的电机三相出线中一项出线的电流信号，然后对采样的电流信号进行滤波、去噪等处理，然后分析电动刀闸的电机的电流特性，由此分析出电机的电流信号的变化趋势，进而判断机械传动机构的运行状态，一旦判断机械传动机构可能出现异常情况，即通过上位机发出提示信号，及时通知检修人员对电动刀闸进行检修。但是，由于电动刀闸分合闸过程中电机的电流信号包含大量的信息，如何从电流信号中计算出最有用的电流的数据往往影响分析结果，进而影响是否需要对电动刀闸进行检修的决定，一旦发生误提醒，可能导致检修人员的工作量增加，或者导致电动刀闸出现损坏而未及时提示，影响电动刀闸的工作。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种精确发出检修的提示信息的变电站电动刀闸状态监测预警系统。本专利技术的另一目的是提供一种有效监测电动刀闸工作状态的电动刀闸状态监测预警方法。为了实现上述的主要目的，本专利技术提供的变电站电动刀闸状态监测预警系统中，电动刀闸由电机控制分合闸，电流传感器采集电动刀闸在分合闸过程中的电流信号，该系统包括：数据分析模块，根据所采集的电流信号计算一个电机在一次分合闸过程中的启动电流、动作电流以及操作时间的数据；监测模块，根据电机多次分合闸过程的电流历史数据和/或同一类型的电动刀闸的多个电机的数据判断电动刀闸传动机构是否存在故障风险；提示模块，在判断电动刀闸传动机构存在故障风险时，发出提示信号。由上述方案可见，通过计算分析电动刀闸一次分合闸过程中启动电流、动作电流以及操作时间的数据并由此判断电动刀闸的机械传动机构是否出现异常的趋势，能够精确地判断出机械传动机构是否异常，对电动刀闸的运行状态判断更为准确。一个优选的方案是，监测模块包括历史监测模块，判断一个电机连续二次以上的分合闸过程的电流数据高于上限阈值或者低于下限阈值时，判断电动刀闸的传动机构存在故障风险。由此可见，通过对同一个电动刀闸的电机的电流数据进行纵向分析，可以精确判断出电动刀闸是否出现故障的风险。另一个优选的方案是，监测模块包括同类监测模块，判断一个电机的电流数据相对于同类型的多个电动刀闸的电机的电流数据，连续二次以上高于最大值或者低于最小值时，判断电动刀闸的传动机构存在故障风险。可见，通过对同一类型的电动刀闸的电机的电流数据进行横向对比，可以精确反映每一个电动刀闸的电机的运行状态，能够有效精确地分析出电动刀闸是否存在故障的风险。进一步的方案是，系统还包括环境因素监测模块，判断电机的分合闸过程的环境因素不在环境阈值范围内时，不记录当次所采集的电流数据。由此可见，通过将不在环境阈值范围内所采集的数据排除，可以精确地反映出电动刀闸的真实运行状态，进而更加精确地分析电动刀闸是否需要检修。为实现上述的另一目的，本专利技术提供的变电站电动刀闸状态监测预警方法中，电动刀闸由电机控制分合闸，该方法包括：信号采集步骤，电流传感器采集电动刀闸在分合闸过程中的电流信号；数据分析步骤，根据所采集的电流信号计算一个电机在一次分合闸过程中的启动电流、动作电流以及操作时间的数据；监测步骤，根据电机多次分合闸过程的电流历史数据和/或同一类型的电动刀闸的多个电机的数据判断电动刀闸传动机构是否存在故障风险；提示步骤，在判断电动刀闸传动机构存在故障风险时，发出提示信号。由上述方案可见，采集一个电动刀闸的电机电流数据后计算出启动电流、动作电流以及操作时间的数据可以精确地判断传动机构是否存在发生故障的风险，从而发出提示信号的时间更为准备，避免出现误报的情况。附图说明图1是应用本专利技术变电站电动刀闸状态监测预警系统实施例的系统框图。图2是电动刀闸的控制电机在一次分合闸过程的电流波形图。图3是本专利技术变电站电动刀闸状态监测预警系统实施例与周边系统的结构框图。图4是本专利技术变电站电动刀闸状态监测预警方法实施例的流程图。以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明。具体实施方式本专利技术的变电站电动刀闸状态监测预警系统用于对变电站的电动刀闸的工作状态进行监测，并且跟踪每一个电动刀闸的运行状态，通过对电动刀闸的电机在每一次分合闸过程中电机电流信号的采样并计算出电流的多个参数，由此分析电动刀闸的运行趋势，判断电动刀闸的机械传动机构是否存在故障风险。本专利技术的电动刀闸状态监测预警方法是上述系统的工作方法。参见图1，每一个电动刀闸10均设置有主体部分以及机械传动机构，并设有一个控制器，控制器控制电机M动作，由电机M带动机械传动机构运动，并由此带动电动刀闸的主体部分执行分合闸的操作。电机M为三相电机，其包括A、B、C三相出线，本实施例中，电动刀闸10内设置三个电流传感器11、12、13，分别采集A、B、C三相出线的电流信号，三个电流传感器11、12、13将采集到的电流信号经过接口合并器14输出至电动刀闸测试仪15。电动刀闸测试仪15为小型便携式测试仪，用于接收电流信号并且对接收的电流信号进行滤波、去噪等处理，同时将模拟的电流信号转换成数字信号，并通过无线通信的方式将数字信号发送至上位机18。由图1可见，本实施例中，电动刀闸测试仪15与上位机18之间通过无线通信基站16以及无线通信主站17进行信号的转接，在实际应用中，由于变电站内往往设有多个电动刀闸，且电动刀闸往往设置在较为偏远的地方，因此需要无线通信基站16以及无线通信主站17实现信号的转接。电动刀闸在一次分合闸过程中，其电机的电流信号波形图如图2所示。从图2可见，电动刀闸未开始分合闸操作前，即0至t0时刻，为电流传感器的零漂电流阶段，电流传感器检测到的电流信号为周围环境的杂散磁场在传感器线圈上的反映。电动刀闸启动后，电机启动并且转子开始转动转子，出线上形成启动电流Iq，此阶段为形成启动电流阶段，即t1至t2时刻。在t2时刻以后，控制器停本文档来自技高网...

【技术保护点】
变电站电动刀闸状态监测预警系统，电动刀闸由电机控制分合闸，电流传感器采集所述电动刀闸在分合闸过程中所述电机的电流信号，其特征在于：该系统包括：数据分析模块，根据所采集的电流信号计算一个所述电机在一次分合闸过程中的启动电流、动作电流以及操作时间的数据；监测模块，根据所述电机多次分合闸过程的电流历史数据和/或同一类型的电动刀闸的多个电机的数据判断所述电动刀闸传动机构是否存在故障风险；提示模块，在判断所述电动刀闸传动机构存在故障风险时，发出提示信号。

【技术特征摘要】
1.变电站电动刀闸状态监测预警系统，电动刀闸由电机控制分合闸，电流传感器采集所述电动刀闸在分合闸过程中所述电机的电流信号，其特征在于：该系统包括：数据分析模块，根据所采集的电流信号计算一个所述电机在一次分合闸过程中的启动电流、动作电流以及操作时间的数据；监测模块，根据所述电机多次分合闸过程的电流历史数据和/或同一类型的电动刀闸的多个电机的数据判断所述电动刀闸传动机构是否存在故障风险；提示模块，在判断所述电动刀闸传动机构存在故障风险时，发出提示信号；所述监测模块包括历史监测模块，判断一个所述电机连续二次以上的分合闸过程的电流数据高于上限阈值或者低于下限阈值时，判断所述电动刀闸的传动机构存在故障风险；所述监测模块包括同类监测模块，判断一个所述电机的电流数据相对于同类型的多个电动刀闸的电机的电流数据，连续二次以上高于最大值或者低于最小值时，判断所述电动刀闸的传动机构存在故障风险；所述系统还包括环境因素监测模块，判断所述电机的分合闸过程的环境因素不在环境阈值范围内时，不记录当次所采集的电流数据。2.根据权利要求1所述的变电站电动刀闸状态监测预警系统，其特征在于：所述环境因素包括温度和/或湿度。3.变电站...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫文雄，杨永雄，龚森，易慧，陈锦祥，潘雄，詹钟涛，孟庆凯，李雅祥，伍卫云，陈昊，陈小军，王研，裴绍国，
申请(专利权)人：广州供电局有限公司变电管理一所，珠海华伟电气科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44