一种开关柜综合状态监测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种开关柜综合状态监测系统，其包括传感器子系统，用于采集开关柜的状态数据；综合状态分析子系统，用于基于所述状态数据进行开关柜状态综合分析和预测；数据集中子系统，包括设置于开关柜内的汇聚单元和设置于变电站处的集中器，用于收集所述状态数据并上传到所述综合状态分析子系统。本发明专利技术具有充分利用综合状态分析子系统的计算资源进行开关柜状态的单一分析和综合分析并预测其趋势，有助于提高分析并预测开关柜故障的准确率的效果。

An integrated state monitoring system for switchgear

【技术实现步骤摘要】
一种开关柜综合状态监测系统
本专利技术涉及电力设备状态监测的
，尤其是涉及一种开关柜综合状态监测系统。
技术介绍
目前越来越多的电力用户要求在开关柜内部安装电气接点实时温度、机械性能、局部放电等的监测系统，但是由于中压开关柜内存在大电流、高电压，电磁环境极为恶劣等诸多困难因素，现有开关柜监测技术都存在着各种各样的局限性，绝大多数系统是应用于高电压等级的组合电器设备，且只能实现单一状态量的监测。现有的公开号为CN108761320A的中国专利申请，公开了一种开关柜综合在线监测分析平台，主要集成温度监测系统、线圈监测系统及局放监测系统来收集开关柜的数据并传输到后台监视平台进行全方位在线监测。上述中的现有技术方案存在以下缺陷：后台监视平台只是对采集到的开关柜状态数据简单地进行存储、展示和预警，没有充分利用后台监视平台的计算资源深入分析各项数据之间的关系来综合分析开关柜的状态并预测其趋势。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的之一是提供一种开关柜综合状态监测系统，具有能够综合分析开关柜的状态并预测其趋势的效果。本专利技术的上述专利技术目的是通过以下技术方案得以实现的：提供一种开关柜综合状态监测系统，包括：传感器子系统，用于采集开关柜的状态数据；综合状态分析子系统，用于基于所述状态数据进行开关柜状态综合分析和预测；数据集中子系统，包括设置于开关柜内的汇聚单元和设置于变电站处的集中器，用于收集所述状态数据并上传到所述综合状态分析子系统。通过采用上述技术方案，传感器子系统的各个传感器可以采集开关柜多维度的状态数据，通过数据集中子系统汇聚集中后上传到综合状态分析子系统，充分利用综合状态分析子系统的计算资源进行开关柜状态的单一分析和综合分析并预测其趋势，有助于提高分析并预测开关柜故障的准确率。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述传感器子系统包括触点温度传感器、环境温湿度传感器、局部放电传感器以及机械特性传感器。通过采用上述技术方案，触点温度传感器、环境温湿度传感器、局部放电传感器以及机械特性传感器可以采集到开关柜的多个维度的状态数据，便于全面监测开关柜的状态，降低开关柜事故的发生概率。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述综合状态分析子系统包括：数据接收及存储模块，用于接收所述数据集中器上传的所述状态数据并将数据存储到数据库；数据计算分析模块，用于对所述状态数据进行计算、分析并输出结果；预测模块，用于对所述传感器子系统采集的状态数据去耦合后进行故障预测。通过采用上述技术方案，将上述状态数据通过数据接收及存储模块存储到数据库，便于数据计算分析模块快速写入读取状态数据、且对数据进行计算、分析可以获取开关柜的运行状态，然后通过预测模块对状态数据去耦合后进行故障预测，多方位、综合性地分析开关柜状态并预测其趋势。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述数据计算分析模块包括：机械特性计算分析单元，用于根据所述机械特性传感器采集的开关柜机械特性状态数据计算开关分合闸和储能的特征值、并根据所述特征值综合分析开关柜的机械特性；局部放电计算分析单元，用于根据所述局部放电传感器采集的开关柜局放状态数据计算局放特征值并根据所述局放特征值综合分析开关柜的局部放电特性。通过采用上述技术方案，机械特性计算分析单元计算开关分合闸和储能的特征值以获取开关柜的机械特性、以及局部放电计算分析单元计算局放特征值以获取开关柜局部放电特性，从而可以判断开关的机械操作机构是否正常、局放的突变及发展趋势，并有助于查找异常点和异常情况，及时提醒运维人员进一步现场检测确认问题并处理。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述预测模块包括：分值计算单元，用于计算各个传感器采集的状态数据的健康分值；故障预测单元，用于将上述各个健康分值和预设的故障类型影响因子进行故障概率计算，并根据计算结果进行预测。通过采用上述技术方案，将开关柜相互影响的各个因素通过历史状态数据的计算分析出来，可以解耦各种因素的相互影响，再在综合计算时重新组合，有助于提高分析预测故障的准确率，从而提高判断开关柜设备故障的准确度。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述触点温度传感器设置于高压带电导体部位并感应取电。通过采用上述技术方案，触点温度传感器设置于高压带电导体部位并感应取电，可以延长触点温度传感器的使用寿命。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述触点温度传感器、所述环境温湿度传感器和所述局部放电传感器采用低功耗无线通信方式与所述数据集中子系统的汇聚单元连接。通过采用上述技术方案，触点温度传感器、环境温湿度传感器和所述局部放电传感器采用低功耗无线通信方式与数据集中子系统的汇聚单元无线组网连接，形成一个物联网感知网络，从而可以以较低功耗采集大量开关柜状态数据。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述局部放电传感器采用MODBUS485通信方式与所述数据集中子系统的汇聚单元连接。通过采用上述技术方案，采用MODBUS485将多个局部放电传感器同时与数据集中子系统的汇聚单元连接，可以提高数据传输的速度。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述数据集中子系统的集中器通过MQTT协议与所述综合状态分析子系统通信连接和数据传输。通过采用上述技术方案，通过MQTT协议将数据集中子系统的集中器与综合状态分析子系统通信连接，提高了数据传输的安全性和可靠性。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述传感器子系统的传感器均采用非介入式安装。通过采用上述技术方案，传感器子系统的各个传感器均采用非介入式安装，不需对原开关进行机械结构改造，不会对原开关机械、电气部件运行产生任何不良影响。综上所述，本专利技术包括以下至少一种有益技术效果：1、传感器子系统的各个传感器可以采集开关柜多维度的状态数据，通过数据集中子系统汇聚集中后上传到综合状态分析子系统，充分利用综合状态分析子系统的计算资源进行开关柜状态的单一分析和综合分析并预测其趋势，有助于提高分析并预测开关柜故障的准确率；2、传感器子系统和数据集中子系统无线组网连接，形成一个物联网感知网络，从而可以以较低功耗采集大量的、多维度开关柜状态数据；3、传感器采用非介入式安装，不会对原开关机械、电气部件运行产生任何不良影响。附图说明图1是本专利技术公开的一种开关柜综合状态监测系统的结构示意图。图2是图1中综合状态分析子系统102的结构示意图。图3是本专利技术典型的开关断路器线圈电流波形示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。参照图1，为本专利技术公开的一种开关柜综合状态监测系统的结构示意图，该系统包括：传感器子系统101，用于采集开关柜的状态数据；综合状态分析子系统102，用于基于所述状态数据进行开关柜状态综本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关柜综合状态监测系统，其特征在于，包括：/n传感器子系统，用于采集开关柜的状态数据；/n综合状态分析子系统，用于基于所述状态数据进行开关柜状态综合分析和预测；/n数据集中子系统，包括设置于开关柜内的汇聚单元和设置于变电站处的集中器，用于收集所述状态数据并上传到所述综合状态分析子系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种开关柜综合状态监测系统，其特征在于，包括：
传感器子系统，用于采集开关柜的状态数据；
综合状态分析子系统，用于基于所述状态数据进行开关柜状态综合分析和预测；
数据集中子系统，包括设置于开关柜内的汇聚单元和设置于变电站处的集中器，用于收集所述状态数据并上传到所述综合状态分析子系统。


2.根据权利要求1所述的开关柜综合状态监测系统，其特征在于，所述传感器子系统包括触点温度传感器、环境温湿度传感器、局部放电传感器以及机械特性传感器。


3.根据权利要求2所述的开关柜综合状态监测系统，其特征在于，所述综合状态分析子系统包括：
数据接收及存储模块，用于接收所述数据集中器上传的所述状态数据并将数据存储到数据库；
数据计算分析模块，用于对所述状态数据进行计算、分析并输出结果；
预测模块，用于对所述传感器子系统采集的状态数据去耦合后进行故障预测。


4.根据权利要求3所述的开关柜综合状态监测系统，其特征在于，所述数据计算分析模块包括：
机械特性计算分析单元，用于根据所述机械特性传感器采集的开关柜机械特性状态数据计算开关分合闸和储能的特征值、并根据所述特征值综合分析开关柜的机械特性；
局部放电计算分析单元，用于根据所述局部放电传感器采集的开关柜...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹家义，梁俊，朱宇辰，金海川，韩涛，王军，
申请(专利权)人：四川瑞霆电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51