一种GIS组合电器故障预警诊断系统技术方案

本发明专利技术提供了一种GIS组合电器故障预警诊断系统，涉及组合电器技术领域术领域，包括信号采集模块、若干个取样装置、若干个气体成分分析模块、控制终端装置、云服务器，所述信号采集模块用于采集GIS故障跳闸信息，所述取样装置分别与GIS组合电器各个气室贯通连接，用于取样GIS组合电器绝缘气体，所述气体成分分析模块与取样装置连接，所述气体成分分析模块用于分析GIS组合电器气体成分组成，所述取样装置与控制终端装置通讯连接，所述控制终端装置与云服务器网络通讯连接。本发明专利技术系统中实时监测组合电器气室内气体组成成分，根据气体组成成分诊断组合电器的健康运行状况，对组合电器故障进行准确预警诊断。故障进行准确预警诊断。故障进行准确预警诊断。

【技术实现步骤摘要】
一种GIS组合电器故障预警诊断系统


[0001]本专利技术涉及组合电器
，特别涉及一种GIS组合电器故障预警诊断系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]组合电器是指气体绝缘金属封闭式开关设备，简称GIS，具有结构紧凑、占地面积小、易于维护、绝缘性能优良、可靠性高等优点而被广泛应用于高压输配电领域。组合电器气室内充有一定压力的SF6气体作为绝缘介质，SF6气体在电弧以及水解作用下的分解物有SF4、S2F2、SF2、SOF2、SO2、SOF4、CF4、H2S、COS和CO和HF等，它们都有强烈的腐蚀性和毒性。SF6气体分解物不仅会腐蚀电器内壳，进而加速绝缘劣化，最终导致组合电器设备发生突发性故障影响供电安全可靠性，因此需要提供一种GIS组合电器故障预警诊断系统，以对SF6气体的分解物含量进行有效检测，进而准确诊断设备内部绝缘材料老化程度。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术中的不足，提供了一种GIS组合电器故障预警诊断系统。
[0005]为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0006]一种GIS组合电器故障预警诊断系统，包括信号采集模块、若干个取样装置、若干个气体成分分析模块、控制终端装置、云服务器，所述信号采集模块用于采集GIS故障跳闸信息，所述取样装置分别与GIS组合电器各个气室贯通连接，用于取样GIS组合电器绝缘气体，所述气体成分分析模块与取样装置连接，所述气体成分分析模块用于分析GIS组合电器气体成分组成，所述取样装置与控制终端装置通讯连接，所述控制终端装置与云服务器网络通讯连接。
[0007]根据上述技术方案进一步优选的，所述取样装置包括三通管，所述三通管的第一端与组合电器的气室相连通，所述三通管的第二端上连接设有气体压力采集模块，所述三通管的第三端与气体成分分析模块连接；所述三通管的第一端上设有第一电磁阀，所述三通管的第三端上连接设有第二电磁阀，所述第一电磁阀和第二电磁阀的控制端分别与控制终端装置电性连接。
[0008]优选的，所述气体压力采集模块包括外壳，所述外壳包括用于连接外部压力源的输入端口，所述外壳内设有主控板和控制端子，所述控制端子与控制终端装置电性连接；所述主控板包括单片机模块、存储器模块、压力传感器模块、温度传感器模块、液晶显示屏模块、电源模块、I/O接口模块。
[0009]优选的，所述气体成分分析模块包括SO2气体分析模块、HF气体分析模块、H2S气体分析模块、CF4气体分析模块。
[0010]优选的，所述气体成分分析模块为光谱型气相分析模块。
[0011]一种GIS组合电器故障预警诊断方法，一种如上述所述的GIS组合电器故障预警诊断系统的预警诊断方法，包括以下步骤：
[0012]步骤S1、信号采集模块采集组合电器设备开断状态；
[0013]步骤S2，压力采集模块采集组合电器设备的气体压力数据，并把气体压力数据传输给控制终端装置，由控制终端装置上传至云服务器，用于监测组合电器设备的气体压力监控；
[0014]步骤S3、取样装置采集组合电器各气室绝缘气体，用于分析气体组分；
[0015]步骤S4、通过控制第一电磁阀和第二电磁阀的开合,使得待分析气体样本与组合电器气室气体分离；
[0016]步骤S5、气体分析模块分析三通管内的待分析气体样本,并把分析数据由控制终端装置上传至云服务器平台用于分析GIS组合电器气体成分组成；
[0017]步骤S6、云服务器上建立故障预警诊断数据模型，云服务器根据气体分析结果与故障预警诊断数据模型对比分析，输出故障预警诊断结果。
[0018]进一步的，所述步骤S1中，通过信号采集模块诊断组合电器故障故障的分析过程如下：将云服务器与调度自动化平台联网，用于读取组合电器的运行状态；调度自动化平台中组合电器的运行状态分为合闸状态和分闸状态，若信号采集模块采集的开合状态与调度自动化平台读取的运行状态一致，则判断组合电器未出现故障，若信号采集模块采集的开合状态与调度自动化平台读取的运行状态不一致，则判断组合电器出现故障。
[0019]进一步的，所述步骤S2中，通过压力采集模块监控组合电器气室气体压力的故障诊断分析过程如下：通过压力采集模块的温度传感器模块采集组合电器气室内的温度数据，通过压力采集模块的压力传感器模块采集组合电器气室内的压力数据，气体压力采集模块设有压力上限阈值、压力下限阈值和闭锁阈值，在气体压力采集模块达到上限阈值、下限阈值时或闭锁阈值时，则压力采集模块通过控制端子给控制终端装置发送组合电器压力值告警信息；将室温25℃时实际测得的压力值设定为P0，此时的温度值设为T0，根据气体状态方程PV＝nRT公式，当组合电器气室温度发生变化，则组合电器气室内的压力值也发生变化，压力传感器模块采集组合电器气室的实际压力值设定为P1，组合电器气室实际温度为T1，温度变化值为ΔT＝T1‑
T0,压力变化值为ΔP＝P1‑
P0，根据气体状态方程公式计算，得出组合电器气室的补偿压力值为P＝P1+ΔP＝2P1‑
P0，将组合电器气室的补偿压力值P与设定的上限阈值、压力下限阈值和闭锁阈值分别比较，并输出相应的气体压力的故障告警信息。
[0020]进一步的，所述步骤s4中，将待分析气体样本与组合电器气室气体分离，采用以下过程：将第一电磁阀关闭，同时打开第二电磁阀，此时三通管形成一个封闭的检测管，三通管与组合电器气室隔离，通过气体分析模块对三通管内的待分析样品进行分析；经过气体分析模块对待分析样品分析后，将分析后的数据通过控制终端装置上传至云服务器，待分析气体样品分析后，则将第一电磁阀打开，同时将第二电磁阀关闭，将分析后的气体样本与组合电器气室气体合并。
[0021]进一步的，所述步骤S6中，云服务器根据气体分析结果进行故障预警诊断的过程如下：将投运前组合电器各气室内气体组成含量初始值设定为H0,其中H0包含SO2气体初始含量H
0SO2
、HF气体初始含量H
0HF
、H2S气体初始含量H
0H2S
、CF4气体初始含量H
0CF4
,将气体分析模块每次测得的气体组成含量设定为H
i
i＝1,2,3...n，将某一时段内气体组成的含量平均值
设定为H，H＝1H1+H2+H3+...+H
n
，将组合电器气室内气体组成含量设定上限阈值，将计n
[0022]算得气体组成含量平均值H值与气体组成含量上限阈值进行比较，若气体组成含量平均值H＞上限阈值，则判断故组合电器气室内气体超过上限阈值，并发出故障预警诊断告警。若气体组成含量平均值H≤上限阈值，则判断组合电器气室内气体未超过上限阈值，不发出故障预警诊断告警。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0024]1、本专利技术提供了一种GIS组合电器故障预本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种GIS组合电器故障预警诊断系统，其特征在于：包括信号采集模块(1)、若干个取样装置(2)、若干个气体成分分析模块(3)、控制终端装置(4)、云服务器(5)，所述信号采集模块(1)用于采集GIS故障跳闸信息，所述取样装置(2)分别与GIS组合电器各个气室贯通连接，用于取样GIS组合电器绝缘气体，所述气体成分分析模块(3)与取样装置(2)连接，所述气体成分分析模块(3)用于分析GIS组合电器气体成分组成，所述取样装置(2)与控制终端装置(4)通讯连接，所述控制终端装置(4)与云服务器(5)网络通讯连接。2.根据权利要求1所述的一种GIS组合电器故障预警诊断系统，其特征在于：所述取样装置(2)包括三通管(21)，所述三通管(21)的第一端与组合电器的气室相连通，所述三通管(21)的第二端上连接设有气体压力采集模块(22)，所述三通管(21)的第三端与气体成分分析模块(3)连接；所述三通管(21)的第一端上设有第一电磁阀(23)，所述三通管(21)的第三端上连接设有第二电磁阀(24)，所述第一电磁阀(23)和第二电磁阀(24)的控制端分别与控制终端装置(4)电性连接。3.根据权利要求2所述的一种GIS组合电器故障预警诊断系统，其特征在于：所述气体压力采集模块(22)包括外壳，所述外壳包括用于连接外部压力源的输入端口，所述外壳内设有主控板和控制端子，所述控制端子与控制终端装置(4)电性连接；所述主控板包括单片机模块、存储器模块、压力传感器模块、温度传感器模块、液晶显示屏模块、电源模块、I/O接口模块。4.根据权利要求2所述的一种GIS组合电器故障预警诊断系统，其特征在于：所述气体成分分析模块(3)包括SO2气体分析模块、HF气体分析模块、H2S气体分析模块、CF4气体分析模块。5.根据权利要求2所述的一种GIS组合电器故障预警诊断系统，其特征在于：所述气体成分分析模块(3)为光谱型气相分析模块。6.一种GIS组合电器故障预警诊断方法，一种如权利要求1～5中任一所述的GIS组合电器故障预警诊断系统的预警诊断方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1、信号采集模块(1)采集组合电器设备开断状态；步骤S2，压力采集模块(22)采集组合电器设备的气体压力数据，并把气体压力数据传输给控制终端装置(4)，由控制终端装置(4)上传至云服务器(5)，用于监测组合电器设备的气体压力监控；步骤S3、取样装置(2)采集组合电器各气室绝缘气体，用于分析气体组分；步骤S4、通过控制第一电磁阀(23)和第二电磁阀(24)的开合,使得待分析气体样本与组合电器气室气体分离；步骤S5、气体分析模块(3)分析三通管(21)内的待分析气体样本,并把分析数据由控制终端装置(4)上传至云服务器(5)平台用于分析G I S组合电器气体成分组成；步骤S6、云服务器(5)上建立故障预警诊断数据模型，云服务器(5)根据气体分析结果与故障预警诊断数据模型对比分析，输出故障预警诊断结果。7.根据权利要求6所述的一种GIS组合电器故障预警诊断方法，其特征在于：所述步骤S1中，通过信号采集模块(1)诊断组合电器故障故障的分析过程如下：将云服
务器(5)与调度自动化平台联网，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵强，崔文超，张文，宋君华，徐秀霞，禹洋，徐金庆，李玉林，张玉娟，刘志强，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司东营供电公司，
类型：发明
国别省市：