一种低压抽屉柜故障快速维护升级装置及故障判断方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种低压抽屉柜故障快速维护升级装置及故障判断方法，包括抽屉柜本体，所述抽屉柜本体内设置有：智能断路器

【技术实现步骤摘要】
一种低压抽屉柜故障快速维护升级装置及故障判断方法


[0001]本专利技术涉及低压开关柜
，具体为一种低压抽屉柜故障快速维护升级装置及故障判断方法
。

技术介绍

[0002]随着我国居民生活水平不断提升
、
城市中心商务办公区迅速发展，用电客户对电网供电可靠性的要求随之提升
。
作为电力网络的最后环节
、
与用户紧密联系的三公里，配电网的故障停电直接影响客户正常的生产生活
。
近年来随着城市的发展，居民用电负荷持续增长，存量的配电站房匹配的低压出线开关容量无法匹配线路的最大负荷，导致低压开关过流跳闸情况突出，特别是传统抽屉柜式的站房，情况尤为严重，经常发生开关端子头高温烧毁等状况
。
由于抽屉柜匹配的低压开关皆为传统
3P
塑壳断路器，现场扩容难，更换难度大，空间有限，抽屉柜内连接电缆也需同时进行更换，维护成本高，目前除了整体更换，暂无有效的解决办法
。
[0003]同时，现有抽屉柜不具备故障识别
、
数据采集
、
拓扑识别和通讯功能等模块，不能实现线路运行数据实时监测
、
故障精准定位
、
远程分合闸等功能
。
[0004]现有技术中，公开号为
CN204290143U
的中国专利公开了“一种智能低压抽屉柜”，针对低压抽屉柜智能化进行整体架构优化和改造，但是不涉及抽屉单元的内部装置
。/>公开号为
CN102868221A
的中国专利公开了“一种智能抽屉开关柜”，增加一种自动换电装置，并且具有设备的状态评估
、
检修报告功能和视频监视功能，同时增加了一次设备的状态参数上传功能，能够实现远程集中实时监控
、
调度和分层分级管理，取代了传统配电系统人工化的工作模式，可实现远程控制
、
远程监视，以及故障预警
、
故障诊断，故障时自动恢复工作的效果，但是开关跳闸原因多因后端负荷过大导致，该智能抽屉开关柜无法对抽屉柜进行增容且无法监测抽屉内接触点温度，可能存在二次故障风险；公开号为
CN214706671U
的中国专利公开了“一种低压智能配电柜”，不仅可以实现低压配电柜的远程智能操控，而且，远程通信稳定，使用寿命长，但是该柜无蓝牙通信功能，且无法对单个抽屉进行故障维护升级，存在局限
。

技术实现思路

[0005]为解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种低压抽屉柜故障快速维护升级装置及故障判断方法，能够快速识别故障，对抽屉柜进行智能化
、
模块化改造，应用现代物联感知技术提升抽屉柜的数字化水平，使其具备快速识别
、
判断线路故障能力，辅助运维人员快速替换现场存在故障的抽屉柜，缩短故障停电时长，提升运维效率，提升供电可靠性
。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种低压抽屉柜故障快速维护升级装置，包括抽屉柜本体，所述抽屉柜本体内设置有：
[0008]智能断路器，用于满足开关容量调节
、
短路保护
、
运行数据监测
、
远程分合闸等需求；
[0009]控制单元模块，包括电动操作机构和抽屉柜单元的互锁机构，通过电动操作机构和互锁机构进行联动，实现抽屉柜本体的抽出和上柜保护；
[0010]计量模块，计量精度满足
0.5s
级要求，用于实时采集开关的运行电流参数和电压参数，实现电能的计量，支撑台区的线损精益化管理；
[0011]通信模块，用于与台区融合终端进行通讯，在平台实时监测抽屉柜的运行状况，实现远程控制开关分合闸
、
设置告警阈值等功能；
[0012]保护模块，用于加载保护逻辑程序，使装置保护更全面；
[0013]所述计量模块
、
通信模块和保护模块均内置于所述智能断路器内，所述控制单元模块连接智能断路器，所述智能断路器上的进线端和出线端分别电连接一次接插件，所述通信模块电连接二次接插件插针
。
[0014]进一步的，所述智能断路器内置有高精度电流采集装置和电压采集装置，实现电量采集
。
[0015]进一步的，所述抽屉柜本体还包括温度监测模块
。
[0016]进一步的，温度监测模块包括若干温度传感器，所述温度传感器设置在所述抽屉柜本体底部每一级端子的连接处
。
[0017]进一步的，所述二次接插件插针包括蓝牙接口
、
双模通信模块接口
、RS485
接口
。
[0018]进一步的，所述抽屉柜本体预留有手动分合闸结构，在电子线路板发生故障时，可现场实现开关手工分合闸
。
[0019]进一步的，所述通信模块为集低压电力线高速载波通信
、
蓝牙
、
拓扑芯片
、
两路
485
串口的一体化可插拔式模块，所述拓扑芯片用以实现融合终端对抽屉柜设备的快速注册和绑定
。
[0020]一种低压抽屉柜故障快速维护升级装置的故障判断方法，具体包括以下步骤：
[0021]S1、
通过温度传感器获取低压抽屉开关的正常运行和故障运行的运行数据，包括正常运行和故障运行时低压抽屉开关的温度，采用云样本理论的方法对数据进行处理，获取正常运行和故障运行的特征值，构成标准特征值向量集合
X
和
X
′
；
[0022]S2、
获取待测样本的运行数据，采用云样本理论的方法对数据进行处理，获取待测样本的特征值，构成待测特征值向量集合
Z
；
[0023]S3、
根据正常运行和故障运行的特征值向量集合计算马氏距离，选取特定的马氏距离作为判定值，根据待测样本的特征值向量集合
Z
计算马氏距离，与选取的特定马氏距离比较，判断待测样本是否处于故障状态
。
[0024]进一步的，所述步骤
S1
具体包括：
[0025]S11、
采集开关柜
N
个监测点的运行数据，获得正常运行状态的时间序列数据集
X
mn
和故障运行状态的时间序列数据集
X
′
mn
，以公式表达为：
[0026]X
mn
＝
{x
m1
，
x
m2
，
…
，
x
mn
，
…
，
x
MN
}
；
[0027]X
′
mn
＝
{x
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种低压抽屉柜故障快速维护升级装置，其特征在于：包括抽屉柜本体
(1)
，所述抽屉柜本体
(1)
内设置有：智能断路器
(3)
，用于满足开关容量调节
、
短路保护
、
运行数据监测
、
远程分合闸等需求；控制单元模块
(4)
，包括电动操作机构和抽屉柜单元的互锁机构，通过电动操作机构和互锁机构进行联动，实现抽屉柜本体
(1)
的抽出和上柜保护；计量模块
(5)
，计量精度满足
0.5s
级要求，用于实时采集开关的运行电流参数和电压参数，实现电能的计量，支撑台区的线损精益化管理；通信模块
(6)
，用于与台区融合终端进行通讯，在平台实时监测抽屉柜的运行状况，实现远程控制开关分合闸
、
设置告警阈值等功能；保护模块
(7)
，用于加载保护逻辑程序，使装置保护更全面；所述计量模块
(5)、
通信模块
(6)
和保护模块
(7)
均内置于所述智能断路器
(3)
内，所述控制单元模块
(4)
连接智能断路器
(3)
，所述智能断路器
(3)
上的进线端和出线端分别电连接一次接插件
(8)
，所述通信模块
(6)
电连接二次接插件插针
(9)。2.
根据权利要求1所述的一种低压抽屉柜故障快速维护升级装置，其特征在于：所述智能断路器
(3)
内置有高精度电流采集装置和电压采集装置，实现电量采集
。3.
根据权利要求1所述的一种低压抽屉柜故障快速维护升级装置，其特征在于：所述抽屉柜本体
(1)
还包括温度监测模块，所述温度监测模块包括若干温度传感器，所述温度传感器设置在所述抽屉柜本体
(1)
底部每一级端子的连接处
。4.
根据权利要求1所述的一种低压抽屉柜故障快速维护升级装置，其特征在于：所述二次接插件插针
(9)
包括蓝牙接口
、
双模通信模块接口
、RS485
接口
。5.
根据权利要求1所述的一种低压抽屉柜故障快速维护升级装置，其特征在于：所述抽屉柜本体
(1)
预留有手动分合闸结构
(11)
，在电子线路板发生故障时，可现场实现开关手工分合闸
。6.
根据权利要求1所述的一种低压抽屉柜故障快速维护升级装置，其特征在于：所述通信模块
(6)
为集低压电力线高速载波通信
、
蓝牙
、
拓扑芯片
、
两路
485
串口的一体化可插拔式模块，所述拓扑芯片用以实现融合终端对抽屉柜设备的快速注册和绑定
。7.
根据权利要求1所述的一种低压抽屉柜故障快速维护升级装置的故障判断方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、
通过温度传感器获取低压抽屉开关的正常运行和故障运行的运行数据，包括正常运行和故障运行时低压抽屉开关的温度，采用云样本理论的方法对数据进行处理，获取正常运行和故障运行的特征值，分别构成标准特征值向量集合
X
；
S2、
获取待测样本的运行数据，采用云样本理论的方法对数据进行处理，获取待测样本的特征值，构成待测特征值向量集合
Z
；
S3、
根据正常运行和故障运行的特征值向量集合
X
计算马氏距离，选取特定的马氏距离作为判定值，根据待测样本的特征值向量集合
Z
计算马氏距离，与选取的特定马氏距离比较，判断待测样本是否处于故障状态
。8.
根据权利要求7所述的一种低压抽屉柜故障快速维护升级装置的故障判断方法，其特征在于，所述步骤
S1
具体包括：
S11、
采集开关柜
N
个监测点的运行数据，获得正常运行状态的时间序列数据集
X
mn
和故障运行状态的时间序列数据集
X
′
mn
，以公式表达为：
X
mn
＝
{x
m1
，
x
m2
，
…
，
x
mn
，
…
，
x
MN
}
；
X
′
mn
＝
{x
′
m1
，
x
′
m2
，
…
，
x
′
mn
，
…
，
x
′
MN
}
；其中，
x
mn
和
x
′
mn
分别为正常运行状态和故障运行状态下时间序列为
m
时各个监测点的数据，
m
＝1，2…
，
M
；
n
为需要测量的数据个数，
n
＝1，2…
，
N
；
S12、
利用时间变换算法分别对不同运行状态下的数据集
X
mn
和
X
′
mn
进行数据处理，得到不同标准时间间隔的运行数据时间序列向量和以公式表达为：以公式表达为：其中，
i
的取值范围是
1≤i≤N/
τ
，
τ
为时间尺度因子；
S13、
通过运行数据时间序列向量对
N
个低压抽屉柜进行求解多变量样本熵，构建正常运行数据的复合延迟向量以公式表达为：其中，正常运行数据的复合延迟向量为1×
D
阶的向量，
1≤j≤N
‑
max(
β
)
×
max(
α
)
；其中，为了能保证各运行状态量的非线性关系不产生变换，在式中嵌入维数向量
α
＝
[
α1，
α2，
…
，
α
m
，
…
，
α
M
]
；为了压缩运行状态监测数据同时不丢失数据引入延时时间向量
β
＝
[
β1，
β2，
…
，
β
m
，
…
，
β
M
]
；
S14、
通过故障运行状态下的时间序列向量对
N
个低压抽屉柜进行求解多变量样本熵，构建故障运行数据的复合向量以公式表达为：其中，故障运行时的复合向量为1×
D
阶的向量，
1≤k≤N
‑
max(
β
)
×
max(
α
)
；其中，为了能保证各运行状态量的非线性关系不产生变换，在式中嵌入维数向量
α
＝
[
α1，
α2，
…
，
α
m
，
…
，
α
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈定宇，朱强，林旻威，陈倩，张君琦，程航，汪逸帆，王桂裕，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：