用于在線監(jiān)測裝置實現(xiàn)開關(guān)設(shè)備健康診斷的方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及開關(guān)設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體為用于在線監(jiān)測裝置實現(xiàn)開關(guān)設(shè)備健康診斷的方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，對電力系統(tǒng)中的電力設(shè)備的智能化程度提出了更高要求。開關(guān)設(shè)備作為電力系統(tǒng)中最為重要的組成部分之一，要滿足智能電網(wǎng)的發(fā)展需要，尤其是智能變電站的建設(shè)需要，必須具有更高程度智能化。其中衡量開關(guān)設(shè)備化程度的重要標(biāo)準(zhǔn)就是能否實現(xiàn)運行狀態(tài)可視化，實現(xiàn)健康狀況的自我診斷，以此提高開關(guān)設(shè)別的可靠性，實現(xiàn)智能電網(wǎng)的建設(shè)需要。其中狀態(tài)可視化，就是要能夠使開關(guān)設(shè)備通過相關(guān)顯示裝置，將當(dāng)前運行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行直觀呈現(xiàn)，實現(xiàn)健康狀況的自我診斷，就是要能夠是開關(guān)設(shè)備通過對狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集，分析各參數(shù)是否處于正常范圍，綜合分析結(jié)果對健康狀況進(jìn)行判斷，并將結(jié)果進(jìn)行顯示，為相關(guān)設(shè)備管理人員提供決策支持。
[0003]目前在線監(jiān)測技術(shù)作為實現(xiàn)開關(guān)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)獲取、健康狀況診斷的主要方式已經(jīng)開始被廣泛采用。現(xiàn)有開關(guān)設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)通常通過下位機(jī)獲取開關(guān)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集完成后上傳至與其相連的上位機(jī)中，由上位機(jī)對采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理與結(jié)果呈現(xiàn)。通過這種方式可以充分發(fā)揮作為上位機(jī)的計算機(jī)的強(qiáng)大運算能力，快速的呈現(xiàn)狀態(tài)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確的進(jìn)行健康狀況診斷。但是采用這種技術(shù)安裝在開關(guān)設(shè)備本體中的裝置沒法直接呈現(xiàn)狀態(tài)數(shù)據(jù)與健康狀況診斷結(jié)果，而是要將數(shù)據(jù)傳至指定的計算機(jī)中，這樣不僅會增加在線監(jiān)測裝置的成本，而且便利性不夠、不利于數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理。尤其對于一些中低壓開關(guān)設(shè)備產(chǎn)品而言，由于成本低，如果不能通過裝置直接實現(xiàn)開關(guān)設(shè)備健康狀態(tài)診斷的話，將導(dǎo)致該類產(chǎn)品智能化難以普及推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種成本低廉，能夠直接在設(shè)備本體呈現(xiàn)健康狀況，方便數(shù)據(jù)管理和設(shè)備維護(hù)的，用于在線監(jiān)測裝置實現(xiàn)開關(guān)設(shè)備健康診斷的方法及系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0006]用于在線監(jiān)測裝置實現(xiàn)開關(guān)設(shè)備健康診斷的方法，包括如下步驟，
[0007]步驟一，數(shù)據(jù)分類存儲;通過開關(guān)設(shè)備在線監(jiān)測裝置的內(nèi)部總線，實時監(jiān)測每個開關(guān)的穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后按各個開關(guān)的測量參量進(jìn)行分類存儲；
[0008]步驟二，建立包括穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)模型、暫態(tài)數(shù)據(jù)模型和健康診斷模型的比對數(shù)據(jù)模型；根據(jù)每個開關(guān)設(shè)備的設(shè)計參數(shù)建立對應(yīng)的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)模型，用于將其設(shè)計參數(shù)進(jìn)行固化存儲;根據(jù)每個開關(guān)設(shè)備的出廠檢測數(shù)據(jù)建立對應(yīng)的暫態(tài)數(shù)據(jù)模型，用于將其出廠檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行固化存儲;分別對穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)模型和暫態(tài)數(shù)據(jù)模型中對應(yīng)的數(shù)據(jù)增加閥值，建立得到設(shè)備健康診斷模型；
[0009]步驟三，獲取當(dāng)前開關(guān)設(shè)備本次動作的穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析;根據(jù)健康診斷模型設(shè)定的閥值對穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行閥值比對，得到正常、警告或告警的診斷結(jié)果;穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)包括開關(guān)分合閘次數(shù)、斷口狀態(tài)和觸頭總行程;對暫態(tài)數(shù)據(jù)采用擬合算法和插值算法，擬合成開關(guān)的操作電流曲線和觸頭行程曲線，再根據(jù)健康診斷模型設(shè)定的包絡(luò)線對開關(guān)的操作電流曲線和觸頭行程曲線進(jìn)行比對，得出當(dāng)前開關(guān)設(shè)備的性能指標(biāo)的狀態(tài)為正?；虍惓?對運行一次側(cè)電流的動態(tài)數(shù)據(jù)通過加權(quán)累加算法得到觸頭的電壽命值；
[0010]步驟四，生成健康診斷報告;所述的健康診斷報告包括當(dāng)前開關(guān)設(shè)備本次動作的所有監(jiān)測數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)分析的結(jié)果和開關(guān)性能指標(biāo)的狀態(tài)曲線;根據(jù)該開關(guān)設(shè)備性能指標(biāo)的歷史數(shù)據(jù)擬合得到的開關(guān)性能指標(biāo)的狀態(tài)曲線；
[0011]步驟五，將所有在線監(jiān)測裝置生成的健康診斷報告以統(tǒng)一的變電站內(nèi)通訊網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)上傳到站控層。
[0012]優(yōu)選的，步驟一中，對數(shù)據(jù)分類儲存時，只存儲不多于設(shè)定儲存量的最新數(shù)據(jù)。
[0013]優(yōu)選的，步驟三中，當(dāng)開關(guān)為具有SF6氣室的開關(guān)時，進(jìn)行比對的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)還包括SF6的溫度、壓力和微水。
[0014]優(yōu)選的，步驟三中，開關(guān)設(shè)備的性能指標(biāo)包括分閘或合閘時間、分閘或合閘速度、觸頭行程、操作電流持續(xù)時間和操作電流最大值。
[0015]優(yōu)選的，步驟四中，具體的，健康診斷報告中包括開關(guān)分合閘次數(shù)、分合閘速度和時間、斷口狀態(tài)、觸頭行程、觸頭電壽命、操作電流持續(xù)時間和操作電流最大值;當(dāng)開關(guān)為具有SF6氣室的開關(guān)時，還包括SF6氣室的狀態(tài)參量。
[0016]優(yōu)選的，步驟五中，所述的變電站內(nèi)通訊網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)為IEC61850標(biāo)準(zhǔn)。
[0017]優(yōu)選的，步驟五中，當(dāng)在線監(jiān)測裝置向站控層上傳生成的健康診斷報告時，同時上傳一個用于標(biāo)識該報告內(nèi)數(shù)據(jù)是否超過正常值的報告信號；當(dāng)有狀態(tài)數(shù)據(jù)超過正常值，報告信號跳變?yōu)轭A(yù)警信號，否則跳變?yōu)檎Ｐ盘枴?br>[0018]用于在線監(jiān)測裝置實現(xiàn)開關(guān)設(shè)備健康診斷的系統(tǒng)，包括內(nèi)部總線、存儲單元、數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)模型單元、報告單元和通信單元；
[0019]內(nèi)部總線用于對實時監(jiān)測每個開關(guān)的穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸；
[0020]存儲單元用于對進(jìn)行預(yù)處理后的監(jiān)測數(shù)據(jù)按各個開關(guān)的測量參量進(jìn)行分類存儲；
[0021]數(shù)據(jù)模型單元用于建立包括穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)模型、暫態(tài)數(shù)據(jù)模型和健康診斷模型的比對數(shù)據(jù)模型；
[0022]數(shù)據(jù)處理單元用于根據(jù)比對數(shù)據(jù)模型和采集到的當(dāng)前開關(guān)設(shè)備本次動作的穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)對比處理，得到數(shù)據(jù)分析結(jié)果；
[0023]報告單元用于根據(jù)當(dāng)前開關(guān)設(shè)備本次動作的所有監(jiān)測數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)分析的結(jié)果和開關(guān)性能指標(biāo)的狀態(tài)曲線生成健康診斷報告；
[0024]通信單元用于在統(tǒng)一的變電站內(nèi)通訊網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)下將所有在線監(jiān)測裝置生成的健康診斷報告上傳到站控層。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果:
[0026]本發(fā)明通過監(jiān)測的開關(guān)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)及健康模型，獲取開關(guān)設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并對狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類存儲、對比分析與相應(yīng)處理，通過將狀態(tài)數(shù)據(jù)與存儲的健康狀況診斷數(shù)據(jù)模型進(jìn)行匹配，從而能夠通過在線監(jiān)測裝置自動檢測開關(guān)設(shè)備的運行狀態(tài)和健康狀況，并將檢測結(jié)果直接生成健康狀態(tài)診斷報告，如果診斷結(jié)果中有數(shù)據(jù)超過正常值，則顯示開關(guān)設(shè)備處于不健康狀態(tài)，將給予告警提示，并在統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議下實現(xiàn)對站控層的上傳和匯總，為相關(guān)人員提供決策支持;從而站控層能夠直接獲取每個開關(guān)設(shè)備在線監(jiān)測的數(shù)據(jù)和狀態(tài)。本發(fā)明提供的方法成本低，能夠用于在線監(jiān)測裝置中，利用現(xiàn)有資源實現(xiàn)開關(guān)設(shè)備高度智能化，同時便于站控層狀態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，可以滿足開關(guān)設(shè)備智能化和可視化的發(fā)展需要。
[0027]進(jìn)一步的，通過同時上傳的報告信號，能夠更加方便和明確的對診斷報告的結(jié)果進(jìn)行指示，方便后續(xù)的調(diào)用和判斷，提高整體運行效率。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明所述健康診斷方法的流程圖。
[0029]圖2為本發(fā)明所述系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，所述是對本發(fā)明的解釋而不是限定。
[0031]參閱圖1，本發(fā)明所提供的方法首先通過內(nèi)部總線從在線監(jiān)測裝置獲取開關(guān)設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，完成單次狀態(tài)數(shù)據(jù)的獲取后，立即將數(shù)據(jù)傳輸至存儲單元，內(nèi)部總線可以同時獲取多種狀態(tài)數(shù)據(jù)，不同的數(shù)據(jù)由將按照其類型，也就是開關(guān)的測量參量發(fā)送至存儲單元。存儲單元負(fù)責(zé)存儲來自內(nèi)部總線的歷次狀態(tài)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)狀態(tài)數(shù)據(jù)的長期分類存