[发明专利]一种智能开关柜故障诊断系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能开关柜故障诊断系统及方法，对智能开关柜内机械特性、绝缘特性、电能质量及智能操控单元进行实验数据采集，并利用专家知识对采集的数据进行分析判断，并给出故障诊断结果。

背景技术

智能开关柜是重要的电气产品，适用于发电厂、石油、化工、冶金、纺织、高层建筑等行业，作为输电、配电及电能转换之用。电气设备的故障的产生是有很多因素造成的。任何系统的异常现象，即使系统无法达到期望特性的现象，都可以称之为故障。

智能开关柜的在线监测及故障诊断是由信号采集、信号处理、状态识别与诊断决策构成。高压开关柜常见的监测内容包括绝缘性能监测、机械特性监测及电气性能监测。通常对电压、电流、功率和功率因数、有功和无功电能、电网频率以及断路器分/合工作状态等的检测功能，对过电流、短路、不平衡运行、电机启动、接地、过电压、欠电压等的保护等进行监测。具体包括：通过检测影响触头磨损量的开断电流和燃弧时间来判断触头的电寿命，通过检测关键部件的机械振动、分/合闸线圈电流和电压的波形变化、控制回路通断状态以及操动机构储能完成状况等信号来判断断路器的机械故障。高压开关柜的故障诊断主要是指机械和电气方面的故障。机械故障主要包括绝缘水平低、拒分及拒合、载流回路过热等；电气故障主要是指馈电线路的故障。

专家系统是利用知识和推理过程来解决需要大量的经验才能求解的复杂问题。一般的专家系统包括四个部分:知识库、推理机、综合数据库、人机界面。归纳来说诊断专家系统的工作过程为:系统对所采集的状态信息数据进行处理,将特征数据送入综合数据库,然后依据知识库中对应的诊断知识,由推理机采用其相应的推理方式,对设备的运行状态做出判别,并由解释模块按照其对应解释性知识对其诊断结果做出解释。

专家系统在故障诊断领域的应用非常广泛，长期以来，在航空、航天、电力、机械、化工、船舶等许多领域，故障检测与诊断技术与专家系统相结合，使工程的安全性与可靠性得到保证。

专家系统对系统设备的状态进行判断、识别故障的早期征兆、对故障部位及其严重程度和故障发展趋势做出判断,并根据分析诊断结果,在设备性能下降到一定程度或故障将要发生之前主动实施维修，避免事故进一步扩大化，为电气设备安全、稳定、长周期、全性能、优质运行提供了可靠的技术和管理保障。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能开关柜故障诊断系统及方法，其监测及进行故障诊断的模块包括开关柜内智能操控单元的温湿度显示模块、真空断路器机械特性、绝缘特性监测、电能质量监测。本发明提高了设备故障诊断的效率及准确性，及早发现设备的故障，为运行检修提供了有效地帮助，进而也提高了电力设备的运行的可靠性。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种智能开关柜故障诊断系统，包括下位机、实时数据库和专家系统，其中下位机包括智能操控单元、真空断路器机械特性监测单元、绝缘特性监测单元和电能质量监测单元，专家系统包括监测模块、推理机、综合数据库、故障诊断模块和知识库，智能操控单元、真空断路器机械特性监测单元、绝缘特性监测单元和电能质量监测单元通过以太网与实时数据库通信，实时数据库分别与监测模块和综合数据库通信，监测模块串接推理机后与综合数据库通信，知识库存储故障诊断的领域知识以及接收综合数据库内的实时监测信息，故障诊断模块接收综合数据库内的实时监测信息并进行故障诊断得到诊断结果。

一种智能开关柜故障诊断系统的诊断方法，开关柜内采用下位机中的智能操控单元、真空断路器机械特性监测单元、绝缘特性监测单元和电能质量监测单元进行数据采集并经过数据处理后通过以太网将实时数据上传至实时数据库中，实时数据库分别将实时数据传送至监测模块和综合数据库；推理机接收监测模块监测得到的实时数据并进行推理得到推理结果传送至综合数据库，知识库存储综合数据库实时数据，知识库采用基于产生式的知识表示法，知识库中规则的建立基于开关柜内机械故障、电气故障、温湿度故障及绝缘特性的判断，根据专家经验建立知识规则；故障诊断模块接收综合数据库内的实时监测信息并进行故障诊断得到诊断结果。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：

前述一种智能开关柜故障诊断系统，其中专家系统包括维修机制模块，所述维修机制模块接收综合数据库内的实时监测信息、推理机输出的推理结果以及故障诊断模块输出的诊断结果得到维修信息。

前述一种智能开关柜故障诊断系统的诊断方法，其中推理机采用基于产生式规则的推理及反向推理的混合推理方法。