[发明专利]电力安全综合监测装置及其分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统运行监控领域，具体而言涉及一种电力安全综合监测装置及其分析方法。

背景技术

现有的安全监测仪表功能单一，电力监测仪表侧重于基本电力参数的监控，而电气火灾监测仪表则侧重于烟气、温度的监测，对电能质量问题引起的电气火灾则没有监测作用。目前，尚未有一种有效的监控仪表既可对局部电位的电能质量、电气火灾隐患进行实时在线监控，而且还可作为电力安全监控系统的数据采集装置和数据预处理模块，降低数据传输量和系统的信息处理量。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明旨在提供一种电力安全综合监测装置及其分析方法，独立使用时可以对局部电位的电能质量、电气火灾隐患进行实时在线监控，组网时可作为电力安全监控系统的数据采集装置和数据预处理模块，降低数据传输量和系统的信息处理量。

本发明的另一方面还提出一种电力安全综合分析方法。

为达成上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种电力安全综合监测装置，包括传感器组、预处理模块、电能质量分析模块、微处理器、存储器以及通信模块，其中：预处理模块、电能质量分析模块、存储器、以及通信模块分别连接至微处理器；

所述传感器组包括多个用于采集用电设备运行参数的传感器，并分别连接至所述预处理模块的对应接口以建立模拟信号的传输通道；

所述预处理模块，用于对前述运行参数进行预处理；

所述电能质量分析模块，基于预处理后的运行参数进行电能质量分析并将电能质量参数传输至微处理器；

所述通信模块，包括无线通信子模块、现场总线接口模块以及互联网接口模块中的至少一种；

所述存储器，用于存储用电设备安全数据库、用电安全分析数据库和电气安全综合分析模块；所述用电设备安全数据库，用于存储安全生产工艺和电气安全数据，是根据国内外同行业主流生产工艺和行业内主要用电设备用电安全数据经综合分析后编制，并结合用户实际生产运行状况加以调整后制定，其中用电设备超限越限设定值用户可结合本单位实际生产工艺加以调整；所述微处理器在进行电气安全综合分析时直接调用相关数据进行比对分析；所述用电安全分析数据库，用于存储微处理器进行电气安全综合分析后产生的电气安全分析图表，供显示模块和通信模块调用； 

所述微处理器，根据电能质量参数和预处理后的运行参数，调用电气安全数据库中的电气安全数据进行比对，运用比对结果来分析电网和用电设备的安全状况以及电气火灾隐患，并基于电气火灾隐患分析结果控制通讯模块发送火灾预警信号。

进一步，所述传感器组包括电力互感器、温度传感器和烟气传感器，分别连接至所述预处理模块的电力参数接口、温度接口和烟气接口以建立模拟信号的传输通道。

进一步，所述预处理模块包括鉴相电路、电力参数模数转换电路、温度参数模数转换电路、烟气参数模数转换电路、数据缓存区、接口电路以及子处理器，其中：鉴相电路用于对传感器组采集的三相电压信号、三相电流信号以及对应相的电压电流信号进行鉴相处理，获得三相电压相位差、三相电流相位差、各相电压电流相位差信号；模数转换电路用于对前述三相电压信号、三相电流信号、三相电压相位差信号、三相电流相位差信号、各相电压电流相位差信号转换为数字信号；温度参数模数转换电路用于将传感器组采集的温度信号转换为数字信号；烟气参数模数转换电路用于将传感器组采集的烟气信号转换为数字信号；子处理器控制前述数字信号通过接口电路传输至数据缓冲区并进行基础数据分析，并将分析结果存入数据缓冲区，基础数据分析包括：根据电压电流相位差信号计算各相功率因数及总功率因数；采用过零计数法计算各相电压电流频率以及频差；根据电压电流信号、电压电流相位差信号计算各相有功功率、无功功率以及总有功功率、总无功功率；根据三相电流信号和零线电流信号采用平衡法计算漏电流；计算各相有功功率当前负荷率；根据有功功率、无功功率采用数值积分方法计算当前有功电量和无功电量。

进一步，所述电能质量分析模块根据预处理后的运行参数中的电力参数进行相电压分析、线电压分析、相电流分析、电流谐波分析以及电压谐波分析，其中：

相电压分析：计算相电压偏差和三相电压不平衡度；

线电压分析：计算线电压偏差和三相线电压不平衡度；

相电流分析：计算三相电流不平衡度；

电流谐波分析：计算谐波电流奇次总畸变率、偶次总畸变率、各相2-31次谐波电流含有率：

电压谐波分析：计算电压基波有效值、谐波电压总畸变率、奇次谐波总畸变率、偶次谐波总畸变率、各相2-31次谐波含有率；