[发明专利]一种智能开关状态综合在线监测与故障诊断装置

说明书

一种智能开关状态综合在线监测与故障诊断装置，包括机械特性状态监测单元、SF₆气体状态监测单元、避雷器状态监测单元、局部放电状态监测单元和信息管理单元。各监测单元之间及各监测单元和信息管理单元采用插件式，通过装置内部CAN网和以太网进行通信和数据交互。本发明装置能够对开关本体的机械特性状态、SF₆气体状态、避雷器状态和局部放电状态进行全方位的实时综合在线监测。依据开关状态的参数信息，采用故障诊断和数据融合技术对开关的状态作出融合决策分析，得出决策结论。装置可通过IEC61850规约和站控层后台监控系统通信，将数据和诊断结果上送至后台监控系统，并生成诊断日志和告警信号。

技术领域

本发明属于电力装置监测技术领域，涉及一种智能开关状态综合在线监测与故障诊断装置，特别适用于按IEC61850标准设计的智能变电站，10KV及以上的智能变电站三相联动或三相分相开关状态的综合在线监测和故障诊断。

背景技术

近几年，随着光伏、风电等新能源发展，国家电网也大力推广智能电网的建设来满足新能源并网的需求。高压开关作为智能电网重要组成部分，主要用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用的电气设备，其运行的稳定性直接影响到电网安全运行。高压开关长期工作在高电压、大电流的环境下，开关本体材料在强电场下会发生劣化，再者其SF₆气体长时间发生泄漏现象，导致绝缘性能和电气性能下降。根据历年来开关事故统计，开关拒分、拒合、误动、SF₆气体泄漏和局部放电等故障发生频率较高，直接影响了电力系统的稳定运行，也带来了严重的经济损失。因此，对运行中开关的进行在线监测，实时掌握开关的运行状态，及时发现故障隐患，对整个电网的稳定运行具有深远的意义。

在线监测技术依托于传感器技术和信号处理技术，通过采集电力设备关键部位的运行数据，结合先进的智能诊断方法，分析判断设备的运行情况，对可能发生的故障进行诊断和预警。这样既避免了事故的进一步发展而造成严重事故，也减少不必要的维修，实现预知性、针对性的维修。开发研制一种实时、智能的在线监测装置，掌握设备运行情况，及时发现故障隐患、采取措施，避免事故进一步扩大，对保障电网安全运行具有深远的理论意义和广泛的实用价值。

目前，市场上的开关在线监测装置种类较多，但大多是功能相对单一，即一台装置只能监测开关的一种状态。如若实现开关本体的各状态全方位监测需要多台装置配合，不仅配置复杂、成本较高、工程实施困难，还大量占用了开关户外柜的使用空间。

发明内容

基于现有技术中存在的上述问题，本发明提出了一种智能开关状态综合在线监测与故障诊断装置，可以用一台装置实现开关整体状态的全方位监测。智能开关状态综合在线监测与故障诊断装置基本涵盖了开关整体状态的监测内容，主要包括机械特性状态、SF₆气体状态、避雷器状态和局部放电状态的在线监测，能够计算开关本体的特征参数，通过故障诊断和数据融合技术来判别开关的故障情况及运行状态，发出报警信号，并将故障参数和波形数据通过以太网上传至后台监控系统。

本发明具体采用以下技术方案：

一种智能开关状态综合在线监测与故障诊断装置，包括机械特性状态监测单元、SF₆气体状态监测单元、避雷器状态监测单元、局部放电状态监测单元和信息管理单元；其特征在于：

各监测单元之间及各监测单元和信息管理单元采用插件型式，通过在线监测与故障诊断装置内部CAN网和以太网进行通信和数据交互，信息管理单元经以太网通过IEC61850通信规约将数据上传至变电站后台监测系统。

本发明进一步包括以下优选方案：

所述机械特性状态监测单元包括机械特性状态传感器模块和机械特性数据处理模块，传感器模块和机械特性数据处理模块通过屏蔽电缆相连。