[发明专利]融合电流监测的配电设备状态监测装置及发热检测方法

说明书

本发明公开了一种融合电流监测的配电设备状态监测装置及发热检测方法，包括交互层、物理层和通信层；所述物理层包括：温度采集模块，用于采集配电设备的温度；电流采集模块，用于采集配电设备电流；数据处理与传输控制模块，包括数据处理子模块与通信子模块，所述数据处理子模块用于对采集到的温度及电流数据进行融合分析，并由通信子模块将分析结果发送至所述交互层；以及为物理层供电的自具电源模块。本发明所述的配电设备发热异常检测方法，利用“温升每电流平方密度值”作为特征值，对温升以及电流平方值构成的二维分布区间进行划分，可以识别出将正常工作电流引起的温升，使得配电设备的状态评价的结果具有更高的准确度和可信度。

技术领域

本发明涉及一种配电设备状态监测装置以及检测配电设备异常发热的方法，尤其涉及一种融合电流监测的配电设备状态监测装置及配电设备异常发热的检测方法。

背景技术

配电网作为电网的重要组成部分，是影响电网供电可靠性的关键环节，统计发现，影响配电设备运行安全的主要因素是设备发热及放电。将物联网技术应用于电网运检领域，有利于整合电网信息资源，实现电网信息的精细化、模型化和可视化，但目前物联网在电网的应用还较为简单。配电物联网作为物联网技术在电网运检中的新应用，运用物联网技术提高配电设备或者线路的可观、可测、可控能力是配电网未来的重要发展方向。

为了解决配电设备的可观及可测的问题，随着配电设备数量增加以及观测需求不断提升，大量的不同类型的传感器被布置在配电网中。传感器数量的增加一方面使得传感器安装的难度增加，同一个观测点往往需要设置两个甚至更多个传感器才能够满足系统观测需求；另一方面，传感器数量的增加也使得传感器网络变得更加复杂，大量传感器带来的成倍增加的电源线、数据线降低了系统的安全性以及可靠性。如何降低传感器的数量，实现传感器的集成化、小型化以及无线化是应对传感器数量不断增加需要解决的关键问题。

在获得可靠的观测数据的基础上，针对配电设备发热的主要监测变量为温度。现有的单一利用温度对配电设备进行评价的方法，没有兼顾配电设备的实际运行电流，无法有效评估是设备运行电流增加导致的自然温升、还是设备缺陷导致的异常温升，存在片面性。如何兼顾温度以及实际的运行电流对配电设备状态进行划分及评价，是综合利用观测数据并实现全面客观评价的关键。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种融合电流监测的配电设备状态监测装置及发热检测方法，能够同时采集配电设备的电流、温度数据并进行融合分析，对配电设备异常发热情况进行更精确的检测。

技术方案：本发明所采用的技术方案是一种融合电流监测的配电设备状态监测装置，包括交互层、物理层和通信层；所述物理层包括：温度采集模块，用于采集配电设备的温度；电流采集模块，用于采集配电设备的电流；数据处理与传输控制模块，用于对采集到的温度及电流数据进行结合分析，并将分析结果发送至所述交互层；以及为装置供电的自具电源模块。所述数据处理与传输控制模块包括用于分析数据的数据处理子模块与用于传输信息的通信子模块。其中，为保证测量精度以及尽量减小装置占用体积，所述温度采集模块优选采用铂电阻传感器采集温度信息，所述电流采集模块优选采用霍尔元件采集电流信息。

所述交互层用于提供物理层与用户的信息交互接口，为用户提供交互信息。

所述通信层用于与物理层进行数据交互。所述通信层采用LoRa网关实现物联网通信。

在一种温度和电流数据融合分析的方案中，所述数据处理子模块中集成有模型层，用于存储配电设备电流的平方与其对应温升的试验数据，所述实验数据用于作为比对数据以对温度及电流数据进行结合分析；所述结合分析是将配电设备的温升与电流平方的数据在所述试验数据形成的二维区间中进行比对，分析落入二维区间的位置。

为满足传感器的低功耗应用需求，所述数据处理与传输控制模块中的通信子模块通常是处于休眠状态的，由定时器唤醒，唤醒后对外接收并传送数据。