[发明专利]GIS/GIL设备机械振动状态在线监测及机械故障云诊断系统

权利要求书

1.GIS/GIL设备机械振动状态在线监测及机械故障云诊断系统，其特征在于：该系统包括GIS/GIL设备不同气室及构件的振动分布式感知层、GIS/GIL设备云诊断系统运行信息的网络通信层和GIS/GIL设备云诊断系统应用层。

2.根据权利要求1所述的GIS/GIL设备机械振动状态在线监测及机械故障云诊断系统，其特征在于：所述GIS/GIL设备不同气室及构件的振动分布式感知层由信号监测网络组成，包括振动分布式模态监测网络和设备其他运行信息感知网络，进而由信号调理终端、数据采集终端、数据分析处理终端和数据通信终端开展进一步的数据接入和分析。

3.根据权利要求2所述的GIS/GIL设备机械振动状态在线监测及机械故障云诊断系统，其特征在于：所述振动分布式模态监测网络的监测对象为站内不同GIS/GIL设备间隔的隔离和接地开关、电流电压互感器、断路器、避雷器以及母线气室，监测网络的传感器根据内部导电回路、异响结构的几何分布和功能部件进行布置，在工作面和关键连接结构处进行加密布置；

传感器选择压电加速度传感器，并根据机构类型、响应水平、振动形式的不同匹配不同的带宽和灵敏度；

设备其他运行信息感知网络对GIS/GIL设备的局放特高频信号、超声信号、运行的电压电流信息、现场噪声水平、红外测温信息、断路器操作状态、泄露或接地电流信息进行接入和分析，实现对GIS/GIL设备绝缘状态、温度水平、负荷水平和电能质量状态进行充分掌握。

4.根据权利要求3所述的GIS/GIL设备机械振动状态在线监测及机械故障云诊断系统，其特征在于：所述GIS/GIL设备云诊断系统运行信息的网络通信层包括硬件系统和软件系统；硬件系统用于数据高速采集汇总、数据解析存储、数据交互通信和设备运行状态显示，软件系统基于智能终端硬件资源，利用边缘计算和人工智能技术开展设备运行模态监测、在地智能分析、功能远程维护、设备安全管控和数据上载通信操作；

所述硬件系统由机械振动状态智能数据采集、通信和处理终端、站内其他物理信息在线监测终端和云诊断服务单元组成；

智能数据采集、通信和处理终端是对振动分布式模态网络数据进行高速采集、在地存储、通信和分析的作用，包括以下单元：

信号调理单元：将振动分布式模态监测网络的多路传感器输出的小信号进行放大并定标为适合于模/数转换的模拟信号；

高速AD和滤波单元：将信号调理单元的输出信号进行高速的A/D采集，将多路振动模拟信号并行转化为数字信号；同时对信号的环境噪声进行滤波处理；

数据通信单元：实现站内设备的局域网通信和与云服务器的远程通信功能；站内设备通过有线、Wi-Fi和ZigBee通信方式与振动智能终端进行局域信息连接和交互，智能终端将数据上载、运维服务和软件更新请求与云服务单元建立即时通信，通信方式包括VPN有限和GPRS无线；

信号接入单元：对站内GIS/GIL设备局放、温度、电压/电流在线监测设备提供数据结构API，实现不同类型测量信号的接入和汇总；

数据存储单元：实现在线实时监测数据、GIS/GIL设备机械缺陷图谱数据库、软件系统资源、设备资料信息的批量存储和管理功能；

数据处理单元：基于SIMD架构配置多核加强型MCU处理器，采用加速器IP升级计算功能；数据处理单元为系统运算、数据筛选和边缘诊断提供高效的数据处理能力；

界面显示单元：界面显示单元实现对系统主控界面、GIS/GIL设备振动频谱、电力设备运行结构模态、设备机械状态评估结果的实时显示；

输入控制单元：实现运维人员的系统操作、请求命令和外部信息的录入功能；

所述软件系统包括数据管理、界面交互、机械状态诊断、软件维护更新和云端深度分析部分；软件系统为将终端数据开展信息筛选、在地处理分析和边缘计算功能，减少云端的计算压力。