[发明专利]一种高压开关柜多维状态智能监测系统和方法

权利要求书

1.一种高压开关柜多维状态智能监测系统，其特征在于：包括服务器，与服务器连接的至少一个数据采集模块，与数据采集模块连接的若干传感器；

传感器包括触头视频监控模块、局放传感器、交流互感器、霍尔电流传感器、振动传感器、测温平板天线、温度湿度传感器；局放传感器包括TEV传感器和AE超声传感器；

TEV传感器和AE超声传感器安装于开关柜内表面；测温传感器安装于动触头；振动传感器固定在断路器上；交流互感器和霍尔电流传感器卡装在仪表室的控制线路上；视频监视模块在开关柜内壁，开关柜带电状态下监视柜内设备运行情况，及时了解设备是否出现异常。

2.根据权利要求1所述的高压开关柜多维状态智能监测系统，其特征在于：数据采集模块为设于站内每面柜子的内置智能采集器，实时监测、采集柜内所有传感器数据，并通过内部通讯子网无线或有线方式将数据上传至智能通讯终端。

3.根据权利要求1所述的高压开关柜多维状态智能监测系统，其特征在于：至少一个数据采集模块通过智能通讯终端上传数据至服务器；通讯终端通过系统内部总线接收站端所有采集器数据，再通过其以太网接口连变电站端内网交换机，数据通过电力专用内网发送给服务器。

4.根据权利要求1所述的高压开关柜多维状态智能监测系统，其特征在于：温度湿度传感器安装在动触头或隔离刀闸触头或者电缆端头，接收天线安装在电缆室或都路器室的内侧壁，根据柜内安全距离及空间大小确定具体位置；

TEV传感器和AE超声传感器安装在电缆室，TEV传感器靠近柜体内有金属接缝部位，AE超声波传感器朝向局放多发部位；

机械特性监测用电流传感器都安装在继电仪表室内，对应卡装在分闸、合闸、储能电机线圈回路上；其他采集器、通讯终端、电源转换器安装在继电仪表室内的DIN导轨上。

5.根据权利要求1所述的高压开关柜多维状态智能监测系统，其特征在于：高压开关柜中：

对于温度特性：测温范围为0℃~175℃；测温范围内温度测量误差不大于±2℃；分辨率0.1℃；采样周期≤10s；

对于超声波局部放电检测性能：非接触式检测仪检测灵敏度不大于40dB；非接触方式20kHz～60kHz 范围内；线性度误差不大于±20%；

对于暂态地电压法局部放电检测性能：频率范围3MHz~100 MHz，且频带宽度不小于20MHz；线性度的误差不大于±20%；脉冲计数要求误差不大于±20%；

对于断路器机械特性：

3路直流检测通道，检测分闸合闸线圈电流、储能电机电流；计算分合闸时间、周期、电流等特征参数；监测储能机械链路及储能电机的电气回路状态；3路交流检测通道，检测电流互感器二次侧电流；图谱显示电流特征波形曲线；分合闸线圈霍尔电流传感器、储能电机霍尔电流传感器：检测范围0~10A，误差不大于1%；互感器二次侧交流电流传感器：检测范围0~10A，误差不大于1%。

6.根据权利要求2所述的高压开关柜多维状态智能监测系统，其特征在于：智能采集器包括温度采集模块、局放采集模块、机械特性采集模块和振动采集模块；

温度采集模块将温度信息实时传送至服务器的测温管理装置，记录数据，判断是否需要进行温度异常报警；

局放采集模块控制TEV与AE传感器，实时采集TEV传感器中的暂态对地电压信号与AE传感器中的声发射信号，分析对比有无异常信号，并将信号进行数字化转换，最终上传服务器，判断当前开关柜是否有需要进行局放报警；

机械特性采集模块通过监测获取霍尔电流传感器中的电流参数，得出断路器分合闸过程的时间、速度以及运动过程信息，分析得到的监测数据中是否存在分合闸异常，判断是否需要进行机械操作异常报警；

振动采集模块负责处理振动传感器的采集信号，监测传感器位置所接收到的XYZ三轴的振动量，得到三维立体的振动信息，根据经验及正常信号的相似性判断有无振动异常。

7.一种高压开关柜多维状态智能监测方法，其特征在于：包括如下步骤：

对高压开关柜关键点温度、局部放电状态、机械操作状态进行实时监控，采集若干传感器数据，判断开关柜状态是否异常，其中：

通过温度湿度传感器实时监控开关柜中的关键点温度，对温度异常进行预警；

通过AE传感器监测高压开关柜中的异常超声信号，结合TEV传感器的监测结果，实时判断开关柜中是否有局部放电现象发生；

通过霍尔电流传感器，获取开关柜中闸刀的分合时间、分合速度以及运动过程曲线，实时分析每一次闸刀开合的过程是否卡涩或其它异常。