一種智能型避雷器帶電檢測數據分析系統及方法與流程
2023-06-28 21:55:26
本發明涉及避雷器帶電檢測裝置技術領域，尤其涉及一種智能型避雷器帶電檢測數據分析系統及方法。
背景技術：
目前，避雷器是保證電力系統安全運行的重要設備之一。金屬氧化物避雷器帶電測試儀是避雷器帶電測試的主要技術手段，洩漏電流的變化可以反映避雷器的受潮、老化、接觸不良等缺陷，通過在運行電壓下測量避雷器的洩漏電流，一般可以較準確判斷出避雷器是否存在缺陷。一般避雷器帶電測試在每年雷雨季節前後進行，需要測量避雷器的全電流和阻性電流，並與初次試驗和歷次試驗數據比較，按照規程，當避雷器阻性電流增長大於1.5倍時，則表明避雷器產生故障，此時需要停電進一步開展其他試驗，查明原因。避雷器測試數據中的阻抗角的變化、奇次電流的變化從一定程度上也能反映出避雷器狀態的改變。除此之外，測試過程中環境溫溼度的變化、不同時間段系統負荷的改變、系統電壓的波動也是測試數據分析判斷時需要考慮的重要因素。但是目前存在的問題是：
1、避雷器帶電測試完成後，試驗數據主要以列印或手抄的形式，或者使用移動存儲裝置拷貝，由於變電站避雷器數量眾多，費時費力，且易出錯，嚴重影響避雷器帶電測試的效率；
2、對於同一組避雷器本次試驗數據的分析判斷，需要結合初始值及歷次試驗值進行綜合比對分析，這需要找到歷次該組避雷器的帶電檢測報告，進行人工計算比對，並翻閱相關規程進行分析判斷，多座變電站多組避雷器檢測數量龐大，同樣費時費力且難免造成誤判；3、避雷器帶電測試過程中，由於規程的片面導致試驗人員只注重避雷器全電流和阻性電流的測試，而忽視記錄阻抗角、奇次電流、實時的環境溫溼度、實時的系統負荷情況、實時的系統電壓情況，這並不科學嚴謹，不利於試驗數據的保存與對比分析，同樣可能會造成誤判，影響避雷器早期缺陷的發現和及時處理。因此，需要一種新的避雷器帶電檢測裝置客服上述技術缺陷。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種智能型避雷器帶電檢測數據分析系統及方法，能夠解決避雷器帶電測試完成後試驗數據保存後自動上傳並實時綜合比對分析，對可能造成的人工誤判可以通過計算程序予以避免，對可能由於測試環境的改變導致的設備誤判可以通過設備全因素分析後轉入人工判斷模式進行最終判斷。
本發明採用的技術方案為：
一種智能型避雷器帶電檢測數據分析系統，包括避雷器帶電測試儀和用於監測各個待測避雷器環境數據的變電站集控平臺，還包括數據分析系統和設置在避雷器帶電測試儀的箱體內的nfc通信裝置，避雷器帶電測試儀及nfc通信裝置均帶有usb接口，避雷器帶電測試儀經usb接口與nfc通信裝置相連，避雷器帶電測試儀通過nfc通信裝置與數據分析系統進行無線數據傳輸通訊；
所述的數據分析系統包括nfc天線、gprs內置天線、存儲器、處理器及顯示器，nfc發送天線、gprs內置天線、存儲器及顯示器分別與處理器相連；變電站集控平臺通過gprs通信裝置和gprs內置天線與數據分析系統進行數據通訊，且gprs通信裝置中還設置有用於同步的時鐘模塊；
所述的nfc通信裝置包括微控制器、nfc晶片、nfc接收天線及usb接口，nfc晶片經串行接口spi與微控制器通信，nfc天線與微控制器相連，微控制器經nfc晶片及nfc天線與數據分析系統通信,微控制器還經usb接口與避雷器帶電測試儀相連。
所述的避雷器帶電測試儀箱體內置感應區域，nfc天線緊靠避雷器帶電測試儀箱體內置感應區域的內壁設置，且感應區域的箱體外側粘貼有「數據讀取處」標誌。
所述的避雷器帶電測試儀採用金屬氧化物避雷器帶電測試儀，能夠實現避雷器全電流和阻性電流測量。
一種給予如權利要求1所述智能型避雷器帶電檢測數據分析系統的分析方法，包括如下步驟：
a：初始化智能型避雷器帶電檢測數據分析系統，然後通過避雷器帶電測試儀測量包括全電流、參考電壓、阻性電流、阻抗角、奇次電流等的所有實測數據，並利用nfc通信裝置將避雷器帶電測試儀所有實測數據通過無線傳輸至該智能型避雷器帶電檢測數據分析系統；
b：智能型避雷器帶電檢測數據分析系統根據避雷器運行編號命名及存儲，同時利用nfcgprs通信裝置將變電站集控平臺上的實時測試環境數據也通過無線傳輸至該智能型避雷器帶電檢測數據分析系統，所述的實時測試環境數據包括實時環境溫溼度、該組避雷器所在線路實時系統負荷、該組避雷器所在線路實時電壓；
c：將所有獲取到的數據自動生成報表，並一一對應填入，在所有實測數據及測試環境數據均一一填入對應後，開始對此次實測數據進行分析比對；
d：通過與設定進系統的國家電網公司最新版本的關於避雷器帶電測試的標準規程（例如dl/t393輸變電設備狀態檢修試驗規程、q/gdw13221000kv交流電氣設備預防性試驗規程中有關避雷器帶電檢測項目的描述，這兩個規程是目前現場測試引用最廣泛的規程）對比，自行判斷本次測試結果是否符合規程要求，符合存儲即可；當計算結果不滿足規程要求時，系統將對歷次測試結果擬合出所有對應數據的趨勢圖，從而完成分析。
本發明在現有的避雷器帶電測試儀檢測的基礎上擬增加一個配套輔助裝置，即一種智能型避雷器帶電檢測數據分析系統，該系統通過無線方式接收避雷器帶電檢測裝置主機的實測數據及變電站集控平臺上的實時數據，並將包括全電流、阻性電流、阻抗角、奇次電流等實測數據及變電站集控平臺上的實時環境溫溼度、實時系統負荷、實時系統電壓等實時數據以測試時間為基準自動導入相應表格，並且可以結合曆次試驗數據測試值在後臺計算本次測試數據的偏差，對偏差結合最新的相關規程標準予以判斷，對於超出相關規程標準的數據會自動生成測試環境差異提示表，並進入人工判斷模式。該系統對試驗數據的分析判斷準確率高，把工作人員從繁瑣的後期數據分析處理中解放出來，並能實現避雷器狀態檢測的及時有效，節省了後期大量數據處理分析及信息反饋的時間；同時可以用於科研目的，觀察很多平時測試時並未關注的參數（如阻抗角、奇次電流、實時系統負荷、實時系統電壓、環境溫溼度）與避雷器狀態檢測的關係，與具有良好的工程應用、科學研究及推廣價值。
附圖說明
圖1為本發明的結構原理框圖；
圖2為本發明的流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明作進一步的說明。
如圖1和2所示，本發明包括一種智能型避雷器帶電檢測數據分析系統，包括避雷器帶電測試儀和用於監測各個待測避雷器環境數據的變電站集控平臺，還包括數據分析系統和設置在避雷器帶電測試儀的箱體內的nfc通信裝置，避雷器帶電測試儀及nfc通信裝置均帶有usb接口，避雷器帶電測試儀經usb接口與nfc通信裝置相連，避雷器帶電測試儀通過nfc通信裝置與數據分析系統進行無線數據傳輸通訊；
所述的數據分析系統包括nfc天線、gprs內置天線、存儲器、處理器及顯示器，nfc天線、gprs內置天線、存儲器及顯示器分別與處理器相連；變電站集控平臺通過gprs通信裝置和gprs內置天線與數據分析系統進行數據通訊，且gprs通信裝置中還設置有用於同步的時鐘模塊；
所述的nfc通信裝置包括微控制器、nfc晶片、nfc天線及usb接口，nfc晶片經串行接口spi與微控制器通信，nfc天線與微控制器相連，微控制器經nfc晶片及nfc天線與數據分析系統通信,微控制器還經usb接口與避雷器帶電測試儀相連。
所述的避雷器帶電測試儀箱體內置感應區域，nfc天線緊靠避雷器帶電測試儀箱體內置感應區域的內壁設置，且感應區域的箱體外側粘貼有「數據讀取處」標誌。
所述的避雷器帶電測試儀採用金屬氧化物避雷器帶電測試儀，能夠實現避雷器全電流和阻性電流測量。
nfc通信裝置還包括電源接口，nfc通信裝置經電源接口與避雷器帶電測試儀相連。工作時，避雷器帶電測試儀採集所測避雷器的各項數據，並將採集到的數據存儲在自帶的存儲器中。當數據分析系統靠近避雷器帶電測試儀的感應區時，nfc通信裝置的nfc天線被激活，接收數據分析系統發出的射頻信號，微控制器通過usb接口接收避雷器帶電測試儀的數據，然後通過spi接口把存儲在避雷器帶電測試儀中的試驗數據通過nfc晶片傳送到智能型避雷器帶電檢測數據分析系統。
變電站集控平臺上的實時測試環境數據通過gprs通信實現與智能型避雷器帶電檢測數據分析系統之間的數據傳輸。變電站集控平臺提供一個信息串口連接gprs伺服器並將所需數據進行無線傳輸，gprs通信裝置與智能型避雷器帶電檢測數據分析系統之間將通過設置時鐘模塊達到兩端同步。
在進行某一組避雷器帶電測試時，智能型避雷器帶電檢測數據分析系統將通過內置gprs通信天線通過無線方式給變電站集控平臺發出指令，如提供測量#1母線避雷器時刻的實時環境溫溼度、#1母線的實時系統負荷和實時電壓，變電站集控平臺將以上信息通過gprs通信裝置提供給智能型避雷器帶電檢測數據分析系統。
本系統的數據分析過程如下：避雷器帶電測試儀可測出包括全電流、參考電壓、阻性電流、阻抗角、奇次電流等的所有實測數據，可利用nfc通信裝置將避雷器帶電測試儀所有實測數據通過無線傳輸至該智能型避雷器帶電檢測數據分析系統，並根據避雷器運行編號命名及存儲，同步的，可利用nfc通信裝置將變電站集控平臺上的實時測試環境數據（包括實時環境溫溼度、該組避雷器所在線路實時系統負荷、該組避雷器所在線路實時電壓等）也通過無線傳輸至該智能型避雷器帶電檢測數據分析系統，隨後，可以將所有獲取到的數據自動生成報表，並一一對應填入。在所有實測數據及測試環境數據均一一填入對應後，開始對此次實測數據進行分析比對。該智能型避雷器帶電檢測數據分析系統自帶有國家電網公司最新版本的關於避雷器帶電測試的標準規程（例如dl/t393輸變電設備狀態檢修試驗規程、q/gdw13221000kv交流電氣設備預防性試驗規程中有關避雷器帶電檢測項目的描述，這兩個規程是目前現場測試引用最廣泛的規程），規定對應一種邏輯算法，並可用於後臺計算，如要求阻性電流初值差≤50%，且全電流≤20%，系統會自動對本次數據中的阻性電流及全電流和初始數據進行計算分析，自行判斷本次測試結果是否符合規程要求。當計算結果不滿足規程要求時，系統將對歷次測試結果擬合出所有對應數據的趨勢圖，例如可以擬合出同一組避雷器同一相從2010年第一次測量到2016年最近一次測量的所有全電流、參考電壓、阻性電流、阻抗角、奇次電流的變化趨勢圖，一般情況所有數據應是小幅度波動，對於某次出現偏差特別大的情況，系統會報警提示，並給出本次測試的實時測試環境數據（包括實時環境溫溼度、該組避雷器所在線路實時系統負荷、該組避雷器所在線路實時電壓等）與初始值測試時的測試環境的差異化一覽表，轉入人工判斷模式，由測試人員結合實際測試情況確定所檢測的避雷器是否發生故障。
為了解決避雷器帶電測試完成後試驗數據保存後自動上傳並實時綜合比對分析，對可能造成的人工誤判可以通過計算程序予以避免，對可能由於測試環境的改變導致的設備誤判可以通過設備全因素分析後轉入人工判斷模式進行最終判斷。本發明對目前的避雷器帶電檢測裝置增加一種智能型避雷器帶電檢測數據分析系統，該系統通過無線方式接收避雷器帶電檢測裝置主機的實測數據及變電站集控平臺上的實時數據，並將包括全電流、阻性電流、阻抗角、奇次電流等實測數據及變電站集控平臺上的實時環境溫溼度、實時系統負荷、實時系統電壓等實時數據以測試時間為基準自動導入相應表格，並且可以結合曆次試驗數據測試值在後臺計算本次測試數據的偏差量，對偏差量結合最新的相關規程標準予以判斷，對於超出相關規程標準的數據會自動生成測試環境差異提示表，並進入人工判斷模式。該系統對試驗數據的分析判斷準確率高，把工作人員從繁瑣的後期數據分析處理中解放出來，並能實現避雷器狀態檢測的及時有效，節省了後期大量數據處理分析及信息反饋的時間；同時可以用於科研目的，觀察很多平時測試時並未關注的參數（如阻抗角、奇次電流、實時系統負荷、實時系統電壓、環境溫溼度）與避雷器狀態檢測的關係，與具有良好的工程應用、科學研究及推廣價值。
上述具體實施方式用來說明本發明，而不是對本發明進行限制，在本發明的精神和權利要求的保護範圍內，對本發明作出的任何修改和變更，都落入本發明的保護範圍。