電異常檢測方法和系統的製作方法

2023-05-20 02:08:56 3

專利名稱：電異常檢測方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及配電和接地網絡中的電異常檢測，並且更具體地，涉及檢測異常並提 供行動方案數據。
背景技術：
在工業應用中、舉例說明例如在生產、製造、工業設施或農業設施中使用電網。當 在大規模設施中實現這些網絡時，這些網絡可以包括例如電機、泵、加熱器和冷卻系統的各 種電氣設備來完成各種工業任務。在大規模工業應用中使用的電網趨向於難以管理，例如， 因為電氣元件的數量，所以在電氣連接、網絡規劃效率、網絡壽命等方面產生了電網的複雜 性。大規模工業應用中的電氣設備的不適當的管理、替換或規劃可以影響電網並且致使電 氣設備或一部分電網不能使用，並因此降低電信號的質量。在動物家畜設施中，電網被放置在高溼度、氨氣、頻繁噴水和在許多不同頻率下操 作的電氣設備的非常苛刻的環境中。無論有負載還是沒有負載，電網的連續實時監測是有必要的來在整個電網上識別 任何事件或故障設備。然而，這在目前還沒有實現。

發明內容
因此，本發明的目的是對以上提及的困難中的至少一個進行解決。為了當電網在使用中的時候檢測電異常，提供了用於對設置中的上電電網的實時 監測的方法和系統。本方法包括接收實時傳感器數據，實時傳感器數據包括當電網在使用中的時候由 安裝在設施中的電網的導體上的至少一個傳感器所實時測量的至少一個測量值；檢索異常 檢測規則，規則具有用於異常檢測的所需輸入的標識、公式和閾參考值；用所需輸入的標識 從至少一個測量值中提取至少一個相關測量值；根據公式將至少一個相關測量值與閾參考 值進行比較來在實時傳感器數據中確定異常的存在和異常的不存在中的一個；以及如果確 定異常是存在的，則檢索並提供異常監測數據，異常監測數據包括要被執行以解決被確定 為是存在的異常的監測行動方案的指示。在一個實施例中，方法還包括生成檢測到電異常的指示並輸出包括異常監測數據 的消息。在一個實施例中，方法還包括將實時傳感器數據格式化為格式化數據，並且其中 輸出消息包括包含具有異常監測數據的格式化數據。在一個實施例中，接收實時傳感器數據包括接收包含至少一個測量值的實時傳感器數據，至少一個測量值是由十六個電流傳感器和電壓傳感器實時測量的。在一個實施例中，方法還包括為確定為存在的異常檢索電勢源數據，電勢源數據 包括異常的電勢源的列表；檢索電網的安裝數據；用電勢源的列表、實時傳感器數據和安 裝數據在電網中確定電異常的源；並且其中提供異常監測數據包括提供確定的源的指示。在一個實施例中，方法還包括為確定為存在的異常檢索類型數據，類型數據包括 異常的類型的列表和針對每個類型的相應檢測規則；用類型的列表、相應檢測規則和實時 傳感器數據在電網中確定電異常的類型；並且其中提供異常監測數據包括提供確定的類型 的指示。在一個實施例中，確定類型還包括使用安裝數據。在一個實施例中，確定類型還包括使用電勢源數據。在一個實施例中，異常是傳感器的錯誤的安裝、電弧、短路、限流裝置上的外部幹 涉、接合、電流洩漏、過流、丟失負載、諧波失真異常、機械阻塞、不平衡電流、負載的過載、重 復啟動、重啟動、熱防護異常、電源失靈、不平衡電壓、頻率值異常、電壓值異常、中性導體丟 失和溫度異常中的一個。在一個實施例中，異常是電弧，至少一個傳感器是電流傳感器，並且至少一個測量 值是電流值，所需輸入的標識是電流的值，公式是對於在用前一個周期的電流的值與另一 個電流值相減的向量進行數量為η個周期的標準偏差，另一個電流值是當前周期的電流值 和平均周期的電流值中的一個，閾參考值是標準偏差的參考值；其中提取包括從實時傳感 器數據中提取η個當前已獲得的信號；並且其中比較包括將公式應用到η個當前已獲得的 信號並且將標準偏差與參考值進行比較來確定電弧的存在和電弧的不存在中的一個。在一個實施例中，周期的數量η是5。在一個實施例中，方法還包括通過在m個周期上累加數量為m個的電流值來確定 平均周期的電流值以及對m個電流上進行平均來獲得平均周期的電流值。在一個實施例中，異常是限流裝置上的外部幹涉，至少一個傳感器是電流傳感器， 並且至少一個測量值是來自連續時間段的兩組值，每組包括電流存在值、電壓存在值和負 載存在值，所需輸入的標識是電流的狀態、電壓的狀態和負載的狀態，公式是將來自兩個連 續組中的一個的每個值從兩個連續組中的另一個中的相應值中減去，閾參考值是轉換值； 其中提取包括從實時傳感器數據中提取來自電流存在值的電流狀態的指示、來自電壓存在 值的電壓狀態的指示和來自負載存在值的負載狀態的指示；其中比較包括應用公式並且將 獲得的減法值的集合與轉換值進行比較來確定異常轉換的發生如果電壓、電流和負載中的 每一個的轉換中的一個在兩個連續的時間段上是從存在狀態到不存在狀態；和電壓的轉 換在兩個連續的時間段上是從存在狀態到不存在狀態，並且電流和負載的狀態是不存在狀 態，並且電流和負載的轉換是零；方法還包括檢索其它異常的狀態，狀態是至少一個其它異 常的存在和任何其它異常的不存在中的一個；並且其中如果其它異常的狀態是任何其它異 常的不存在並且確定異常轉換要發生，則比較還包括確定對限流裝置異常的外部幹涉的存 在。在一個實施例中，方法還包括通過將測量電流值與電流存在閾值進行比較來確定 電流存在值，通過將測量電壓值與電壓存在閾值進行比較來確定電壓存在值以及通過將測 量負載值與負載存在閾值進行比較來確定負載存在值。
在一個實施例中，異常是傳感器的錯誤安裝，至少一個傳感器是有至少兩個導體 孔的電流傳感器，並且至少一個測量值是傳感器的至少兩個導體孔中的每一個的測量電壓 值，所需輸入的標識是電壓的值，閾參考值是閾電壓值，公式是用電壓的值減去閾電壓值； 其中比較包括將公式應用到每個測量電壓值並且還包括如果測量電壓值比閾電壓值大， 則確定傳感器孔中的相應的一個為線路導體；如果測量電壓值比閾電壓值小，則確定傳感 器孔中的相應的一個為中性導體；將已被確定為中性導體的一定數量的孔確定為中性孔， 如果中性孔的數量大於一，則確定錯誤安裝異常的存在並且確定錯誤安裝異常的類型為一 定數量的中性孔異常。在一個實施例中，比較還包括將已被確定為線路導體的一定數量的孔確定為一 定數量的帶電孔；如果帶電孔的數量是零，則確定錯誤安裝異常的存在並且確定錯誤安裝 異常的類型為一定數量的帶電孔異常。在一個實施例中，至少一個測量值包括傳感器的至少兩個導體孔中的每一個的測 量相位值，所需輸入的標識包括相位的值，閾參考值包括單相閾相位值和三相閾相位值，公 式還包括用單相閾相位值和三相閾相位值中的一個減去每個線路導體的相位之間的相移； 其中比較還包括如果帶電孔的數量是二，則確定線路導體的相位測量值之間的相移，將相 移與單相閾相位值進行比較，如果確定錯誤安裝異常是存在的，則確定錯誤安裝異常的類 型為相移異常；如果帶電孔的數量是三，則確定線路導體的相位測量值之間的三個相移，將 三個相移中的每一個與三相閾相位值進行比較，如果確定錯誤安裝異常是存在的，則確定 錯誤安裝異常的類型為相移異常；如果帶電孔的數量是四，則確定錯誤安裝異常的存在並 且確定錯誤安裝異常的類型為帶電孔異常。系統包括傳感器數據接收器、異常檢測器和由處理器控制的事件生成器。傳感器 數據接收器用於接收實時傳感器數據，實時傳感器數據包括當電網在使用中的時候由安裝 在設施中的電網的導體上的至少一個傳感器所實時測量的至少一個測量值；異常檢測器 用於從異常檢測規則資料庫中檢索異常檢測規則，規則具有用於異常檢測的所需輸入的標 識、公式和閾參考值；從傳感器數據接收器中接收實時傳感器數據並且用所需輸入的標識 從至少一個測量值中提取至少一個相關測量值；根據公式將至少一個相關測量值與閾參考 值進行比較來在實時傳感器數據中確定異常的存在和異常的不存在中的一個；如果處理器 確定異常是存在的，則由處理器控制的事件生成器用於檢索並提供異常監測數據，異常監 測數據包括要被執行以解決被確定為存在的異常的監測行動方案的指示。在一個實施例中，系統還包括事件顯示器，用於生成檢測到電異常的指示並輸出 包括異常監測數據的消息。在一個實施例中，系統還包括傳感器數據格式器，用於將實時傳感器數據格式化 為格式化數據，並且其中事件顯示器輸出消息，消息包含具有異常檢測數據的格式化數據。在一個實施例中，系統還包括源定位器，用於從包括異常的電勢源的列表的異常 檢測規則資料庫中為被確定是存在的異常檢索電勢源數據；從系統安裝資料庫中為電網檢 索安裝數據；以及使用電勢源的列表、實時傳感器數據和安裝數據在電網中確定電異常的 源；其中，事件生成器提供所確定的源的指示。在一個實施例中，系統還包括類型確定器用於從包括異常的類型的列表和針對 每個類型的相應檢測規則的異常檢測規則資料庫中為被確定為存在的異常檢索類型數據；以及使用類型的列表、相應檢測規則和實時傳感器數據在電網中確定電異常的類型；其中，
事件生成器提供所確定的類型的指示。 在一個實施例中，類型確定器還使用安裝數據。在一個實施例中，類型確定器使用電勢源數據。在一個實施例中，其中異常是電弧，至少一個傳感器是電流傳感器，並且至少一個 測量值是電流值，所需輸入的標識是電流的值，公式是在用前一個周期的電流的值與另一 個電流值相減的向量上進行數量為η個周期的標準偏差，另一個電流值是當前周期的電流 值和平均周期的電流值中的一個，閾參考值是標準偏差的參考值；其中異常檢測器從實時 傳感器數據中提取η個當前已獲得的信號，並且將公式應用到η個當前已獲得的信號並且 將標準偏差與參考值進行比較來確定電弧的存在和電弧的不存在中的一個。在一個實施例中，異常是限流裝置上的外部幹涉，至少一個傳感器是電流傳感器， 並且至少一個測量值是來自連續時間段的兩組值，每個組包括電流存在值、電壓存在值和 負載存在值，所需輸入的標識是電流的狀態、電壓的狀態和負載的狀態，公式是將來自兩個 連續組中的一個的每個值從兩個連續組中的另一個中的相應值中減去，閾參考值是轉換 值；其中異常檢測器從實時傳感器數據中提取來自電流存在值的電流狀態的指示、來自電 壓存在值的電壓狀態的指示和來自負載存在值的負載狀態的指示；應用公式並且將獲得的 減法值的集合與轉換值進行比較來確定異常轉換的發生如果電壓、電流和負載中的每一個 的轉換中的一個在兩個連續的時間段上是從存在狀態到不存在狀態；以及電壓的轉換在兩 個連續的時間段上是從存在狀態到不存在狀態並且電流和負載的狀態是不存在狀態並且 電流和負載的轉換是零；系統還包括系統通信裝置，用於檢索其它異常的狀態，狀態是至少 一個其它異常的存在和任何其它異的態不存在中的一個；並且其中異常檢測器從系統通信 裝置獲得其它異常的狀態並且如果其它異常的狀態是任何其它異常的不存在並且確定異 常轉換要發生，則確定對限流裝置異常的外部幹涉的存在。在一個實施例中，異常是傳感器的錯誤安裝，至少一個傳感器是有至少兩個導體 孔的電流傳感器，並且至少一個測量值是傳感器的至少兩個導體孔中的每一個的測量電壓 值，所需輸入的標識是電壓的值，閾參考值是閾電壓值，公式是用電壓的值減去閾電壓值； 其中異常檢測器將公式應用到每個測量電壓值；如果測量電壓值比閾電壓值大，則確定傳 感器孔中的相應的一個為線路導體；如果測量電壓值比閾電壓值小，則確定傳感器孔中的 相應的一個為中性導體；將已確定為中性導體的一定數量的孔確定為中性孔，如果中性孔 的數量大於一，則確定錯誤安裝異常的存在並且確定錯誤安裝異常的類型為一定數量的中 性孔異常。在一個實施例中，異常檢測器將已確定為線路導體的一定數量的孔確定為一定 數量的帶電孔；如果帶電孔的數量是零，則確定錯誤安裝異常的存在並且確定錯誤安裝異 常的類型為一定數量的帶電孔異常。在一個實施例中，至少一個測量值包括傳感器的至少兩個導體孔中的每一個的測 量相位值，所需輸入的標識包括相位的值，閾參考值包括單相閾相位值和三相閾相位值，公 式還包括用單相閾相位值和三相閾相位值中的一個減去每個線路導體的相位之間的相移； 其中異常檢測器，如果帶電孔的數量是二，則確定線路導體的相位測量值之間的相移，將相 移與單相閾相位值進行比較，如果確定錯誤安裝異常是存在的，則確定錯誤安裝異常的類型為相移異常；如果帶電孔的數量是三，則確定線路導體的相位測量值之間的三個相移，將 三個相移中的每一個與三相閾相位值進行比較，如果確定錯誤安裝異常是存在的，則確定 錯誤安裝異常的類型為相移異常；如果帶電孔的數量是四，則確定錯誤安裝異常的存在並 且確定錯誤安裝異常的類型為帶電孔異常。


已經如此一般地描述了本發明的特性，現將參照附圖，通過圖示示出本發明的優 選實施例，並且其中圖1是示出根據實施例的、為了檢測異常而要被監測的電網的框圖；圖2是根據實施例的、遠距離訪問圖1的電網的框圖；圖3是根據實施例的、圖1的控制單元的框圖；圖4是根據實施例的、圖2的控制單元的檢測器的框圖；圖5是根據實施例的、圖1的電網的電流傳感器的框圖；圖6是根據實施例的、圖3的電流傳感器的算法模塊的框圖；圖7是根據實施例的、用於示出由圖6的算法模塊的CETN元件執行的操作的流程 圖；圖8是根據實施例的、執行要由圖6的算法模塊運行的電壓驗證的過程的流程 圖；圖9是根據實施例的、執行要由圖6的算法模塊運行的相位驗證的過程的流程 圖；圖10是根據實施例的、圖6的算法模塊的比較器的示意圖；圖11是根據實施例的、對閾進行表示來確定事件是否被圖10的比較器檢測到的 圖；圖12是根據實施例的、在圖1的電網中的短路元件中執行的操作的流程圖；圖13是根據實施例的、用於對在圖1的電網中發生的事件進行計數的電路的框 圖；圖14是根據實施例的、用於在圖1的網絡中確定異常的電壓傳感器的框圖；圖15是根據實施例的、圖14的電壓傳感器的算法模塊的框圖；圖16a是根據實施例的、要被分析的電路的示意圖；圖16b是根據實施例的、要被分析的電路的示意圖；圖17示出根據實施例的圖形用戶界面的窗口 ；圖18示出根據實施例的圖形用戶界面的窗口 ；圖19示出根據實施例的圖形用戶界面的窗口 ；圖20示出根據實施例的圖形用戶界面的窗口 ；圖21示出根據實施例的圖形用戶界面的窗口 ；圖22示出沒有電弧的示例功率信號、做減法後的信號(周期1減周期2)以及 C1-C2上的標準偏差信號；以及圖23包括圖23a和圖23b，圖23a是有電弧存在的示例功率信號、做減法後的信 號(周期I(Cl)減去周期2(C2))以及C1-C2上的標準偏差信號，而圖2 是放大形式的圖23a來更詳細地示出標準偏差幅值變化。要注意的是，貫穿附圖，類似的附圖標記標識類似的特徵。
具體實施例方式現參照圖1，圖1是示出為了檢測異常而要被監測的電網1的框圖。設施可以是具 有要被監測的電氣設備的農業設施、農場、大工業中心、商業建築或任何其它建築。對網絡 1進行監測來允許系統更新、遠程調試、閾調整、綜合監測、檢測網絡幹擾、設備故障等，並且 來識別異常的類型，以及來在失靈發生之前用早期的異常檢測來防止設備故障。可以對網 絡1進行監測以對暫時和無關聯問題的長期反覆出現的問題進行分析。通過連接到電入口 3的傳統的供電商4向網絡1提供電。現參照圖2，圖2是根據實施例的、遠距離訪問電網1的框圖。在圖2中所示出的 實施例中，用戶可以經由用戶裝置115、通過例如網際網路的外部接入網110與網絡1進行通 信。用戶裝置115可以是例如任何類型的個人計算機(PC)、可攜式計算機、個人數字助理 (PDA)、行動電話等。應當指出，本領域的技術人員將會明白可以經由任何遠距離訪問來提 供外部訪問。該外部訪問可以允許系統更新、遠程調試、閾調整和綜合監測。監測系統即使在沒有負載活動的時候也不斷地檢驗電網。系統永久地讀取和分析 全部的傳感器參數。例如，系統可以容易地識別、量化並定位電弧、電壓降、電機問題、導體 過載和中性過載(neutral overload)、電流洩漏、設備過充電、總諧波失真(THD)等。此外， 為了防止火災或設備損壞的危險，系統檢驗面板以及面板所處地方的室溫。系統可以區別 面板溫度的增加是由電缺陷引起的還是室溫自身在增加。在兩種情況下，系統建議網絡管 理員立即採取行動。監測系統給出檢測到的異常的詳細資料，並提議行動方案來解決異常， 並最終解決問題。這樣通過提議預防性的維護減少了調試時間並將故障時間減到最小。監測系統解決多種類型的電機問題，電機問題例如沒有適當地設置電機熱防護或 斷路器、電機由於電壓降或在機械阻塞中而處於過載狀態、電機失去它的負載、電機被外部 幹涉所停止(例如人在斷路器上的幹涉、斷路器的偶然的物理觸發或電子斷路器的遠程控 制)等。系統還具有在標準負載上檢測、量化和定位異常的能力，例如電弧、接合故障、電流 洩漏、總諧波失真(THD)等。最後檢測到影響電功率品質或本地電網的安全性的事件。現參照圖3，圖3是根據實施例的控制單元11的示意圖。控制單元11可以是可以 對來自任何通信媒介的接收數據進行處理的個人計算機(PC)或伺服器。控制單元11可以 是本地的或遠程定位的，例如在與建築物10類似的另一個建築物中。控制單元11可以是 硬體、任何與其組合的軟體。控制單元11可以包括在其中實現的計算機媒介來對控制單元 11進行管理和操作。實線表示數據鏈路而虛線是供電連接。控制單元11在物理層205接 收來自網絡1的事件、數據和命令反饋。物理層將來自網絡1的事件、數據和命令反饋轉發 給通信管理器208。控制單元11還向網絡1發送數據和命令。事件、數據和命令反饋被轉發給至綜合管理器210，綜合管理器210接收來自檢測 器的錯誤代碼。綜合管理器用錯誤代碼從資料庫18中檢索錯誤消息並且將提議的行動方 案發送至圖形用戶界面(GUI) 215。資料庫可以是對與每個傳感器相關的信息進行存儲的任 何持久性的儲存庫或者非易失性存儲器，信息例如斷路器信息(數量、額定值、類型等)、負 載信息、面板信息(數量、位置、製造商等)、線纜信息等。⑶I 215將在綜合管理器210處
13接收和處理的信息顯示給用戶。⑶I 215還對來自用戶的數據輸入進行發送。對於與異常 或失靈相關的每個警報或警告，系統在GUI 215的用戶裝置115的屏幕上示出異常的全面 的書面說明和相關的解決方案或行動方案來解決/處理問題。現參照圖4，圖4是根據實施例的、圖3的控制單元的檢測器220的框圖。控制單 元11包括同時接收所有事件的檢測器。每個檢測器220具有不同的事件過濾器221來相對 於檢測器220的狀態機222接收事件。一些檢測器可以使用計時器和/或事件計數器223。 狀態機222用規則的閾2 來對是否違犯該規則進行檢驗。在規則違犯的情況下，檢測器 220然後向綜合管理器210發送錯誤代碼和任何相關的數據。路由器12經由射頻(RF)鏈路等與控制單元11連接。路由器可以是乙太網路由 器、集線器、交換機、無線路由器等。所有的集線器經由標準乙太網優選地與用戶裝置115 連結。使用有線互連或無線互連可以建立網絡。路由器12還與網關13連接。在圖1中， 網關13直接連接到路由器12，並且或者網關13也可彼此串聯連接。網關13連接到配電板(EP)，像配電板EP1、EP2、EP3、EP4和EP5，這些配電板分布 在建築物20內。每個配電板EPl、EP2、EP3、EP4、EP5對要被轉發至控制單元11的數據進 行監測和測量。圖1示出電異常檢測系統的一種配置。在圖1中示出的實施例中，建築物 2內有五個配電板(EPl到EP5)。每個配電板包括各自連接到網關13的傳感器。網關13、路由器12和控制單元11可以是例如經由線纜、無線保真(Wi-Fi)、RF或 例如使用乙太網協議的任何其它的媒介進行互連。系統可以包括一個或多個建築物等中的 傳感器(C和V)。在另一個實施例中，網關13可以有多個具有不同類型、尺寸或傳感器等級 的分支與它連接。在配電板中，典型地以菊花鏈的方式將傳感器14連成組，優選地達到八個傳感 器。那些傳感器與集線器13連接。集線器可以管理達到優選地八個傳感器一組的八個組。 傳感器14、15和集線器13可以使用不同的協議進行通信。這些協議的示例是CAN0PEN 2. 0， TCP/IP, TCP/MODBUS RS485 SERIAL/M0DBUS。網絡1可以包括兩種類型的傳感器電流(C)傳感器14和電壓(V)傳感器15，用 傳感器唯一的ID各自識別。電流傳感器14可以與網絡1的每個電線連接，從而在電流傳 感器的相關聯的線上執行電流測量，如以下將要描述的。在一個實施例中，電壓傳感器15 布置在供電網絡的電入口 3處並且執行電壓測量。電流傳感器14和電壓傳感器15與網關 13連接以向網關13、控制單元11發送測量數據。單個電壓(V)傳感器15可以用於與EP2 進行電連接。在另一個實施例中，電壓(V)傳感器15可以實際上與任意的網關13相連接。 然後測量數據被發送至路由器12以由控制單元11進行處理。在另一個實施例中，網絡1可 以包括如電壓、電流、溫度、壓力等的任何類型的傳感器。在又一個實施例中，傳感器可以是 例如兩孔、三孔等的任何尺寸的。在又一個實施例中，傳感器可以是任何等級的(15A、30A、 600V等)，可以連接到相同的網關13。傳感器14、15以不同的尺寸、孔的數量(1到4)、類型(電流或電壓)和系列(侵 入式或非侵入式)進行設置。傳感器14、15可以位於電網上的任何地方。傳感器14、15可 以在配電板中、接近電機的線纜上或者甚至在工具機中來檢驗一些螺線管。電流傳感器14可以與2006年11月16日公開的美國專利公開號US 2006/0255793A1中描述的傳感器類似。本發明使用的傳感器從Nuvolt公司的Smartkantm商標可商業得到。SmartkarT傳感器容易安裝，如下選擇與有線電路具有相同數量的孔的 SmartkarT傳感器，將任何電線穿過傳感器的任何孔，將電線照常連接到斷路器並且使用 乙太網線纜將傳感器連結到集線器或者之前安裝的傳感器。監測系統將自動確定孔和導體 之間的配置。SmartScantm傳感器的技術規格如下
權利要求
1.一種用於設施中的上電電網的實時監測以便當所述電網在使用中的時候檢測電異 常的方法，所述方法包括使用處理器來執行以下的步驟接收實時傳感器數據，所述實時傳感器數據包括當所述電網在使用中的時候由安裝在 所述設施中的所述電網的導體上的至少一個傳感器所實時測量的至少一個測量值；檢索異常檢測規則，所述規則具有用於異常檢測的所需輸入的標識、公式和閾參考值；用所述所需輸入的所述標識從所述至少一個測量值中提取至少一個相關測量值；根據所述公式將所述至少一個相關測量值與所述閾參考值進行比較來在所述實時傳 感器數據中確定所述異常的存在和所述異常的不存在中的一個；以及如果確定所述異常是存在的，則檢索並提供異常監測數據，所述異常監測數據包括要 被執行以解決被確定為存在的所述異常的監測行動方案的指示。
2.如權利要求1所述的方法，還包括生成檢測到所述電異常的指示並輸出包括所述異 常監測數據的消息。
3.如權利要求2所述的方法，還包括將所述實時傳感器數據格式化為格式化數據，並 且其中所述輸出所述消息包括包含具有所述異常監測數據的所述格式化數據。
4.如權利要求1到3中任一項所述的方法，其中所述接收實時傳感器數據包括接收包 含至少一個測量值的實時傳感器數據，所述至少一個測量值是由十六個電流傳感器和電壓 傳感器實時測量的。
5.如權利要求1到4中任一項所述的方法，還包括為被確定為存在的所述異常檢索電勢源數據，所述電勢源數據包括所述異常的電勢源 的列表；檢索所述電網的安裝數據；用所述電勢源的列表、所述實時傳感器數據和所述安裝數據在所述電網中確定所述電 異常的源；並且其中所述提供異常監測數據包括提供所確定的所述源的指示。
6.如權利要求1到5中任一項所述的方法，還包括為被確定為存在的所述異常檢索類型數據，所述類型數據包括所述異常的類型的列表 和針對每個所述類型的相應檢測規則；用所述類型的列表、所述相應檢測規則和所述實時傳感器數據在所述電網中確定所述 電異常的類型；並且其中所述提供異常監測數據包括提供所確定的所述類型的指示。
7.如權利要求6所述的方法，其中所述確定所述類型還包括使用所述安裝數據。
8.如權利要求6和7中任一項所述的方法，其中所述確定所述類型還包括使用所述電 勢源數據。
9.如權利要求1到8中任一項所述的方法，其中所述異常是所述傳感器的錯誤安裝、 電弧、短路、限流裝置上的外部幹涉、接合、電流洩漏、過流、丟失負載、諧波失真異常、機械 阻塞、不平衡電流、負載的過載、重複啟動、重啟動、熱防護異常、電源失靈、不平衡電壓、頻 率值異常、電壓值異常、中性導體丟失和溫度異常中的一個。
10.如權利要求9所述的方法，其中所述異常是所述電弧，所述至少一個傳感器是電流 傳感器，並且所述至少一個測量值是電流值，所述所需輸入的所述標識是電流的值，所述公 式是對於用前一個周期的所述電流的所述值與另一個電流值相減的向量進行數量為η個 周期的標準偏差，所述另一個電流值是當前周期的電流值和平均周期的電流值中的一個， 所述閾參考值是所述標準偏差的參考值；其中所述提取包括從所述實時傳感器數據中提取η個當前已獲得的信號；並且 其中所述比較包括將所述公式應用到所述η個當前已獲得的信號並且將所述標準偏 差與所述參考值進行比較來確定所述電弧的存在和所述電弧的不存在中的一個。
11.如權利要求10所述的方法，其中周期的所述數量η是5。
12.如權利要求10所述的方法，還包括通過在m個周期上累加數量為m個的電流值來 確定平均周期的所述電流值以及對所述m個電流值進行平均來獲得所述平均周期的所述 電流值。
13.如權利要求9所述的方法，其中所述異常是所述限流裝置上的所述外部幹涉，所述 至少一個傳感器是電流傳感器，並且所述至少一個測量值是來自連續時間段的兩組值，每 個組包括電流存在值、電壓存在值和負載存在值，所述所需輸入的所述標識是電流的狀態、 電壓的狀態和負載的狀態，所述公式是將來自所述兩個連續組中的一個的每個值從所述兩 個連續組中的另一個中的相應值中減去，所述閾參考值是轉換值；其中所述提取包括從所述實時傳感器數據中提取來自所述電流存在值的電流狀態的 指示、來自所述電壓存在值的電壓狀態的指示和來自所述負載存在值的負載狀態的指示；其中所述比較包括應用所述公式並且將所述獲得的減法值的集合與所述轉換值進行 比較來確定異常轉換的發生，如果所述電壓、所述電流和所述負載中的每一個的所述轉換中的一個在所述兩個連續的時 間段上是從存在狀態到不存在狀態；和所述電壓的所述轉換在所述兩個連續的時間段上是從存在狀態到不存在狀態，並且所 述電流和所述負載的所述狀態是不存在狀態，並且所述電流和所述負載的所述轉換是零；還包括檢索其它異常的狀態，所述狀態是至少一個其它異常的存在和任何其它異常的 不存在中的一個；並且其中如果所述其它異常的狀態是所述任何其它異常的不存在並且確定所述異常轉換 要發生，則所述比較還包括確定對限流裝置異常的所述外部幹涉存在。
14.如權利要求13所述的方法，還包括通過將測量電流值與電流存在閾值進行比較來 確定所述電流存在值，通過將測量電壓值與電壓存在閾值進行比較來確定所述電壓存在值 以及通過將測量負載值與負載存在閾值進行比較來確定所述負載存在值。
15.如權利要求9所述的方法，其中所述異常是所述傳感器的所述錯誤安裝，所述至少 一個傳感器是有至少兩個導體孔的電流傳感器，並且所述至少一個測量值是所述傳感器的 所述至少兩個導體孔中的每一個的測量電壓值，所述所需輸入的所述標識是電壓的值，所 述閾參考值是閾電壓值，所述公式是所述電壓的所述值減去所述閾電壓值；其中所述比較包括將所述公式應用到每個所述測量電壓值並且還包括 如果所述測量電壓值比所述閾電壓值大，則確定所述傳感器孔中的所述相應的一個為 線路導體；如果所述測量電壓值比所述閾電壓值小，則確定所述傳感器孔中的所述相應的一個為 中性導體；將已被確定為中性導體的一定數量的孔確定為中性孔，如果中性孔的所述數量大於 一，則確定所述錯誤安裝異常的存在並且確定所述錯誤安裝異常的類型為一定數量的中性 孔異常。
16.如權利要求15所述的方法，其中所述比較還包括將已被確定為線路導體的一定數量的孔確定為一定數量的帶電孔； 如果帶電孔的所述數量是零，則確定所述錯誤安裝異常的存在並且確定所述錯誤安裝 異常的類型為一定數量的帶電孔異常。
17.如權利要求16所述的方法，其中所述至少一個測量值包括所述傳感器的所述至少 兩個導體孔中的每一個的測量相位值，所述所需輸入的所述標識包括相位的值，所述閾參 考值包括單相閾相位值和三相閾相位值，所述公式還包括用所述單相閾相位值和所述三相 閾相位值中的一個減去每個線路導體的相位之間的相移；其中所述比較還包括如果帶電孔的所述數量是二，則確定所述線路導體的所述相位測量值之間的相移，將 所述相移與所述單相閾相位值進行比較，如果確定所述錯誤安裝異常是存在的，則確定所 述錯誤安裝異常的類型為相移異常；如果帶電孔的所述數量是三，則確定所述線路導體的所述相位測量值之間的三個相 移，將所述三個相移中的每一個與所述三相閾相位值進行比較，如果確定所述錯誤安裝異 常是存在的，則確定所述錯誤安裝異常的類型為相移異常；如果帶電孔的所述數量是四，則確定錯誤安裝異常的存在並且確定所述錯誤安裝異常 的類型為帶電孔異常。
18.一種用於設施中的上電電網的實時監測以便當所述電網在使用中的時候檢測電異 常的系統，所述系統包括傳感器數據接收器，用於接收實時傳感器數據，所述實時傳感器數據包括當所述電網 在使用中的時候由安裝在所述設施中的所述電網的導體上的至少一個傳感器所實時測量 的至少一個測量值； 異常檢測器，用於從異常檢測規則資料庫中檢索異常檢測規則，所述規則具有用於異常檢測的所需輸入 的標識、公式和閾參考值；從所述傳感器數據接收器中接收所述實時傳感器數據並且用所述所需輸入的所述標 識從所述至少一個測量值中提取至少一個相關測量值；根據所述公式將所述至少一個相關測量值與所述閾參考值進行比較來在所述實時傳 感器數據中確定所述異常的存在和所述異常的不存在中的一個；由所述處理器控制的事件生成器，如果所述處理器確定所述異常是存在的，則所述事 件生成器用於檢索並提供異常監測數據，所述異常監測數據包括要被執行以解決被確定為 存在的所述異常的監測行動方案的指示。
19.如權利要求18所述的系統，還包括事件顯示器，用於生成檢測到所述電異常的指 示並輸出包括所述異常監測數據的消息。
20.如權利要求19所述的系統，還包括傳感器數據格式器，用於將所述實時傳感器數 據格式化為格式化數據，並且其中所述事件顯示器輸出所述消息，所述消息包含具有所述 異常監測數據的所述格式化數據。
21.如權利要求18到20中任一項所述的系統，還包括源定位器，用於從包括所述異常的電勢源的列表的所述異常檢測規則資料庫中為被確定為存在的所 述異常檢索電勢源數據；從系統安裝資料庫中為所述電網檢索安裝數據；以及使用所述電勢源的列表、所述實時傳感器數據和所述安裝數據在所述電網中確定所述 電異常的源；其中，所述事件生成器提供所確定的所述源的指示。
22.如權利要求18到21中任一項所述的系統，還包括類型確定器，用於從包括所述異常的類型的列表和針對每個所述類型的相應檢測規則的所述異常檢測 規則資料庫中為被確定為存在的所述異常檢索類型數據；以及使用所述類型的列表、所述相應檢測規則和所述實時傳感器數據在所述電網中確定所 述電異常的類型；其中，所述事件生成器提供所確定的所述類型的指示。
23.如權利要求22所述的系統，其中所述類型確定器還使用所述安裝數據。
24.如權利要求22和23中任一項所述的系統，其中所述類型確定器使用所述電勢源數據。
25.如權利要求18到M中任一項所述的系統，其中所述異常是所述傳感器的錯誤安 裝、電弧、短路、限流裝置上的外部幹涉、接合、電流洩漏、過流、丟失負載、諧波失真異常、機 械阻塞、不平衡電流、負載的過載、重複啟動、重啟動、熱防護異常、電源失靈、不平衡電壓、 頻率值異常、電壓值異常、中性導體丟失和溫度異常中的一個。
26.如權利要求25所述的系統，其中所述異常是所述電弧，所述至少一個傳感器是電 流傳感器，並且所述至少一個測量值是電流值，所述所需輸入的所述標識是電流的值，所 述公式是對於用前一個周期的所述電流的所述值與另一個電流值相減的向量進行數量為 η個周期的標準偏差，所述另一個電流值是當前周期的電流值和平均周期的電流值中的一 個，所述閾參考值是所述標準偏差的參考值；其中所述異常檢測器從所述實時傳感器數據中提取η個當前已獲得的信號，並且將所 述公式應用到所述η個當前已獲得的信號並且將所述標準偏差與所述參考值進行比較來 確定所述電弧的存在和所述電弧的不存在中的一個。
27.如權利要求25所述的系統，其中所述異常是所述限流裝置上的所述外部幹涉，所 述至少一個傳感器是電流傳感器，並且所述至少一個測量值是來自連續時間段的兩組值， 每個組包括電流存在值、電壓存在值和負載存在值，所述所需輸入的所述標識是電流的狀 態、電壓的狀態和負載的狀態，所述公式是將來自所述兩個連續組中的一個的每個值從所 述兩個連續組中的另一個中的相應值中減去，所述閾參考值是轉換值；其中所述異常檢測器從所述實時傳感器數據中提取來自所述電流存在值的電流狀態的指示、來自所述電壓 存在值的電壓狀態的指示和來自所述負載存在值的負載狀態的指示；應用所述公式並且將所述獲得的減法值的集合與所述轉換值進行比較來確定異常轉 換的發生，如果所述電壓、所述電流和所述負載中的每一個的所述轉換中的一個在所述兩個連續的時 間段上是從存在狀態到不存在狀態；和所述電壓的所述轉換在所述兩個連續的時間段上是從存在狀態到不存在狀態並且所 述電流和所述負載的所述狀態是不存在狀態並且所述電流和所述負載的所述轉換是零；還包括系統通信裝置，用於檢索其它異常的狀態，所述狀態是至少一個其它異常的存 在和任何其它異常的不存在中的一個；並且其中所述異常檢測器從所述系統通信裝置獲得所述其它異常的狀態並且如果所述其 它異常的狀態是所述任何其它異常的不存在並且確定所述異常轉換要發生，則確定對限流 裝置異常的所述外部幹涉的存在。
28.如權利要求25所述的系統，其中所述異常是所述傳感器的錯誤安裝，所述至少一 個傳感器是有至少兩個導體孔的電流傳感器，並且所述至少一個測量值是所述傳感器的所 述至少兩個導體孔中的每一個的測量電壓值，所述所需輸入的所述標識是電壓的值，所述 閾參考值是閾電壓值，所述公式是所述電壓的所述值減去所述閾電壓值；其中所述異常檢測器將所述公式應用到每個所述測量電壓值；如果所述測量電壓值比所述閾電壓值大，則確定所述傳感器孔中的所述相應的一個為 線路導體；如果所述測量電壓值比所述閾電壓值小，則確定所述傳感器孔中的所述相應的一個為 中性導體；將已被確定為中性導體的一定數量的孔確定為中性孔，如果中性孔的所述數量大於 一，則確定所述錯誤安裝異常的存在並且確定所述錯誤安裝異常的類型為一定數量的中性 孔異常。
29.如權利要求觀所述的系統，其中所述異常檢測器將已被確定為線路導體的一定數量的孔確定為一定數量的帶電孔；如果帶電孔的所述數量是零，則確定所述錯誤安裝異常的存在並且確定所述錯誤安裝 異常的類型為一定數量的帶電孔異常。
30.如權利要求四所述的系統，其中所述至少一個測量值包括所述傳感器的所述至少 兩個導體孔中的每一個的測量相位值，所述所需輸入的所述標識包括相位的值，所述閾參 考值包括單相閾相位值和三相閾相位值，所述公式還包括用所述單相閾相位值和所述三相 閾相位值中的一個減去每個線路導體的相位之間的相移；其中所述異常檢測器如果帶電孔的所述數量是二，則確定所述線路導體的所述相位測量值之間的相移，將 所述相移與所述單相閾相位值進行比較，如果確定所述錯誤安裝異常是存在的，則確定所 述錯誤安裝異常的類型為相移異常；如果帶電孔的所述數量是三，則確定所述線路導體的所述相位測量值之間的三個相 移，將所述三個相移中的每一個與所述三相閾相位值進行比較，如果確定所述錯誤安裝異 常是存在的，則確定所述錯誤安裝異常的類型為相移異常；如果帶電孔的所述數量是四，則確定錯誤安裝異常的存在並且確定所述錯誤安裝異常 的類型為帶電孔異常。
全文摘要
提供用於設施中的上電電網的實時檢測以便當電網在使用中的時候檢測電異常的方法和系統。系統包括傳感器數據接收器、異常檢測器和由處理器控制的事件生成器。傳感器數據接收器用於接收實時傳感器數據，實時傳感器數據包括當電網在使用中的時候由安裝在設施中的電網的導體上的至少一個傳感器所實時測量的至少一個測量值；異常檢測器用於從異常檢測規則資料庫中檢索異常檢測規則，規則具有用於異常檢測的所需輸入的標識、公式和閾參考值；從傳感器數據接收器中接收實時傳感器數據並且用所需輸入的標識從至少一個測量值中提取至少一個相關測量值；根據公式將至少一個相關測量值與閾參考值進行比較來在實時傳感器數據中確定異常的存在和異常的不存在中的一個；如果處理器確定異常是存在的，則由處理器控制的事件生成器用於檢索並提供異常監測數據，所述異常監測數據包括要被執行以解決被確定為存在的異常的監測行動方案的指示。
文檔編號H02J13/00GK102066956SQ200980122312
公開日2011年5月18日 申請日期2009年4月14日 優先權日2008年4月14日
發明者卡爾·費克圖, 米歇爾·蒙特勒伊 申請人:努沃爾特股份有限公司