斷路器操作機構監測系統及監測方法
2024-02-12 08:54:15 2
斷路器操作機構監測系統及監測方法
【專利摘要】斷路器操作機構監測系統及監測方法，監測系統包括用於集中管控斷路器操作機構中振動傳感器、聲波傳感器、電信號傳感器、圖像傳感器及其運行狀態信息，收集管理斷路器操作機構狀態的監測中心；用於對一定區域內的若干分散布置的斷路器操作機構的數據進行集中採集、分析、評估、存儲並根據預定方式轉發到監測中心，以及向斷路器操作機構轉發監測中心下達的監測指令的分區監測終端，等等。本發明能夠有效、方便地監測分散布置的斷路器操作機構，提高斷路器操作機構運行可靠性，降低斷路器運行和維護成本，減輕監測中心數據存儲負擔。
【專利說明】斷路器操作機構監測系統及監測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及監測系統和監測方法，更具體的說，涉及一種斷路器操作機構監測系統及監測方法【技術領域】。
【背景技術】
[0002]原CIGRE13.06的統計表明，70%以上的斷路器故障屬於機械性質。2008年，國家電網公司系統72.5kV及以上電壓等級斷路器因其自身原因造成的設備故障中，操動機構(含傳動環節)及輔助元件引起的故障佔75.5%。斷路器操動機構以及傳動元件的機械性缺陷大多可以通過機械特性的變化予以反映。
[0003]斷路器由於現有測試技術和分析方法上受到固有思維模式的局限，難於全面描述操作機構情況。本專利旨在利用多種傳感技術來綜合描述斷路器操作機構的運行狀況，得到斷路器操作機構狀態結果，從而提高其運行狀態判斷的準確性。
[0004]介於上述情況，基於斷路器操作機構電信號、振動信號、聲波信號和圖像信號數據對斷路器操作機構進行監測和診斷，但市場上尚無針對大量斷路器操作機構的監測管理系統。此外，如果將分散布置的每臺斷路器操作機構的信息直接傳到監測管理信息系統，採用有線方式布線複雜、系統建設難度大，採用無線方式則佔用較多通信資源、通信成本高。因此，亟待提供斷路器操作機構監測系統及監測方法解決上述問題。
【發明內容】
[0005]本發明的技術目的是提供斷路器操作機構監測系統及監測方法，用於遠程監測若干分散布置的斷路器操作機構，解決分散布置的斷路器操作機構的監測、分析、評估、存儲和管理問題。
[0006]為實現以上技術目的，本發明的技術方案是:
斷路器操作機構監測系統，用於遠程監控若干分散布置的斷路器操作機構，該系統包括:
監測中心，用於集中管控斷路器操作機構中振動傳感器、聲波傳感器、電信號傳感器、圖像傳感器及其運行狀態信息，收集管理斷路器操作機構狀態的監測中心，所述的監測中心包括監測主機和監測前置機，所述的監測主機集成有監測中心所有的監視、控制和管理功能，所述的監測前置機用於進行數據的統一採集；
一個或一個以上分區監測終端，與監測中心及一定區域內的若干分散布置的斷路器操作機構的數據進行集中採集、分析、評估、存儲並根據預定方式轉發到監測中心，以及向斷路器操作機構轉發監測中心下達的監測指令，所述的分區監測終端包括控制處理器單元及與控制處理器單元電連接的存儲器單元、上行通信接口單元、下行通信接口單元；
一個以上斷路器操作機構本地監測系統，用於監測、管理斷路器操作機構監測過程，對斷路器操作機構監測進行評估，採集、分析、評估、存儲並向分區監測終端上傳斷路器操作機構中振動傳感器、聲波傳感器、電信號傳感器、圖像傳感器及其運行狀態信息、評估信息，以及接收、執行監測中心下達的監測指令，所述的斷路器操作機構本地監測系統安裝於斷路器操作機構內。
[0007]本發明所述的監測中心到所述的分區監測終端的通信方式為乙太網通信或無線公網通信。
[0008]本發明所述的分區監測終端到所述的斷路器操作機構本地監測系統的通信方式為電力載波通信。
[0009]本發明所述的監測中心還包括GPS對時裝置。
[0010]本發明所述的監測中心中，監測主機和監測前置機採用雙冗餘配置。
[0011]本發明所述的分區監測終端還包括與控制處理器單元電連接GPS定位單元，所述的GPS定位單元與天線連接。
[0012]本發明所述的分區監測終端還包括與控制處理器單元電連接的管理維護接口單
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[0013]本發明所述的斷路器操作機構本地監測系統包括主控制CPU和與主控制器CPU電連接的充電迴路主控制開關、通信裝置。
[0014]本發明所述的斷路器操作機構監測方法，包括以下步驟:
(1)監測中心對斷路器操作機構下達監測指令，或對分區監測終端下達召測分區監測終端內所存儲斷路器操作機構信息的召測指令；
(2)根據監測中心下達的監測指令，分區監測終端將監測中心對斷路器操作機構下達的監測指令轉發給對應的斷路器操作機構本地監測系統，轉到步驟(3);或根據監測中心下達的召測指令，分區監測終端上傳所召測的數據信息，轉到步驟(6);
(3)根據分區監測終端轉發的監測中心所下達的監測指令，斷路器操作機構本地監測系統執行指令內容；
(4)斷路器操作機構監測系統根據預定條件向分區監測終端上傳數據信息；
(5)分區監測終端接收各個斷路器操作機構本地監測系統上傳的數據信息，並按預定方式存儲或存儲並轉發給監測中心；
(6)監測中心接收分區監測終端上傳的數據信息，進行分析處理。
[0015]本發明所述的斷路器操作結構監測系統及監測方法，其特徵在於，所述的監測指令包括斷路器操作機構振動信號、聲波信號、電信號和圖像信號。
[0016]本發明的有益技術效果是可有效、方便地監測分散布置的斷路器操作機構，提高斷路器操作機構的運行可靠性，降低斷路器運行和維護成本，減輕了斷路器監測中心數據存儲負擔。
[0017]根據本發明，通過監測中心對斷路器及其運行狀態信息的集中管控、監測、管理斷路器操作機構監測過程，對斷路器操作機構監測進行評估，採集、分析、評估、存儲，如可以及時掌握斷路器操作機構異常情況從而及時進行檢修，可以統一下達實時監測指令從而無需單獨對每個斷路器操作機構進行設置，從而使分散布置的斷路器操作機構得到有效監測，便於維護和管理；通過分區監測終端對一定區域內的若干斷路器操作機構的相關數據信息集中傳輸和存儲管理，節約了通信資源和通信成本，使監測系統運行成本降低，且減輕了斷路器監測中心數據存儲負擔。
[0018]下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步解釋。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]附圖1是本發明斷路器操作機構監測系統各模塊示意圖；
附圖2是本發明實施例的監測中心結構示意圖；
附圖3是本發明實施例的分區監測終端結構示意圖；
附圖4是本發明實施例的斷路器操作機構本地監測系統結構示意圖；
附圖5是本發明斷路器操作機構監測方法流程圖。
【具體實施方式】
[0020]如圖1所示，本發明提供了斷路器操作機構監測系統，用於遠程監測若干分散布置的斷路器操作機構，系統包括監測中心、一個或一個以上分區監測終端，以及多個斷路器操作機構本地監測系統。下面對本發明的監測系統進行詳細描述。
[0021]監測中心用於集中管控斷路器操作機構中振動傳感器、聲波傳感器、電信號傳感器、圖像傳感器及其運行狀態信息，收集管理斷路器操作機構狀態的監測中心。
[0022]分區監測終端與監測中心及一定區域內的若干分散布置的斷路器操作機構的斷路器操作機構本地監測系統連接，用於對一定區域內的若干分散布置的斷路器操作機構的數據進行集中採集、分析、評估、存儲並根據預定方式轉發到監測中心，以及向斷路器操作機構轉發監測中心下達的監測指令。
[0023]斷路器操作機構本地監測系統用於監測、管理斷路器操作機構監測過程，對斷路器操作機構監測進行評估，採集、分析、評估、存儲並向分區監測終端上傳斷路器操作機構中振動傳感器、聲波傳感器、電信號傳感器、圖像傳感器及其運行狀態信息、評估信息，以及接收、執行監測中心下達的監測指令，所述的斷路器操作機構本地監測系統安裝於斷路器操作機構內。
[0024]監測中心到所述的分區監測終端的通信方式為乙太網通信。當光纖乙太網建設條件不滿足時採用無線公共網絡GPRS/CDMA等無線通信技術，保證傳輸的安全、穩定和可靠。
[0025]分區監測終端與分散布置的斷路器操作機構本地監測系統的通信採用電力載波通信。為了保證較高的通訊速率，採用OFDM正交頻分復用技術的電力載波通信。當電力載波通信實施困難時，根據現場條件採用無線通信網絡，如Zigbee、RFID等無線通信網絡技術。分區監測中心終端與斷路器距離較遠時，可能影響正常通訊，此時在鏈路上加入相應通信中繼器，保證通信網絡穩定、可靠。
[0026]如圖2所示，監測中心包括監測主機和監測前置機。監測主機和監測前置機採用雙冗餘配置。監測主機集成有監測中心所有的監測、控制和管理功能。監測前置機用於進行數據的統一採集。
[0027]監測中心還包括GPS對時裝置，用於實現對監測中心、分區監測終端及斷路器操作機構本地監測系統的授時功能。
[0028]監測中心內部通信採用TCP/IP協議的100M高速雙乙太網作為通信網絡。
[0029]通信設備網絡交換機採用工業乙太網交換機，支持網絡風暴抑制和網絡流量控制功能，採用分布式交換處理結構，所有接口模塊均具有本地自主交換的能力。
[0030]如圖3所示，分區監測終端包括控制處理器單元及與控制處理器單元電連接的存儲器單元、上行通信接口單元、下行通信接口單元、GPS定位單元及其天線，以及管理維護接口單元。
[0031]控制處理器單元即CPU單元，採用ARM9控制處理器晶片。
[0032]存儲器用於存儲來自斷路器操作機構本地監測系統的數據信息。
[0033]上行通信接口單元為網絡接口模塊或/和GPRS/CDMA無線通信模塊，實現與監測中心的通信功能。
[0034]下行通信接口單元為電力載波發射與接收模塊，實現與斷路器操作機構本地監測系統的電力載波通信。
[0035]GPS定位單元是為了便於分區監測終端的及時維護、檢修而設置，控制處理單元通過GPS定位單元及天線建立連接，保證在監測中心統召測時或根據預定的條件進行定位並返回定位信息。通過GPS定位單元，也可輕易地獲知某個與分區監測終端連接的斷路器操作機構所在的大致地理範圍。
[0036]管理維護接口單元為RS232接口模塊或USB接口模塊，用於與可攜式計算機建立連接。系統維護人員可通過管理維護接口單元對分區監測終端或之連接的斷路器操作機構進行查詢和維護。
[0037]具體實施時，根據在一定地理區域內斷路器操作機構布置的規模和數量配置分區監測終端，負責斷路器操作機構與監測中心的數據傳輸與存儲。
[0038]如圖4所示，斷路器操作機構本地監測系統包括振動傳感器、聲波傳感器、電信號傳感器、圖像傳感器、通信裝置。斷路器操作機構本地監測系統集成於斷路器操作機構內。
[0039]如圖5所示，本發明還提供了一種斷路器操作機構監測方法，包括以下步驟:
(1)監測中心對斷路器操作機構下達監測指令，或對分區監測終端下達召測分區監測終端內所存儲斷路器操作機構信息的召測指令；
(2)根據監測中心下達的監測指令，分區監測終端將監測中心對斷路器操作機構下達的監測指令轉發給對應的斷路器操作機構本地監測系統，轉到步驟(3);或根據監測中心下達的召測指令，分區監測終端上傳所召測的數據信息，轉到步驟(6)；
(3)根據分區監測終端轉發的監測中心所下達的監測指令，斷路器操作機構本地監測系統執行指令內容；
(4)斷路器操作機構監測系統根據預定條件向分區監測終端上傳數據信息；
所述的預定條件包括監測中心的監測指令、監測異常情況等。
[0040](5)分區監測終端接收各個斷路器操作機構本地監測系統上傳的數據信息，並按預定方式存儲或存儲並轉發給監測中心；
所述的預定方式包括針對數據信息的分類進行的處理機制，如對監測異常信息進行存儲並轉發給監測中心，對單臺斷路器操作機構各傳感器監測信息進行存儲等。
[0041](6)監測中心接收分區監測終端上傳的數據信息，進行分析處理。
[0042]根據本發明，通過監測中心對斷路器操作機構及其運行狀態信息的集中管控、監測、管理斷路器操作機構監測過程，對斷路器操作機構監測進行評估，採集、分析、評估、存儲，如可以及時掌握斷路器操作機構異常情況從而及時進行檢修，可以統一下達實時監測指令從而無需單獨對每個斷路器操作機構進行設置，從而使分散布置的斷路器操作機構得到有效監測，便於維護和管理；通過分區監測終端對一定區域內的若干斷路器操作機構的相關數據信息集中傳輸和存儲管理，節約了通信資源和通信成本，使監測系統運行成本降低，且減輕了斷路器監測中心數據存儲負擔。
【權利要求】
1.斷路器操作機構監測系統，用於遠程監控若干分散布置的斷路器操作機構，其特徵在於，該系統包括: 監測中心，用於集中管控斷路器操作機構中振動傳感器、聲波傳感器、電信號傳感器、圖像傳感器及其運行狀態信息，收集管理斷路器操作機構狀態的監測中心，所述的監測中心包括監測主機和監測前置機，所述的監測主機集成有監測中心所有的監視、控制和管理功能，所述的監測前置機用於進行數據的統一採集； 一個或一個以上的分區監測終端，與監測中心及一定區域內的若干分散布置的斷路器操作機構的數據進行集中採集、分析、評估、存儲並根據預定方式轉發到監測中心，以及向斷路器操作機構轉發監測中心下達的監測指令，所述的分區監測終端包括控制處理器單元及與控制處理器單元電連接的存儲器單元、上行通信接口單元、下行通信接口單元； 一個以上斷路器操作機構本地監測系統，用於監測、管理斷路器操作機構監測過程，對斷路器操作機構監測進行評估，採集、分析、評估、存儲並向分區監測終端上傳斷路器操作機構中振動傳感器、聲波傳感器、電信號傳感器、圖像傳感器及其運行狀態信息、評估信息，以及接收、執行監測中心下達的監測指令，所述的斷路器操作機構本地監測系統安裝於斷路器操作機構內。
2.根據權利要求1所述的斷路器操作機構監測系統，其特徵在於，所述的監測中心到所述的分區監測終端的通信方式為乙太網通信或無線公網通信。
3.根據權利要求1所述的斷路器操作機構監測系統，其特徵在於，所述的分區監測終端到所述的斷路器操作機構本地監測系統的通信方式為電力載波通信。
4.根據權利要求1所述的斷路器操作機構監測系統，其特徵在於，所述的監測中心還包括GPS對時裝置。
5.根據權利要求1所述的斷路器操作機構監測系統，其特徵在於，所述的監測中心中，監測主機和監測前置機採用雙冗餘配置。
6.根據權利要求1所述的斷路器操作機構監測系統，其特徵在於，所述的分區監測終端還包括與控制處理器單元電連接GPS定位單元,所述的GPS定位單元與天線連接。
7.根據權利要求1所述的斷路器操作機構監測系統，其特徵在於，所述的分區監測終端還包括與控制處理器單元電連接的管理維護接口單元。
8.根據權利要求1所述的斷路器操作機構監測系統，其特徵在於，所述的斷路器操作機構本地監測系統包括振動傳感器、聲波傳感器、電信號傳感器、圖像傳感器、通信裝置。
9.根據權利要求1所述的斷路器操作機構監測方法，包括以下步驟: 1)監測中心對斷路器操作機構下達監測指令，或對分區監測終端下達召測分區監測終端內所存儲斷路器操作機構信息的召測指令； 2)根據監測中心下達的監測指令，分區監測終端將監測中心對斷路器操作機構下達的監測指令轉發給對應的斷路器操作機構本地監測系統，轉到步驟3);或根據監測中心下達的召測指令，分區監測終端上傳所召測的數據信息，轉到步驟6)； 3)根據分區監測終端轉發的監測中心所下達的監測指令，斷路器操作機構本地監測系統執行指令內容； 4)斷路器操作機構監測系統根據預定條件向分區監測終端上傳數據信息； 5)分區監測終端接收各個斷路器操作機構本地監測系統上傳的數據信息，並按預定方式存儲或存儲並轉發給監測中心； 6)監測中心接收分區監測終端上傳的數據信息，進行分析處理。
10.根據權利要求1所述的斷路器操作機構監測方法，其特徵在於，所述的監測指令包括斷路器操作機構振動信號、聲波信號、電信號和圖像信號。
【文檔編號】H02J13/00GK104269919SQ201410376478
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月1日 優先權日:2014年8月1日
【發明者】於虹, 趙現平, 程志萬 申請人:雲南電力試驗研究院（集團）有限公司電力研究院, 雲南電網公司技術分公司