微水传感器。对于柱上断路器、负荷开关，配电自动化终端接入环境温湿度传感器、开关内温度传感器。对于配电变压器，配电自动化终端可接入环境温湿度传感器、设备温度传感器、设备振动传感器和设备声音传感器。
[0036]根据配电自动化终端所接入传感器所监测的设备状态特征量，通过终端维护工具配置传感器的类别，以及相应特征量的有效范围和报警限，配电自动化终端定时采集并分析各传感器的信息，发现设备运行状态异常时及时报警。
[0037]基本工作原理:
[0038]具备设备状态监测功能的配电自动化终端集成对配电一次设备的测量、控制与设备本身运行状态的监测功能，核心部分由外部通信接口 1、测量与控制模块2和设备状态诊断模块3组成，测量与控制模块2实现普通配电自动化终端的测量与控制功能，通过外部通信接口 I与配电自动化主站系统通信;设备状态诊断模块3通过各传感器采集的各个设备状态信息，分析并提取反映其健康状态的特征量，依据各特征量配置的预警限和报警限值，将设备该状态划分为正常、注意和异常三种状态，实现设备本身状态量的分析和诊断功能，诊断结果通过外部通信接口上送至配电自动化主站系统。
[0039]测控是终端的基本功能，控制输出是通过控制回路实现对开关的分合，既可由终端自动控制，也可由后台远程控制。
[0040]测量与控制模块2，分别连接模拟量采集模块4、开关量采集模块5、开关控制回路6和开关储能回路7，实现配电自动化终端基本的测量、控制与保护功能。所述模拟量采集模块4通过电流互感器(TA)、电压互感器(TV)实现所监测点电压及电流的采集;所述开关量采集模块5接入开关位置继电器，实现开关分合位置、远方/就地手柄位置的采集;所述开关控制回路6与开关操动机构相连，实现开关电动分合操作;所述开关储能回路7与开关操动机构相连，实现对开关操动机构的储能。
[0041]设备状态诊断模块3与开关特性监测模块8、电源状态监测模块9、绝缘特性监测模块10、设备振动与声音监测模块11、设备温度监测模块12和环境温湿度监测模块13相连，基于所采集的表征设备状态的特征量，对设备健康状态进行诊断，评估设备是否需进行维修。
[0042]开关特性监测模块8与开关控制回路6相连，监测并记录合分闸回路中的电压、电流波形，从波形中分析铁芯行程、铁芯卡涩、线圈状态、脱扣扣接状态等信息，记录每次开关分合动作时刻和所用时间，统计开关动作次数，判断开关控制回路6及开关操动机构的工作状态，识别开关控制回路6断线、开关操动机构机械卡涩问题，并可预测开关是否会发生偷跳、拒动;所述开关特性监测模块8与开关储能回路7相连，监测并记录储能回路的电压、电流波形，记录储能持续时间，统计储能次数，判别合闸弹簧机构的弹簧压缩过程和储能状态是否存在异常D
[0043]电源状态监测模块9与终端蓄电池后备电源相连，实现蓄电池电压、电流、容量、活化时间的监测;所述绝缘特性监测模块10通过现场数据总线接口 14分别接入电缆接头泄漏电流传感器、SF6压力传感器、SF6微水传感器，实现环网柜电缆接头、SF6气体开关绝缘特性的监测;所述设备振动与声音监测模块11通过现场数据总线接口 14分别接入设备振动传感器和设备声音传感器，记录设备运行中的异常振动和声音;所述设备温度监测模块12通过现场总线数据接口 14分别接入电缆头温度传感器、设备温度传感器，以监测电缆接头或开关内部发热；所述环境温湿度监测模块13通过现场总线数据接口 14接入环境温湿度传感器，实现对设备运行环境的在线监测，分析环境温湿度对设备故障的影响。
[0044]基于配电自动化终端实现对配电一次设备运行状态的在线监测，关键是采用各种电子式传感器，通过现场总线通讯口接入配电终端。由于采用数据总线方式接入，配电终端只需额外配置一个数据总线接口，而接入的设备状态监测传感器的数量可按需扩展。配电终端在外部硬件接口不变的情况下，通过升级终端“设备状态诊断与评估”模块的软件，可实现对设备状态监测功能的扩展。
[0045]具有设备状态监测功能的配电自动化终端可分析、诊断的配电设备运行状态异常包括:
[0046]I)通过对开关控制回路操作时电压和电流的采样，记录操作过程中电压和电流的波形，根据电压和电流的波形特征(最大值、最小值、持续时间等)，可判别操作回路断线、操动机构卡涩、分合失败等问题；
[0047]2)通过对开关储能回路操作时电压和电流的采样，记录储能过程中电压和电流的波形，根据电压和电流的波形特征(最大值、最小值、持续时间等)，可判别开关储能回路断线、储能机构卡湿、无法储能；
[0048]3)通过监测蓄电池电压、充电电流、放电电流，以及充电时间和放电时间，可推算蓄电阴内阻和容量，发现蓄电池内阻过大、容量不足、无法充电等异常；
[0049]4)通过电缆头温度传感器采集的电缆接头表面的温度可判别电缆接头发热，通过电缆接头泄漏电流传感器可发现电缆接头是否泄漏电流过大；
[0050]5)通过SF6压力传感器采集的SF6气体压力，可判别开关密封不严，气体泄漏等异常；
[0051]6)通过在配电变压器外壳体上安装声音和振动传感器，根据所采集的声音或振动值大小，可判别配电变压器是否存在运行异常。
[0052]上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【主权项】
1.具有设备状态监测功能的配电自动化终端，其特征是，包括外部通信接口，外部通信接口分别与测量与控制模块及设备状态诊断模块相连； 其中，测量与控制模块分别与模拟量采集模块、开关量采集模块、开关控制回路及开关储能回路相连，测量与控制模块根据接收的模拟量及开关量实现对开关控制回路及开关储能回路的控制； 设备状态诊断模块相连分别与开关特性监测模块、电源状态监测模块、绝缘特性监测模块、设备振动与声音监测模块、设备温度监测模块及环境温湿度监测模块相连，设备状态诊断模块根据监测的变量对设备的状态进行诊断与评估。2.如权利要求1所述的具有设备状态监测功能的配电自动化终端，其特征是，所述外部通信接口与后台主站系统的通信，将对设备状态诊断与评估的结果及测控与保护处理的结果传输至主站系统。3.如权利要求1所述的具有设备状态监测功能的配电自动化终端，其特征是，所述绝缘特性监测模块、设备振动与声音监测模块、设备温度监测模块及环境温湿度监测模块分别与现场数据总线接口相连。4.如权利要求1所述的具有设备状态监测功能的配电自动化终端，其特征是，所述现场数据总线接口用于与监测设备状态的多种传感器相连。5.如权利要求1所述的具有设备状态监测功能的配电自动化终端，其特征是，绝缘特性监测模块通过现场数据总线接口分别接入电缆接头泄漏电流传感器、SF6压力传感器、SF6微水传感器，实现环网柜电缆接头、SF6气体绝缘设备的开关绝缘特性的监测。6.如权利要求1所述的具有设备状态监测功能的配电自动化终端，其特征是，所述设备振动与声音监测模块通过现场数据总线接口分别接入设备振动传感器和设备声音传感器，用于记录设备运行中的异常振动和声音。7.如权利要求1所述的具有设备状态监测功能的配电自动化终端，其特征是，所述设备温度监测模块通过现场总线数据接口分别接入电缆头温度传感器及设备温度传感器，以监测电缆接头或开关内部发热状态。8.如权利要求1所述的具有设备状态监测功能的配电自动化终端，其特征是，所述环境温湿度监测模块通过现场总线数据接口接入环境温湿度传感器，实现对设备运行环境的在线监测，用于分析环境温湿度对设备故障的影响。9.如权利要求1所述的具有设备状态监测功能的配电自动化终端，其特征是，所述模拟量采集模块，分别与电流互感器、电压互感器相连，实现所监测点电压及电流的采集;所述开关量采集模块接入开关位置继电器，实现开关分合位置、远方/就地手柄位置的采集;所述开关控制回路与开关操动机构相连，实现对开关电动分合操作;所述开关储能回路与开关操动机构相连，实现对开关操动机构的储能。10.具有设备状态监测功能的配电自动化终端的监测方法，其特征是，包括以下步骤: 利用各种传感器实现对配电一次设备运行状态的信息采集，并将采集的信息通过现场数据总线接口传输至相应的监测模块，监测模块分别将处理后的信息传输至设备状态诊断丰旲块; 利用电流互感器及电压互感器实现所监测点电压及电流的采集;利用开关位置继电器实现开关分合位置、远方/就地手柄位置的采集，监测点电压及电流作为模拟量通过模拟量采集模块传输至测量与控制模块，开关分合位置、远方/就地手柄位置作为开关量通过开关量采集模块传输至测控与保护模块； 设备状态诊断模块基于所采集的表征设备状态的特征量，对设备健康状态进行诊断，评估设备是否需进行维修； 测控与保护模块实现配电自动化终端基本的模拟量及开关量的测量、开关操作机构的控制与保护。
【专利摘要】本发明公开了具有设备状态监测功能的配电自动化终端及监测方法，包括：测量与控制模块分别与模拟量采集模块、开关量采集模块、开关控制回路及开关储能回路相连，测量与控制模块根据接收的模拟量及开关量实现对开关控制回路及开关储能回路的控制；设备状态诊断模块相连分别与开关特性监测模块、电源状态监测模块、绝缘特性监测模块、设备振动与声音监测模块、设备温度监测模块及环境温湿度监测模块相连，设备状态诊断模块根据监测的变量对设备的状态进行诊断与评估。对配电网主设备运行健康状况的在线评估、故障分析、诊断与提前预警，为实现配电网主设备状态检修，提供了一种技术可行、成本经济的实施方案。
【IPC分类】H02J13/00
【公开号】CN105471106
【申请号】CN201510961278
【发明人】孙勇, 张林利, 邵志敏, 李建修, 刘合金, 张世栋, 李立生
【申请人】国网山东省电力公司电力科学研究院, 国家电网公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月18日...