智能监测系统及开关柜的制作方法

1.本发明涉及一种开关柜，具体涉及一种智能监测系统及开关柜。


背景技术：

2.开关柜（switch cabinet）是一种电气设备，开关柜外线先进入柜内主控开关，然后进入分控开关，各分路按其需要设置。如仪表，自控，电动机磁力开关，各种交流接触器等，有的还设高压室与低压室开关柜，设有高压母线，如发电厂等，有的还设有为保主要设备的低周减载。开关柜的主要作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护用电设备。开关柜内的部件主要有断路器、隔离开关、负荷开关、操作机构、互感器以及各种保护装置等组成。
3.现有的开关柜智能化程度较低，只是在断路器部分设置智能监控，并不能进行开关柜整柜的监控，更无法对开关柜使用过程中产生的故障进行分析、维修建议或者提供产品寿命预侧。


技术实现要素：

4.为解决背景技术中现有开关柜智能化程度较低的问题，本发明提供一种智能监测系统及开关柜。
5.本发明的技术方案是：一种智能监测系统，包括综合测试系统和专家系统，所述的综合测控系统包括主控单元、断路器机构及底盘车数据采集模块和开关柜监测模块，断路器机构及底盘车数据采集模块和开关柜监测模块分别采集每一次操作的各项性能数据输入至主控单元，主控单元用于汇集并保存机械操作的各项数据，收集整理各项数据并输送至专家系统中，所述的专家系统包括综合数据运维平台、数据模型、自动学习矫正参数的分析模型；综合数据运维平台中接收主控单元汇集器的各项数据与数据模型进行分析对比，通过自动学习矫正参数的分析模型进行故障排除指导、失效模式数据校正、进行边缘计算分析实现自动预警，并修正改进相关产品，同时对开关柜进行实时监控分析，产生开关柜使用环境数据流，实现实时数据模型校正；根据专家系统的数据收集整理，得出综合数据评估报告。
6.作为本发明的进一步改进，所述的综合数据评估报告包括健康评估、边缘预警、维修维护、寿命预侧，且所述的综合评估报告与终端显示层相连并用于显示。
7.作为本发明的进一步改进，所述的数据模型包括知识库、历史数据库和故障库，主控单元产生的各项数据通过自动学习矫正参数的分析模型分析比对后归入数据模型中作为数据库的基础数据。
8.作为本发明的进一步改进，所述的自动学习矫正参数的分析模型用于对主控单元产生的各项数据进行分析，并与数据模型中的数据进行比对，并对故障数据进行分类，所述的自动学习矫正参数的分析模型包括算法模型、算法矫正、正态区间。
9.作为本发明的进一步改进，所述的综合测控系统包括远程控制模块，所述的远程
控制模块与主控单元相连并于数据传输和远程控制。
10.作为本发明的进一步改进，还包括人机交互模块，人机交互模块与主控单元相连接用于显示综合测控系统的信息，所述的人机交互模块与专家系统相连用于显示综合数据评估报告。
11.作为本发明的进一步改进，所述的断路器机构及底盘车数据采集模块用于采集断路器机构特性、分合闸线圈电流、储能电机电流、断路器处的温湿度、位置双确认信号和/或电动底盘车电机信息。
12.作为本发明的进一步改进，所述的开关柜监测模块包括视频监测单元和母排电缆数据采集单元；所述的视频监测单元包括红外视频监测、用于断路器处的断路器室视频监测、用于接地开关处的接地开关视频监测、用于位置双确认处的双确认视频监测；所述的母排电缆数据采集单元包括烟雾监测、用于局部放电情况的局放监测、用于测量开关柜温度和湿度的温湿度监测。
13.作为本发明的进一步改进，所述的专家系统还包括信号处理、特征提取、报警阈值设定方法、故障分类算法、趋势分析算法、寿命预测。
14.一种开关柜，包括柜体、断路器和上述的智能监测系统。
15.本发明的有益效果是，设置综合测试系统和专家系统，通过综合测试系统可以对开关柜内的信息进行可靠监控，同时通过专家系统可以对故障进行预警和寿命预侧，同时对数据进行收集作为基础数据，通过自动学习矫正参数的分析模型对后台模型进行矫正，使得监测数据更准确，便于更精确判断。
附图说明
16.附图1为本发明实施例的原理框图。
17.附图2为综合测试系统处的原理框图。
18.附图3为专家系统处的原理框图。
19.附图4为底盘车处的测试结果示意图。
20.附图5为断路器机构处的测试结果示意图。
具体实施方式
21.下面结合附图对本发明实施例作进一步说明：由图1结合图2
‑
5所示，一种开关柜，包括柜体、断路器和智能监测系统，所述的智能监测系统，包括综合测试系统和专家系统，所述的综合测控系统包括主控单元、断路器机构及底盘车数据采集模块和开关柜监测模块，断路器机构及底盘车数据采集模块和开关柜监测模块分别采集每一次操作的各项性能数据输入至主控单元，主控单元用于汇集并保存机械操作的各项数据，收集整理各项数据并输送至专家系统中，所述的专家系统包括综合数据运维平台、数据模型、自动学习矫正参数的分析模型；综合数据运维平台中接收主控单元汇集器的各项数据与数据模型进行分析对比，通过自动学习矫正参数的分析模型进行故障排除指导、失效模式数据校正、进行边缘计算分析实现自动预警，并修正改进相关产品，同时对开关柜进行实时监控分析，产生开关柜使用环境数据流，实现实时数据模型校正；根据专家系统的数据收集整理，得出综合数据评估报告。本发明的有益效果是，设置综合测试
系统和专家系统，通过综合测试系统可以对开关柜内的信息进行可靠监控，同时通过专家系统可以对故障进行预警和寿命预侧，同时对数据进行收集作为基础数据，通过自动学习矫正参数的分析模型对后台模型进行矫正，使得监测数据更准确，便于更精确判断。本发明具有以下特点的采用先进的传感技术，对设备的电量或非电量及硬件状态信息进行动态监测；控制模块单元及监测模块单元融合成智能管理主控单元的一体化设计； 智能管理主控单元及服务器后台数据分析平台，建立出综合分析数据模型系统；数据分析模型系统与一次设备实现融合的一体化设计；数据模型分析系统与数据量匹配，进行自动学习整理校正实现边缘计算风险值评估；设备测试运行、失效模型分析及智能诊断融合的机械测试及在线监测综合系统；机械测试及在线监测综合系统可以支持多种通讯规约，可以与云平台进行数据交换及传输。
22.所述的综合数据评估报告包括健康评估、边缘预警、维修维护、寿命预侧，且所述的综合评估报告与终端显示层相连并用于显示。这样客户可以通过电脑或者手机查看综合数据评估报告，使得用户及时了解产品运行状况。通过终端层的电脑、手机等，发送到用户。最终用户可以直观的了解故障分析预警、维修方式及计划、故障分析报告、设备运营状况报告、健康评估报告等。
23.所述的数据模型包括知识库、历史数据库和故障库，主控单元产生的各项数据通过自动学习矫正参数的分析模型分析比对后归入数据模型中作为数据库的基础数据。所述的自动学习矫正参数的分析模型用于对主控单元产生的各项数据进行分析，并与数据模型中的数据进行比对，并对故障数据进行分类，所述的自动学习矫正参数的分析模型包括算法模型、算法矫正、正态区间。数据模型和自动学习矫正参数的分析模型相互配合，即可以在每次操作时增加总的数据量（数据模型），同时又能通过数据模型对分析模型进行矫正微调，从而实现系统的不断学习，使得系统能更准确的判断故障及提供报告。
24.所述的综合测控系统包括远程控制模块，所述的远程控制模块与主控单元相连并于数据传输和远程控制。这样能实现远程控制及远程信号传输。当然局放、遥控、app及服务器等，作为辅助设备可以不放置开关柜上。
25.本发明还包括人机交互模块，人机交互模块与主控单元相连接用于显示综合测控系统的信息，所述的人机交互模块与专家系统相连用于显示综合数据评估报告。人机交互模块可以在开关柜上显示综合数据报告，同时便于操作人员操作。
26.所述的断路器机构及底盘车数据采集模块用于采集断路器机构特性、分合闸线圈电流、储能电机电流、断路器处的温湿度、位置双确认信号和/或电动底盘车电机信息。这样的结构可以采集断路器内的信息，便于判断断路器的状况。当然也可以对断路器及底盘车进行进行上百万次的操作试验，产生大量的测试数据，为诊断分析奠定数据基础。
27.所述的开关柜监测模块包括视频监测单元和母排电缆数据采集单元；所述的视频监测单元包括红外视频监测、用于断路器处的断路器室视频监测、用于接地开关处的接地开关视频监测、用于位置双确认处的双确认视频监测；所述的母排电缆数据采集单元包括烟雾监测、用于局部放电情况的局放监测、用于测量开关柜温度和湿度的温湿度监测。这样对开关柜进行可靠检监测，在进行多次的操作试验，产生大量的测试数据，为诊断分析奠定数据基础。
28.所述的专家系统还包括信号处理、特征提取、报警阈值设定方法、故障分类算法、
趋势分析算法、寿命预测。这样的使得专利系统能提供更精确的判断，使得产品智能控制更方便可靠。
29.具体的说，本系统适用于12kv
‑
40.5kv空气式、充气式、固体型开关等设备，含kyn
‑
xj
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v1.0开关设备、zn断路器、xgn开关设备等。
30.对开关柜进行进一步的描述：可以对开关柜断路器运行过程中进行监测的项目有：a.额定电压下（试验位置<
‑àꢀ
工作位置）寿命试验b.最低电压下（试验位置<
‑àꢀ
工作位置）寿命试验c.最高电压下（试验位置<
‑àꢀ
工作位置）寿命试验d.外部机构操作下的（试验位置<
‑àꢀ
工作位置）寿命试验每个测试项目都可以设置相应的时间周期，项目与项目之间可以设置时间间隔，每个项目都可以设置操作次数。
31.通过配置的方式设计一个完整的测试流程。流程模板可以直接调用，经过简单的修改另存为另一个新的流程模板。
32.根据断路器配合底盘车型号设计相应的底盘车特性测试参数计算方案和测试结果范围（电机电流范围、力矩峰值范围）。底盘车参数模板可以直接调用，经过简单的修改另存为另一个新的特性参数模板。
33.测试过程为：a.配置完项目参数和流程后，测试过程自动进行；按项目和设置周期逐一进行。
34.b.机械寿命测试过程中一旦有故障立即停止，并切断测试电源输出。
35.机械寿命故障类型需要有：电流过流、力矩大于上限值、力矩小于下限值、电机运行超时等等；c.测试过程根据项目自动调整电源参数；d.测试项目完成后自动结束，并关闭所有的电源输出。
36.测试结果数据要求：a、测试过程中的每一个事件都将会被记录。启动、停止、每个分项目开始、结束、故障时间。
37.b、总的累计次数c、每个电压等级下，机械寿命试验操作次数d、数据查询与整理。可以根据不同的类别整理数据。
38.e、测试结果可以导出。试验委托项目信息可以编辑并导出到报告中。
39.f、报告模板可以编辑。
40.测试结果数据记录a.试验总次数b.摇入（（试验位置
‑àꢀ
工作位置））
‑
电流值、运行时间c.摇出（（工作位置
‑àꢀ
试验位置））
‑
电流值、运行时间d.摇入（（试验位置
‑àꢀ
工作位置））
‑
最大力矩、运行时间e.摇出（（工作位置
‑àꢀ
试验位置））
‑
最大力矩、运行时间测试曲线记录
a.摇入（（试验位置
‑àꢀ
工作位置））
‑
电流曲线b.摇出（（工作位置
‑àꢀ
试验位置））
‑
电流曲线c.摇入（（试验位置
‑àꢀ
工作位置））
‑
力矩曲线d.摇出（（工作位置
‑àꢀ
试验位置））
‑
力矩曲线。
41.产品智能维保相关参数内容a.产品各取值点运算定义；b.产品各取值点的数据库建立；c.产品各取值点性能的正态区间的数据值智能学习；d.知识库、故障库及故障处理方案库建立；e.算法模型及自动校正算法的搭建；f.专家系统运算系统及监测诊断系统内容搭建；g.开关柜在线监测系统测试的开关柜基本信息显示；h.整柜全状态诊断；i.运维正态曲线边界预警及处理方案推荐；j.寿命预测及维护方案推荐；k.故障输出零时处理方案及长期处理意见推荐；l.互联网系统、app、微信小程序等相关第三方软件。
42.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
43.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
44.各位技术人员须知：虽然本发明已按照上述具体实施方式做了描述，但是本发明的发明思想并不仅限于此发明，任何运用本发明思想的改装，都将纳入本专利专利权保护范围内。