高压断路器分合闸时间在线监测装置和方法与流程

1.本发明涉及电力系统智能电网监测技术领域，具体为高压断路器分合闸时间在线监测装置和方法。


背景技术：

2.高压断路器，又称高压开关，它不仅可以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流，而且当系统发生故障时通过继电器保护装置的作用，切断过负荷电流和短路电流，它具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力，对维护电力系统的安全、经济和可靠运行起着相当重要的作用。
3.相对于其它静止的变压器、电抗器、电容器等电气设备，高压断路器要在频繁的正常分合闸和故障时切断中保证正确的动作，而其分合闸时间和分合闸不同期时间与电气设备绝缘过电压、设备同期并列、断路器的动静触头损伤等因素密切相关，因此对高压断路器分合闸时间的在线监测对提高断路器乃至电网的安全可靠性具有重要意义。
4.现有的高压断路器分合闸时间在线监测装置无法一网多连去控制和接收多个变电站信息，无法对大规模的高压断路器分合闸集群进行在线的监测，其次，由于预警和反馈时间线长，使维护人员巡查频率和维修检测增多，既导致人工维护管理成本提高，也不便于电力系统智能化管理。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明提供了高压断路器分合闸时间在线监测装置和方法，解决了无法一网多连去控制和接收多个变电站信息，同时维护人员巡查频率和维修检测次数多，人工维护管理成本高，电力系统智能化管理水平较低的问题。
6.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：高压断路器分合闸时间在线监测装置，包括机柜、智能控制主机、云端网络交换机、远动控制装置、数据信息采集器、剩余数据采集装置、时间同步控制主机、电源供给装置、资料储存备份单元和人机交互界面，所述数据信息采集器用于实时获取变电站自动化系统网络中的高压断路器的相关数据以及接收远动控制装置传输返还的相关参数，同时接收剩余数据采集装置的次级传输数据，所述云端网络交换机用于对数据信息采集器获取的高压断路器分合闸装置状态信息、测控装置信息、继电保护信息以及故障录波信息对智能控制主机进行数据输送交换，所述智能控制主机用于管理智能监控测算管理平台，以及为数据信息采集器传输的数据提供多维度和大数据的人工智能分析对比结果，同时通过网络管理中心维护网络运行安全，所述人机交互界面用于对数据信息采集器反馈的高压继电器数据进行实时监控，以及进行可视化图表分析显示，所述时间同步控制主机用于为智能控制主机、云端网络交换机和数据信息采集器提供标准实时地对时功能，所述电源供给装置用于为智能控制主机、云端网络交换机以及远动控制装置提供配置电流电压，所述资料储存备份单元用于记录人机交互界面运行数据，以及进行主次文档备份和定期无用文档删档。
7.优选的，所述智能监控测算管理平台由断路器智能数据分配平台、分合闸时间监控单元、闸门电源监测单元、分合闸闭锁监测单元、阶段性闸门状态记录单元、闸门控制回路监测单元和安全报警制动单元组成，所述断路器智能数据分配用于将对应数据进行分类分配，所述分合闸时间监控单元用于获取高压断路器的开关闸时间，所述闸门电源监测单元用于获取高压断路器控制电源信号以及控制电源的持续时间和消失次数，所述分合闸闭锁监测单元用于获取高压断路器的开关闸闭合次数，所述阶段性闸门状态记录单元用于记录高压断路器的电路波动状态，所述闸门控制回路监测单元用于获取高压断路器闸门的响应时间，所述安全报警制动单元用于高压断路器的故障紧急制动。
8.优选的，所述网络管理中心由信号扩大单元、网络连接主控单元、智能控制维护单元、实时反馈信息单元和安全防护中心组成，所述信号扩大单元用于扩大网络实时信号，所述网络连接主控单元用于连接和关闭连接网络，所述智能控制维护单元用于维持网络纯净性，所述安全防护中心用于网络的实时监控和保护，所述实时反馈信息单元可向远端的主控站或者数据中心发送变电站断路器大数据分析生成的监测数据。
9.优选的，所述数据采集模块由信息采集单元、数据提取单元和数据整理单元组成，所述信息采集单元用于从变电站自动化系统网络中采集信号数据，所述数据提取单元用于从海量的实时或非实时数据中提取与高压断路器状态有关的信息，所述数据整理单元用于将高压断路器关联信息单独整理输送，形成与监测高压断路器对应的运行参数数据。
10.优选的，所述人机交互界面包括信息接收处理单元、异常状态分析单元、状态备份文件库和对流数据互通单元，所述信息接收处理单元用于接收变压站传输到云端网络交换器的数据资料，同时进行显示分析，所述异常状态分析单元用于对数据进行状态周期分析，同时兼顾异常状态提醒，所述状态备份文件库用于记录异常状态发生频率，所述对流数据互通单元用于传导人机操作数据至云端网络交换机，云端网络交换机再将数据回流传输到变压站。
11.优选的，所述异常状态分析单元包括通信呼叫器、安全报警器和监测维修部门，所述通信呼叫器和安全报警器用于对异常状态进行物理形式的反馈，提醒控制人员，控制人员反馈和控制异常状态，所述监测维修部门用于对异常状态的高压继电器进行实地维修。
12.优选的，所述人机交互界面包括交互设备账号，所述交互设备账号用于人工交互设备进行用户权限管理，编辑数据进入个人控制人员账户，同时设备账号也包括控制高压断路器的型号、制造参数、投产日期、运行记录、预防性试验参数。
13.优选的，所述信息采集单元、数据提取单元和数据整理单元的数据统一输送至信息整合输送单元，所述信息整合输送单元通过无线网络传输给智能监控测算管理平台，所述智能监控测算管理平台通过数据快速传输器结合无线网络传输到数据接收口进入断路器智能数据分配平台。
14.高压断路器分合闸时间在线监测方法，包括以下步骤：
15.s1、首先通过远动控制装置和数据采集器从变电站自动化系统网络中采集高压断路器的分合闸装置状态信息、测控装置信息、继电保护信息以及故障录波信息形成实时数据及其历史数据，并经过信息采集单元、数据提取单元和数据整理单元的提取和清洗整理，再通过信息整合输送单元完成输送；
16.s2、数据输送到智能监控测算平台，通过传输接口传输到断路器智能数据分配平
台，使数据依次对应分合闸时间监控单元、闸门电源监测单元、分合闸闭锁监测单元、阶段性闸门状态记录单元和闸门控制回路监测单元，进而生成所需信息数据；
17.s3、生成的信息数据通过无线网络传输进入云端网络交换机，通过云端网络交换机再通过智能控制主机为提取的高压断电器数据提供多维度和大数据的人工智能分析对比结果，再将数据输送到人机交互界面，通过信息接收处理单元和异常状态分析单元进行数据监测，数据异常，异常状态分析单元会接通通信呼叫器和安全报警器对实地方和控制方进行双重提醒，并进行维修，当无异常状态，数据通过对流数据互通单元进行正常的云端网络交换机和变压站的信息实时互通，保障高压继电器分合闸时间的实时监测反馈以及预警。
18.本发明提供了高压断路器分合闸时间在线监测装置和方法。具备以下有益效果：
19.1、本发明通过使用机柜、智能控制主机、云端网络交换机、远动控制装置、数据信息采集器、剩余数据采集装置、时间同步控制主机、电源供给装置、资料储存备份单元和人机交互界面构成的控制机箱，改变传统的传感器监测方式，使高压断路器的分合闸时间智能监测更加便捷，且只需要通过人机交互界面操控和监测，就可对所需监测的高压断路器进行全面的在线监测管理，同时通过该在线监测方式，可以一网多连，控制和接收多个变电站信息，再与主站数据中心对接，并实施云计算分析，为大规模高压断路器分合闸时间在线监测提供技术条件。
20.2、本发明通过实时的监测高压断路器分合闸时间，并通过人机交互界面进行快速预警和反馈，并进行线下快速维修，有效地使控制人员精准的把控高压断路器运行分合闸状态和异常状态，降低维护人员的巡查频率和维修检测次数，进一步保障了高压断路器正常运行状态，同时也最大限度地减少了因为高压断路器故障所带来的直接和间接经济损失，使高压断路器运行更加稳定，也降低了人工维护管理成本，提高了电力系统智能化管理水平。
附图说明
21.图1为本发明的立体图；
22.图2为本发明的右侧视图；
23.图3为本发明的监测装置连接原理图；
24.图4为本发明的数据信息采集器模块结构图；
25.图5为本发明的断路器智能数据分配平台模块结构图；
26.图6为本发明的人机交互模块结构图；
27.图7为本发明的智能控制主机模块结构图。
28.其中，1、机柜；2、智能控制主机；3、云端网络交换机；4、远动控制装置；5、数据信息采集器；6、剩余数据采集装置；7、时间同步控制主机；8、电源供给装置；9、资料储存备份单元；10、人机交互界面。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.实施例：
31.如图1-7所示，本发明实施例提供高压断路器分合闸时间在线监测装置，包括机柜1、智能控制主机2、云端网络交换机3、远动控制装置4、数据信息采集器5、剩余数据采集装置6、时间同步控制主机7、电源供给装置8、资料储存备份单元9和人机交互界面10，数据信息采集器5用于实时获取变电站自动化系统网络中的高压断路器的相关数据以及接收远动控制装置4传输返还的相关参数，同时接收剩余数据采集装置6的次级传输数据，云端网络交换机3用于对数据信息采集器5获取的高压断路器分合闸装置状态信息、测控装置信息、继电保护信息以及故障录波信息对智能控制主机2进行数据输送交换，智能控制主机2用于管理智能监控测算管理平台，以及为数据信息采集器5传输的数据提供多维度和大数据的人工智能分析对比结果，同时通过网络管理中心维护网络运行安全，人机交互界面10用于对数据信息采集器5反馈的高压继电器数据进行实时监控，以及进行可视化图表分析显示，时间同步控制主机7用于为智能控制主机2、云端网络交换机3和数据信息采集器5提供标准实时地对时功能，电源供给装置8用于为智能控制主机2、云端网络交换机3以及远动控制装置4提供配置电流电压，资料储存备份单元9用于记录人机交互界面10运行数据，以及进行主次文档备份和定期无用文档删档，通过组合成控制机箱，改变传统的传感器监测方式，使高压断路器的分合闸时间智能监测更加便捷，且只需要通过人机交互界面10操控和监测，就可对所需监测的高压断路器进行全面的在线监测管理，同时通过该在线监测方式，可以一网多连，控制和接收多个变电站信息，再与主站数据中心对接，并实施云计算分析，为大规模高压断路器分合闸时间在线监测提供技术条件。
32.智能监控测算管理平台由断路器智能数据分配平台、分合闸时间监控单元、闸门电源监测单元、分合闸闭锁监测单元、阶段性闸门状态记录单元、闸门控制回路监测单元和安全报警制动单元组成，断路器智能数据分配用于将对应数据进行分类分配，分合闸时间监控单元用于获取高压断路器的开关闸时间，闸门电源监测单元用于获取高压断路器控制电源信号以及控制电源的持续时间和消失次数，分合闸闭锁监测单元用于获取高压断路器的开关闸闭合次数，阶段性闸门状态记录单元用于记录高压断路器的电路波动状态，闸门控制回路监测单元用于获取高压断路器闸门的响应时间，安全报警制动单元用于高压断路器的故障紧急制动。
33.网络管理中心由信号扩大单元、网络连接主控单元、智能控制维护单元、实时反馈信息单元和安全防护中心组成，信号扩大单元用于扩大网络实时信号，网络连接主控单元用于连接和关闭连接网络，智能控制维护单元用于维持网络纯净性，安全防护中心用于网络的实时监控和保护，实时反馈信息单元可向远端的主控站或者数据中心发送变电站断路器大数据分析生成的监测数据。
34.数据采集模块由信息采集单元、数据提取单元和数据整理单元组成，信息采集单元用于从变电站自动化系统网络中采集信号数据，数据提取单元用于从海量的实时或非实时数据中提取与高压断路器状态有关的信息，数据整理单元用于将高压断路器关联信息单独整理输送，形成与监测高压断路器对应的运行参数数据。
35.人机交互界面10包括信息接收处理单元、异常状态分析单元、状态备份文件库和
对流数据互通单元，信息接收处理单元用于接收变压站传输到云端网络交换器的数据资料，同时进行显示分析，异常状态分析单元用于对数据进行状态周期分析，同时兼顾异常状态提醒，状态备份文件库用于记录异常状态发生频率，对流数据互通单元用于传导人机操作数据至云端网络交换机3，云端网络交换机3再将数据回流传输到变压站，通过实时的监测高压断路器分合闸时间，并通过人机交互界面10进行预警和反馈，有效地使控制人员把控高压断路器运行分合闸状态和异常状态，降低维护人员的巡查频率和维修检测次数，进一步保障了高压断路器正常运行状态，同时最大限度地减少因为高压断路器故障所带来的直接和间接经济损失，降低了人工运维管理成本，提高了电力系统智能化管理水平。
36.异常状态分析单元包括通信呼叫器、安全报警器和监测维修部门，通信呼叫器和安全报警器用于对异常状态进行物理形式的反馈，提醒控制人员，控制人员反馈和控制异常状态，监测维修部门用于对异常状态的高压继电器进行实地维修。
37.人机交互界面10包括交互设备账号，交互设备账号用于人工交互设备进行用户权限管理，编辑数据进入个人控制人员账户，同时设备账号也包括控制高压断路器的型号、制造参数、投产日期、运行记录、预防性试验参数。
38.信息采集单元、数据提取单元和数据整理单元的数据统一输送至信息整合输送单元，信息整合输送单元通过无线网络传输给智能监控测算管理平台，智能监控测算管理平台通过数据快速传输器结合无线网络传输到数据接收口进入断路器智能数据分配平台。
39.如图1-7所示，本发明实施例提供高压断路器分合闸时间在线监测方法，包括以下步骤：
40.s1、首先通过远动控制装置4和数据采集器5从变电站自动化系统网络中采集高压断路器的分合闸装置状态信息、测控装置信息、继电保护信息以及故障录波信息形成实时数据及其历史数据，并经过信息采集单元、数据提取单元和数据整理单元的提取和清洗整理，再通过信息整合输送单元完成输送；
41.s2、数据输送到智能监控测算平台，通过传输接口传输到断路器智能数据分配平台，使数据依次对应分合闸时间监控单元、闸门电源监测单元、分合闸闭锁监测单元、阶段性闸门状态记录单元和闸门控制回路监测单元，进而生成所需信息数据；
42.s3、生成的信息数据通过无线网络传输进入云端网络交换机3，通过云端网络交换机3再通过智能控制主机2为提取的高压断电器数据提供多维度和大数据的人工智能分析对比结果，再将数据输送到人机交互界面10，通过信息接收处理单元和异常状态分析单元进行数据监测，数据异常，异常状态分析单元会接通通信呼叫器和安全报警器对实地方和控制方进行双重提醒，并进行维修，当无异常状态，数据通过对流数据互通单元进行正常的云端网络交换机3和变压站的信息实时互通，保障高压继电器分合闸时间的实时监测反馈以及预警。
43.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。