一种通用低压供配电开关的智能运维检测元件及方法与流程

本发明涉及供配电领域，尤其涉及一种通用低压供配电开关的智能运维检测元件及方法。

背景技术：

1、供配电领域在快速向智能配电方向发展。智能配电与传统配电对比，需要对主要开关元件运行情况以及线路关键位置温度等进行检测分析，预估生命周期，故障诊断，为使用者提供参考。

2、当前，开关元件厂家面向智能配电系统，开发了智能开关元件，在其开关类产品中检测运行参数，并发送给后台系统进行计算分析。但这类智能开关元件只能与其本厂家的后台系统通讯，并不开放通讯协议和算法。只能整体采用一个厂家的全部相关产品。实际项目中，使用最多的还是传统通用开关元件，而且不一定是同一厂家。

技术实现思路

1、根据上述提出传统开关元件无法实现智能配电的技术问题，而提供一种通用低压供配电开关的智能运维检测元件。本发明主要利用检测元件，通过检测进线出线电压、温度、电流等数据进行检测分析，并采用标准通讯规约上传到后台软件系统，向用户提供故障诊断、生命周期预测等信息。

2、本发明采用的技术手段如下：

3、一种通用低压供配电开关的智能运维检测元件，包括传统开关设备和后台软件系统，还包括：检测元件，检测元件连接传统开关设备和后台软件系统；检测元件包括：进线电压检测单元、进线温度检测单元、出线电压电流检测单元、出线温度检测单元、开关状态检测单元、开关分合闸控制单元、本地显示单元、通讯单元和中央处理器，其中：

4、进线电压检测单元连接中央处理器，用于检测进线电压，并将进线电压信息传输至中央处理器；

5、进线温度检测单元连接中央处理器，用于检测进线温度，并将进线温度信息传输至中央处理器；

6、出线电压电流检测单元连接中央处理器，用于检测出线电压和电流，并将出线电压和电流信息传输至中央处理器；

7、出线温度检测单元连接中央处理器，用于检测出线温度，并将出线温度信息传输至中央处理器；

8、开关状态监测单元连接中央处理器，用于检测开关状态，并将开关状态信息传输至中央处理器；

9、开关分合闸控制单元连接传统开关设备，用于控制传统开关设备的分合闸；

10、本地显示单元连接中央处理器，用于就地显示检测数据、故障诊断分析结果、控制分合闸和参数设置；

11、中央处理器通过通讯单元连接后台软件系统，用于控制各单元检测信号，接收各单元数据，分析数据，诊断故障，计算生命周期；将数据和诊断分析结果传输给本地显示单元就地显示，并通过通讯单元传输给后台软件系统。

12、进一步地，所述进线电压检测单元通过电压传感器将开关三相进线电压转换成低压，经过ad模数转换后再换算成有效值，传输给中央处理器。

13、进一步地，所述进线温度检测单元通过温度传感器将开关三相进线端温度转换成数字量，传输给中央处理器。

14、进一步地，所述出线电压电流检测单元通过电压和电流传感器分别将开关三相出线电压和电流转换成低压，经过ad模数转换后再换算成电压、电流有效值，传输给中央处理器。

15、进一步地，所述出线温度检测单元通过温度传感器将开关三相出线端温度转换成数字量，传输给中央处理器。

16、进一步地，所述开关状态监测单元监测开关分合闸状态和开关错误信号状态，传输给中央处理器。

17、进一步地，所述开关分合闸控制单元接收通讯单元分合闸指令或本地显示单元分合闸操作指令，控制开关分合闸。

18、进一步地，所述通讯单元将检测数据、故障诊断分析结果通过有线或无线方式传输给后台系统，接收来自后台软件系统的分合闸指令。

19、进一步地，中央处理器采用嵌入式cpu，根据进出线电压差和电流计算开关导通内阻，结合温度情况，测算开关故障，发出预警或报警提示。

20、本发明还提供了一种基于通用低压供配电开关的智能运维检测元件实现的检测方法，包括：

21、对检测单元进行初始化操作；

22、进线电压检测单元、进线温度检测单元、出线电压电流检测单元、出线温度检测单元和开关状态检测单元分别监测相关数据，并将读取的检测数据发送至中央处理器；

23、中央处理器根据读取的检测数据判断开关是否闭合，若开关闭合，则计算开关导通阻抗；若开关未闭合，则校准进出线电压误差；

24、中央处理器分析阻抗和温度变化，根据读取的数据进行故障诊断、计算生命周期和预警或报警提醒，得到数据和诊断分析结果；

25、中央处理器将数据和诊断分析结果传输给本地显示单元，并通过通讯单元传输给后台软件系统；

26、后台软件系统判断是否需要进行分合闸操作，若需要进行分合闸操作，后台软件系统向通讯单元发送分合闸指令，由开关分合闸控制单元控制分合闸。

27、较现有技术相比，本发明具有以下优点：

28、1、本发明提供的通用低压供配电开关的智能运维检测元件，可将通用低压开关应用于智能配电系统，实现智能低压开关的功能。分析诊断算法实现本地化，并采用标准通讯规约与后台系统通讯。适用于所有支持标准规约的后台系统。提高边缘计算的智能化水平。

29、2、本发明提供的通用低压供配电开关的智能运维检测元件，能够在不更换主设备的情况下，将传统通配电系统快速升级成智能配电系统。

30、3、本发明提供的通用低压供配电开关的智能运维检测元件，能够配合通用低压开关使用，提高项目附加值。

31、4、本发明提供的通用低压供配电开关的智能运维检测元件，其中央处理器能够进行故障诊断和生命周期计算，实现本地计算，不受后台系统限制，并能够程序动态校准电压检测误差带来的电压差，确保导通内阻的准确性。

32、基于上述理由本发明可在供配电领域等领域广泛推广。

技术特征：

1.一种通用低压供配电开关的智能运维检测元件，包括传统开关设备(2)和后台软件系统(3)，其特征在于，还包括：检测元件(1)，检测元件(1)连接传统开关设备(2)和后台软件系统(3)；检测元件(1)包括：进线电压检测单元(4)、进线温度检测单元(5)、出线电压电流检测单元(6)、出线温度检测单元(7)、开关状态检测单元(8)、开关分合闸控制单元(9)、本地显示单元(10)、通讯单元(11)和中央处理器(12)，其中：

2.根据权利要求1所述的通用低压供配电开关的智能运维检测元件，其特征在于，所述进线电压检测单元(4)通过电压传感器将开关三相进线电压转换成低压，经过ad模数转换后再换算成有效值，传输给中央处理器(12)。

3.根据权利要求1所述的通用低压供配电开关的智能运维检测元件，其特征在于，所述进线温度检测单元(5)通过温度传感器将开关三相进线端温度转换成数字量，传输给中央处理器(12)。

4.根据权利要求1所述的通用低压供配电开关的智能运维检测元件，其特征在于，所述出线电压电流检测单元(6)通过电压和电流传感器分别将开关三相出线电压和电流转换成低压，经过ad模数转换后再换算成电压、电流有效值，传输给中央处理器(12)。

5.根据权利要求1所述的通用低压供配电开关的智能运维检测元件，其特征在于，所述出线温度检测单元(7)通过温度传感器将开关三相出线端温度转换成数字量，传输给中央处理器(12)。

6.根据权利要求1所述的通用低压供配电开关的智能运维检测元件，其特征在于，所述开关状态监测单元(8)监测开关分合闸状态和开关错误信号状态，传输给中央处理器(12)。

7.根据权利要求1所述的通用低压供配电开关的智能运维检测元件，其特征在于，所述开关分合闸控制单元(9)接收通讯单元(11)分合闸指令或本地显示单元(10)分合闸操作指令，控制开关分合闸。

8.根据权利要求1所述的通用低压供配电开关的智能运维检测元件，其特征在于，所述通讯单元(11)将检测数据、故障诊断分析结果通过有线或无线方式传输给后台系统，接收来自后台软件系统的分合闸指令。

9.根据权利要求1所述的通用低压供配电开关的智能运维检测元件，其特征在于，所述中央处理器(12)采用嵌入式cpu，根据进出线电压差和电流计算开关导通内阻，结合温度情况，测算开关故障，发出预警或报警提示。

10.一种如权利要求1-9任意一项权利要求所述通用低压供配电开关的智能运维检测元件实现的检测方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供一种通用低压供配电开关的智能运维检测元件，包括传统开关设备、后台软件系统和检测元件，检测元件连接传统开关设备和后台软件系统；检测元件包括：进线电压检测单元、进线温度检测单元、出线电压电流检测单元、出线温度检测单元、开关状态检测单元、开关分合闸控制单元、本地显示单元、通讯单元和中央处理器。检测过程为：对检测单元进行初始化操作；各检测单元将检测数据发送至中央处理器；中央处理器根据读取的数据判断开关是否闭合，并分析阻抗和温度变化，进行故障诊断、计算生命周期和预警或报警提醒，再将数据和分析结果分别传输给本地显示单元和后台软件系统，通过本地显示单元或后台软件系统向中央处理器发送分合闸操作指令。

技术研发人员：李昕,张杰,栾春沂,王阳,梁晨,戴超琳,王静
受保护的技术使用者：大连华锐重工集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19