一种交直流屏自诊断方法

摘要

本发明公开了一种交直流屏自诊断方法。包括以下步骤：预先设定设备安全值、安全时间阈值及自复位次数；启动5G总控单元实时监测设备状态，并根据监测的数据计算动态安全时间，通过动态安全时间结果与安全时间阈值进行比较；计算结果如果大于设定的安全时间阈值，则确认设备异常，反之返回继续计算；对确定的异常设备通过5G网络查询故障知识库进行判断故障类型及等级；根据等级情况确定是否切断设备；切断后的故障设备进行自复位，自复位次数计数；对自复位次数进行判断，判断在设定次数内复位成功，则设备正常运行，反之超过设定次数，进行报警。本发明将动态安全时间及自复位次数作为交直流屏设备故障的可容错的依据，方法简单可靠。

权利要求

1.一种交直流屏的自诊断方法，采用交直流屏自诊断系统实现，交直流屏自诊断系统包括5G总控单元，5G总控单元包括：5G通讯模块，CPU，绝缘监测单元，直流监测单元，交流监测单元，电源模块以及开关量输入输出模块，电源模块分别给5G通讯模块、CPU、开关量输入输出模块供电，CPU分别与5G通讯模块、绝缘监测单元、直流监测单元、交流监测单元、开关量输入输出模块连接，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，预先设定设备安全值、安全时间阈值及自复位次数；步骤2，启动5G总控单元实时监测设备状态，并根据监测的数据计算动态安全时间，通过动态安全时间结果与安全时间阈值进行比较，动态安全时间采用以下公式进行计算：其中， 为设备的权重系数， 为设备失效时间上限， 为设备动态监测值，为被监测设备安全值；步骤3，步骤2的计算结果如果大于设定的安全时间阈值，则确认设备异常，反之返回步骤2；步骤4，对确定的异常设备通过5G网络查询故障知识库进行判断故障类型及等级；根据等级情况确定是否切断设备；步骤5，切断后的故障设备进行自复位，并对自复位次数计数；步骤6，对自复位次数进行判断，如在设定次数内复位成功，则设备正常运行，反之超过设定次数，则进行报警。

2.根据权利要求1所述的交直流屏的自诊断方法，其特征在于，所述绝缘监测单元实时监测系统的绝缘水平，再通过485通讯接口或以太网口将数据上传；所述直流监测单元和交流监测单元均通过485通讯接口或以太网口将数据上传。

3.根据权利要求2所述的交直流屏的自诊断方法，其特征在于，设备故障等级分为一般、中级、严重，通过安全值与动态监测值之间的关系确定。

4.根据权利要求3所述的交直流屏的自诊断方法，其特征在于，设备权重分为三级，自复位次数根据权重系数进行区分，权重为3时，设备很重要，自复位次数相应最多，设为3次，权重为2时，设备为次重要设备，自复位次数为2次，权重为1，设备为一般设备，自复位次数设为1。

5.根据权利要求4所述的交直流屏的自诊断方法，其特征在于，所述方法还包括将步骤

4、步骤6每次的处理结果记录于历史数据库。

说明书

一种交直流屏自诊断方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电力设备运行监测技术领域，尤其涉及交直流屏自诊断方法。

背景技术

[0002] 交直流屏系统包括交流屏、直流屏及电池屏。交流屏本质上就是低压配电柜，交流进交流出，一般与直流屏配套使用，给直流屏和配电室提供电源分配。直流屏是把交流整成直流给电池充电，当市电交流电源断电的时候通过电池组给母线供电给高压分合闸机构以及控制系统和综保提供电源。交直流电源屏作为电力系统中变(配)电所、变电站、发电厂重要的二次设备，为控制负荷和动力负荷以及事故照明负荷等提供电源，是当代电力系统控制、保护的基础，因此，交直流屏系统在使用过程中对其的在线监测和故障诊断尤为重要，常规交直流屏系统在使用过程中存在以下问题：设备的运行过程状态无法得到有效监控及反馈，如对于温度过高、是否能够自动调节、设备有无被非法进入等异常状态无法及时反馈以便采取预防措施，确保设备系统的运行稳定性。

[0003] 交直流屏自诊断技术就是通过对交直流屏实际运行信息的监测、分析以及处理，根据运行参数对其工作状况进行判别，预测其劣化的趋势，提高交直流屏的运行可靠性与工作效率。故障诊断或模式识别作为断路器在线监测与故障诊断系统的核心以及最终目标，近年来成为研究的重点。但是目前交直流屏故障诊断中没有容错机制，导致错误的预测影响系统的工作效率。交直流屏在实际使用中主要为负载提供直流控制电源及保护电源，所以交直流屏的正常工作与否直接决定了整套系统的工况。虽然在现阶段部分其他产品上引入了容错机制，但是大多只是简单的延长了设备的带错工作时间，现有方法并不适用于交直流屏系统。

[0004] 针对现有的交直流屏在实际工程中遇到的上述问题，亟需提出解决方案。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种交直流屏自诊断系统及自诊断方法，该方案基于5G网络，设计一种交直流屏自诊断系统，通过5G网络对交直流屏的运行状态进行远程监测，建立自诊断云平台并对交直流屏进行智能分析从而实现准确监控及智能运维。

[0006] 为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种交直流屏自诊断系统，包括5G总控单元，5G总控单元对交直流屏柜体、交流开关和直流开关运行状态、柜内温湿度控制、电池健康度进行监测，交、直流屏中的开关均增加辅助接点附件，在交、直流屏及电池屏中安装温湿度传感器、控制器及视频监控设备，交、直流屏及电池屏的前后门均装设带辅助接点的行程开关，通过5G总控台电性连接上述硬件实现监测，所述5G总控单元包括5G通讯模块，中央处理器单元（CPU），绝缘监测单元，直流监测单元，交流监测单元，电源模块以及开关量输入输出模块，电源模块分别给5G通讯模块、CPU、开关量输入输出模块供电，CPU分别与5G通讯模块、绝缘监测单元、直流监测单元、交流监测单元、开关量输入输出模块连接，其中：

[0007] 5G通讯模块作用是对外通讯，与数据云，手机终端，上位机终端通过5G网络建立通讯连接，实时上传、下载数据，发布操作指令至CPU；

[0008] CPU的作用是对数据进行实时分析，处理操作指令以及根据数据库的数据进行智能分析，动态调整交直流屏内部分设备的运行状态，为实现智能运维提供核心保证；

[0009] 绝缘监测单元可以实时监测系统的绝缘水平，通过485通讯接口或以太网口来上传数据;

[0010] 直流监测单元可以实时监测直流开关的电压电流及开关状态，交流监测单元可以实时监测交流开关的电压电流及开关状态,直流监测单元和交流监测单元均通过485通讯接口或以太网口来上传数据；

[0011] 开关量模块主要用于数字量及模拟量的输入输出，例如开门信号，温湿度模拟量信号等一些辅助信号的采集，然后上传至CPU进行数据处理；

[0012] 5G总控单元集中监控系统中的交流进线电源、高频开关整流模块、免维护蓄电池组、闪光装置、直流馈线单元、绝缘监测装置、温度补偿装置等系统的工作运行参数，根据现场设备实际情况决定设备的运行方式。并能对所有电流、电压、电池等参数进行数据采集处理，对异常情况发出声光报警信号。

[0013] 本发明的目的之二在于提供一种交直流屏自诊断方法，通过配置后台软件进行自诊断，所述自诊断方法包括以下步骤：步骤1，设定设备安全值θ及自复位次数，该安全值θ为交直流屏所带负载的额定值，包括负载的额定电流、额定电压、电池的额定绝缘电阻,自复位次数根据设备的权重系数进行区分，本发明中将权重系数分为三级，权重为3时，表示该设备很重要，自复位次数相应最多，自复位次数设为3次，权重为2时，该设备为次重要设备，自复位次数为2次，权重为1，表示该设备为一般设备，自复位次数设为1，步骤2，启动5G各监控单元实时监测设备状态，实时参数记为 ，判断 是否超出设定的安全值θ，当 >θ时，启动自诊断系统，开始计算动态安全时间，动态安全时间计算公式如下：

[0014]

[0015] 其中，t为安全时间阈值， 为权重系数， 为设备失效时间上限， 为设备动态监测参数，为被监测参数设定值；步骤3，步骤2如果判断为是，根据状态参数值对设备异常进行确认；步骤4，对确定的异常设备通过5G网络查询故障知识库，通过大数据与知识库数据进行对比，判断故障等级；步骤5，根据步骤4的结果进行相应处理，一般故障等级维持现状运行，故障等级严重，将切断故障设备，并将该步骤中的处理结果记入历史数据库；步骤6，切断后的故障设备进行自复位，自复位次数计数；步骤7，对自复位次数计数结果进行判断，在设定次数内复位成功，设备正常运行，超过设定次数，进行报警，并将该步骤中的处理结果记入历史数据库。

[0016] 本发明的有益效果：

[0017] 与现有技术相比，本发明涉及的交直流屏自诊断，利用网络、计算机技术、信息技术、软件与自动化技术的深度融合，使直流电源设备通过GPRS或以太网等通讯方式联网，将数据传送到服务器平台，实现电源装备“智能云运维”。可以通过PC端直流电源后台监控软件实现对直流电源设备在线状态监测、数据远程采集、故障远程诊断及设备主动运维等。也可以通过移动终端（手机或平板）APP软件（含Android版和IOS版）实时监测直流电源设备状态、故障信息等。 随时了解设备现状，及时发现直流电源设备运行的故障信息并做出相应的决策和处理。引入动态安全时间的计算，利用5G网络传输速度的大幅提升，可以根据实时监测的设备状态调整设备的带故障运行时间，提高设备的运行效率，降低由于误判出现的故障率。

附图说明

[0018] 图1是本发明系统的结构示意图。

[0019] 图2是本发明总控单元的结构示意图。

[0020] 图3是本发明远程监控的结构示意图。

[0021] 图4为本发明交直流屏自诊断方法流程图。

具体实施方式

[0022] 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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0023] 实施例一

[0024] 如图1、图2、图3所示，一种交直流屏自诊断系统，包括5G总控单元，5G总控单元对交直流屏柜体、交流开关和直流开关运行状态、柜内温湿度控制、电池健康度进行监测，交、直流屏中的开关均增加辅助接点附件，在交、直流屏及电池屏中安装温湿度传感器、控制器及视频监控设备，交、直流屏及电池屏的前后门均装设带辅助接点的行程开关，通过5G总控台电性连接上述硬件实现监测，所述5G总控单元包括5G通讯模块，CPU，绝缘监测单元，直流监测单元，交流监测单元，电源模块以及开关量输入输出模块，电源模块分别给5G通讯模块、CPU、开关量输入输出模块供电，CPU分别与5G通讯模块、绝缘监测单元、直流监测单元、交流监测单元、开关量输入输出模块连接，其中：

[0025] 5G通讯模块作用是对外通讯，与数据云，手机终端，上位机终端通过5G网络建立通讯连接，实时上传、下载数据，发布操作指令至CPU；

[0026] CPU的作用是对数据进行实时分析，处理操作指令以及根据数据库的数据进行智能分析，动态调整交直流屏内部分设备的运行状态，为实现智能运维提供核心保证；

[0027] 绝缘监测单元可以实时监测系统的绝缘水平，并且通过485通讯接口来或以太网口上传数据;

[0028] 直流监测单元可以实时监测直流开关的电压电流及开关状态，交流监测单元可以实时监测交流开关的电压电流及开关状态,直流监测单元和交流监测单元均通过485通讯接口或网口来上传数据；

[0029] 开关量模块主要用于数字量及模拟量的输入输出，例如开门信号，温湿度模拟量信号等一些辅助信号的采集，然后上传至CPU进行数据处理；

[0030] 5G总控单元集中监控系统中的交流进线电源、高频开关整流模块、免维护蓄电池组、闪光装置、直流馈线单元、绝缘监测装置、温度补偿装置等系统的工作运行参数，根据现场设备实际情况决定设备的运行方式。并能对所有电流、电压、电池等参数进行数据采集处理，对异常情况发出声光报警信号。

[0031] 参见图4，本发明的目的之二在于提供一种交直流屏自诊断方法，通过配置后台软件进行自诊断，所述自诊断方法包括以下步骤：步骤1，设定设备安全值θ及自复位次数，该安全值θ为交直流屏所带负载的额定值，包括负载的额定电流、额定电压、电池的额定绝缘电阻,自复位次数根据设备的权重系数进行区分，本发明中暂将权重系数分为三级，权重为3时，表示该设备很重要，自复位次数相应最多，设为3次，权重为2时，该设备为次重要设备，自复位次数为2次，权重为1，表示该设备为一般设备，自复位次数设为1，步骤2，启动5G监控模块实时监测设备状态参数 ，判断是否超出设定的安全值θ，当 >θ时，启动自诊断系统，开始计算动态安全时间，动态安全时间公式如下：

[0032]

[0033] 其中，t为安全时间阈值， 为权重系数， 为设备失效时间上限， 为设备动态监测参数， 为被监测参数设定值；

[0034] 系统采用5G技术，使得数据的监测及传输速率较现有技术大幅提升，根据实时监测数据来近乎同步调整我们的设备安全时间，而现有技术给出设备安全定值，从而是极大提升设备的使用效率，降低由于监测数据短暂错误导致的设备故障率。例如某个设备的电流安全值为100A，此时监测到该设备电流状态达到了120A，结合该设备的权重系数，计算出来的动态安全时间可能就是60S，在下一个监测周期，电流状态又达到了200A，此时的动态安全时间可能就下降到了15S，再下一个监测周期该设备状态又回到100A，结束本次自诊断，重新开始正常的状态监测模式，而对于出现超过安全值的状态经判断属于正常容错故障状态，从而忽略，进而不会导致因电流状态超过安全值而进行错误操作；步骤3，步骤2如果判断为是，根据状态参数值对设备异常进行确认；步骤4，对确定的异常设备通过5G网络查询故障知识库，通过大数据与知识库数据进行对比；步骤5，判断故障等级；具体的故障等级预先设定如下表所示：

[0035] 表1

[0036]

[0037] 步骤6，根据步骤5的结果进行相应处理，包括上传及记入历史数据库，使数据得到及时的更新，一般故障等级维持现状运行，故障等级严重，将切断故障设备；步骤7，切断后的故障设备进行自复位，自复位次数计数；步骤8，对自复位次数计数结果进行判断，自复位次数结合开关的承受能力，不超过3次，在设定次数内复位成功，设备正常运行，超过设定次数，进行报警，该步骤内的处理结果同样进行相应处理，包括上传及记入历史数据库，使数据得到及时的更新，本发明交直流屏自诊断方法检测跟踪值，具体过程可见流程图。

[0038] 本发明的创新点在于将动态安全时间及自复位次数作为交直流屏设备故障的可容错的依据，方法简单可靠。

[0039] 本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。