[發(fā)明專利]一種高壓開關(guān)柜在線監(jiān)測與預(yù)警保護(hù)方法及其系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710415304.8
• 申請日: 2017-06-05
• 公開（公告）號: CN107342576A
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜永剛;俞春華
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇尚坤電力安裝有限公司
• 主分類號: H02H1/00
• 分類號: H02H1/00;H02H7/22;H02H5/04;G01K11/32
• 代理公司: 北京創(chuàng)遇知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11577
• 代理人: 呂學(xué)文,朱紅濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高壓開關(guān)柜在線監(jiān)測與預(yù)警保護(hù)方法及其系統(tǒng)。

背景技術(shù)

高壓開關(guān)柜是變電站系統(tǒng)中主要的控制和保護(hù)設(shè)備，對電力系統(tǒng)安全、可靠地運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。目前普遍使用的小車式開關(guān)柜與斷路器之間均采用動(dòng)、靜觸點(diǎn)的插頭聯(lián)接，在動(dòng)、靜觸點(diǎn)接觸時(shí)，它們之間有一個(gè)接觸電阻，當(dāng)電流流過觸點(diǎn)時(shí)，就會(huì)引起觸點(diǎn)的發(fā)熱，因此國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了觸點(diǎn)的最大允許發(fā)熱溫度和允許溫升，正常運(yùn)行時(shí)，動(dòng)、靜觸點(diǎn)溫度的升高不會(huì)超出規(guī)定的范圍。但是小車與開關(guān)柜因制造、運(yùn)輸及安裝不良等都會(huì)引起觸點(diǎn)接觸不良，同時(shí)，在長期運(yùn)行過程中，動(dòng)、靜觸點(diǎn)也經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)接觸面不潔，觸點(diǎn)氧化，機(jī)械變形松動(dòng)等現(xiàn)象，這些都將導(dǎo)致接觸電阻增大，造成觸點(diǎn)溫升超出規(guī)定的范圍，引起電氣設(shè)備遭到燒壞，甚至發(fā)生火災(zāi)等嚴(yán)重事故，這些現(xiàn)象在大電流開關(guān)柜如進(jìn)線柜上尤為突出，且影響極大。同時(shí)，開關(guān)柜也是發(fā)電廠的重要設(shè)備，在電力系統(tǒng)中起到了通斷、控制和保護(hù)發(fā)電的作用，各種設(shè)備的供電也都是通過高壓開關(guān)柜組實(shí)現(xiàn)的，如果有其中一個(gè)發(fā)生故障而不能及時(shí)得到處理，一旦機(jī)組停止運(yùn)行，損失巨大。

為了避免開關(guān)柜因?yàn)闇囟冗^高而造成電力安全事故，需要對開關(guān)柜的溫度進(jìn)行監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜的溫度異常。現(xiàn)有的開關(guān)柜測溫方式主要有接觸式測溫和非接觸式測溫兩大類。接觸式測溫是將傳感器置于與物體相同的熱平衡狀態(tài)中，使傳感器與物體保持同一溫度的測溫法。如水銀溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)和雙金屬溫度計(jì)；熱電阻、熱敏電阻、電子式溫度傳感器和熱電偶等測溫方式，以及示溫蠟片、光纖測溫等。其中示溫蠟片是最早被人們用于電氣接頭過熱示溫的產(chǎn)品，示溫蠟片法是根據(jù)色片顏色隨溫度的不同而發(fā)生變化的原理將不同熔點(diǎn)的蠟片(顏色不同)貼于高壓開關(guān)柜內(nèi)易過熱點(diǎn)部位，根據(jù)蠟片的熔化情況判斷易過熱點(diǎn)的大致溫度情況，該方法測溫準(zhǔn)確度低，可靠性差。熱敏電阻測溫法在開關(guān)柜內(nèi)部惡劣的環(huán)境下表現(xiàn)出很大的誤差，布線復(fù)雜且熱敏電阻易損壞、維護(hù)難度大。非接觸式紅外測溫也叫輻射測溫，非接觸式測溫是通過熱輻射原理來測量溫度的，測溫元件不需要與被測物體接觸，主要有紅外測溫法。

現(xiàn)有的開關(guān)柜測溫技術(shù)不斷地提高，對于開關(guān)柜溫度變化的準(zhǔn)確率也越來越高，但是目前大部分針對高壓開關(guān)柜的工作都集中在在線監(jiān)測上，最多能夠做到實(shí)時(shí)報(bào)警，無法在故障發(fā)生之前提前預(yù)警，做到防患于未然，避免事故的發(fā)生或進(jìn)一步擴(kuò)大，提高供電可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高壓開關(guān)柜在線監(jiān)測與預(yù)警保護(hù)方法及其系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有高壓開關(guān)柜無法對于母線、觸點(diǎn)溫度升高進(jìn)行提前預(yù)警的技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明方法以實(shí)時(shí)采集每一母線或觸點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)為預(yù)測基礎(chǔ)，通過小波包變換去噪處理，然后在根據(jù)初始溫度數(shù)據(jù)采集時(shí)間周期，獲得分等間隔溫度序列，然后通過二階差分方程獲得每一母線或者觸點(diǎn)對應(yīng)的溫度預(yù)測公式；從而提出了一種高壓開關(guān)柜在線監(jiān)測與預(yù)警保護(hù)方法。具體地，該方法包括如下步驟：

實(shí)時(shí)采集并存儲(chǔ)高壓開關(guān)柜的每一母線或觸點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)，并傳輸?shù)奖O(jiān)控服務(wù)器；

所述監(jiān)控服務(wù)器接收所述溫度數(shù)據(jù)，生成每一所述母線或所述觸點(diǎn)預(yù)設(shè)時(shí)間周期內(nèi)的溫度曲線，并對所述溫度曲線進(jìn)行小波包變換去噪處理；

根據(jù)去噪處理后所述溫度曲線，獲得每一所述母線或所述觸點(diǎn)在預(yù)設(shè)時(shí)間周期內(nèi)的非等間隔溫度序列；

構(gòu)建預(yù)測溫度的二階差分方程，利用所述非等間隔溫度序列對所述二階差分方程進(jìn)行擬合，通過最小二乘原理求取所述二階差分方程的系數(shù)；從而得到每一所述觸點(diǎn)或所述母線的溫度預(yù)測公式；

根據(jù)所述溫度預(yù)測公式獲得預(yù)設(shè)時(shí)間后的所述觸點(diǎn)或所述母線的預(yù)測溫度值，當(dāng)所述預(yù)測溫度值大于報(bào)警閾值時(shí)，發(fā)出報(bào)警提示。

進(jìn)一步的，當(dāng)實(shí)時(shí)采集的高壓開關(guān)柜的每一母線或觸點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)大于保護(hù)閾值時(shí)，通過設(shè)置在所述高壓開關(guān)柜進(jìn)線口的切斷裝置將供電線切斷。

進(jìn)一步的，所述溫度曲線進(jìn)行小波包變換去噪處理的具體過程為：

利用小波函數(shù)對所述溫度曲線進(jìn)行小波包分解獲得對應(yīng)的小波包系數(shù)；優(yōu)選地，采用“db10”小波進(jìn)行小波包分解，分級層數(shù)為三層。

采用一設(shè)定閾值進(jìn)行去噪，大于所述設(shè)定閾值的系數(shù)保持不變，否則置零，其表達(dá)式為：

其中：T為設(shè)定閾值，Cij為各節(jié)點(diǎn)上的小波系數(shù)；

對去噪后的所述溫度數(shù)據(jù)重構(gòu)，得到去噪處理后的所述溫度曲線。

優(yōu)選地，所述設(shè)定閾值為最小極大方差閾值T的表達(dá)式為

其中σ為噪聲標(biāo)準(zhǔn)差。