[發明專利]融合電流監測的配電設備狀態監測裝置及發熱檢測方法

在審

• 申請號: 201910976480.8
• 申請日: 2019-10-15
• 公開（公告）號: CN110865250A
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: 劉洋;賈勇勇;秦劍華;戴建卓;楊景剛;袁棟;肖小龍;程力涵;劉瑞煌;蘇偉;司鑫堯;陳學寶
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司;國網江蘇省電力有限公司;江蘇省電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R19/00;G01K7/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種融合電流監測的配電設備狀態監測裝置及發熱檢測方法，包括交互層、物理層和通信層；所述物理層包括：溫度采集模塊，用于采集配電設備的溫度；電流采集模塊，用于采集配電設備電流；數據處理與傳輸控制模塊，包括數據處理子模塊與通信子模塊，所述數據處理子模塊用于對采集到的溫度及電流數據進行融合分析，并由通信子模塊將分析結果發送至所述交互層；以及為物理層供電的自具電源模塊。本發明所述的配電設備發熱異常檢測方法，利用“溫升每電流平方密度值”作為特征值，對溫升以及電流平方值構成的二維分布區間進行劃分，可以識別出將正常工作電流引起的溫升，使得配電設備的狀態評價的結果具有更高的準確度和可信度。

技術領域

本發明涉及一種配電設備狀態監測裝置以及檢測配電設備異常發熱的方法，尤其涉及一種融合電流監測的配電設備狀態監測裝置及配電設備異常發熱的檢測方法。

背景技術

配電網作為電網的重要組成部分，是影響電網供電可靠性的關鍵環節，統計發現，影響配電設備運行安全的主要因素是設備發熱及放電。將物聯網技術應用于電網運檢領域，有利于整合電網信息資源，實現電網信息的精細化、模型化和可視化，但目前物聯網在電網的應用還較為簡單。配電物聯網作為物聯網技術在電網運檢中的新應用，運用物聯網技術提高配電設備或者線路的可觀、可測、可控能力是配電網未來的重要發展方向。

為了解決配電設備的可觀及可測的問題，隨著配電設備數量增加以及觀測需求不斷提升，大量的不同類型的傳感器被布置在配電網中。傳感器數量的增加一方面使得傳感器安裝的難度增加，同一個觀測點往往需要設置兩個甚至更多個傳感器才能夠滿足系統觀測需求；另一方面，傳感器數量的增加也使得傳感器網絡變得更加復雜，大量傳感器帶來的成倍增加的電源線、數據線降低了系統的安全性以及可靠性。如何降低傳感器的數量，實現傳感器的集成化、小型化以及無線化是應對傳感器數量不斷增加需要解決的關鍵問題。

在獲得可靠的觀測數據的基礎上，針對配電設備發熱的主要監測變量為溫度。現有的單一利用溫度對配電設備進行評價的方法，沒有兼顧配電設備的實際運行電流，無法有效評估是設備運行電流增加導致的自然溫升、還是設備缺陷導致的異常溫升，存在片面性。如何兼顧溫度以及實際的運行電流對配電設備狀態進行劃分及評價，是綜合利用觀測數據并實現全面客觀評價的關鍵。

發明內容

發明目的：針對以上問題，本發明提出一種融合電流監測的配電設備狀態監測裝置及發熱檢測方法，能夠同時采集配電設備的電流、溫度數據并進行融合分析，對配電設備異常發熱情況進行更精確的檢測。

技術方案：本發明所采用的技術方案是一種融合電流監測的配電設備狀態監測裝置，包括交互層、物理層和通信層；所述物理層包括：溫度采集模塊，用于采集配電設備的溫度；電流采集模塊，用于采集配電設備的電流；數據處理與傳輸控制模塊，用于對采集到的溫度及電流數據進行結合分析，并將分析結果發送至所述交互層；以及為裝置供電的自具電源模塊。所述數據處理與傳輸控制模塊包括用于分析數據的數據處理子模塊與用于傳輸信息的通信子模塊。其中，為保證測量精度以及盡量減小裝置占用體積，所述溫度采集模塊優選采用鉑電阻傳感器采集溫度信息，所述電流采集模塊優選采用霍爾元件采集電流信息。

所述交互層用于提供物理層與用戶的信息交互接口，為用戶提供交互信息。

所述通信層用于與物理層進行數據交互。所述通信層采用LoRa網關實現物聯網通信。

在一種溫度和電流數據融合分析的方案中，所述數據處理子模塊中集成有模型層，用于存儲配電設備電流的平方與其對應溫升的試驗數據，所述實驗數據用于作為比對數據以對溫度及電流數據進行結合分析；所述結合分析是將配電設備的溫升與電流平方的數據在所述試驗數據形成的二維區間中進行比對，分析落入二維區間的位置。

為滿足傳感器的低功耗應用需求，所述數據處理與傳輸控制模塊中的通信子模塊通常是處于休眠狀態的，由定時器喚醒，喚醒后對外接收并傳送數據。