[發明專利]GIS/GIL設備機械振動狀態在線監測及機械故障云診斷系統

在審

• 申請號: 202110419622.8
• 申請日: 2021-04-19
• 公開（公告）號: CN113110386A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 郝建;鐘堯;王旭鵬;簡政;丁屹林;劉叢;戴錫澤;葉文郁;高晨煜;徐晴
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02;G01H11/08;G01J5/00;G01M13/00;G01R31/12;G01R31/327
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.GIS/GIL設備機械振動狀態在線監測及機械故障云診斷系統，其特征在于：該系統包括GIS/GIL設備不同氣室及構件的振動分布式感知層、GIS/GIL設備云診斷系統運行信息的網絡通信層和GIS/GIL設備云診斷系統應用層。

2.根據權利要求1所述的GIS/GIL設備機械振動狀態在線監測及機械故障云診斷系統，其特征在于：所述GIS/GIL設備不同氣室及構件的振動分布式感知層由信號監測網絡組成，包括振動分布式模態監測網絡和設備其他運行信息感知網絡，進而由信號調理終端、數據采集終端、數據分析處理終端和數據通信終端開展進一步的數據接入和分析。

3.根據權利要求2所述的GIS/GIL設備機械振動狀態在線監測及機械故障云診斷系統，其特征在于：所述振動分布式模態監測網絡的監測對象為站內不同GIS/GIL設備間隔的隔離和接地開關、電流電壓互感器、斷路器、避雷器以及母線氣室，監測網絡的傳感器根據內部導電回路、異響結構的幾何分布和功能部件進行布置，在工作面和關鍵連接結構處進行加密布置；

傳感器選擇壓電加速度傳感器，并根據機構類型、響應水平、振動形式的不同匹配不同的帶寬和靈敏度；

設備其他運行信息感知網絡對GIS/GIL設備的局放特高頻信號、超聲信號、運行的電壓電流信息、現場噪聲水平、紅外測溫信息、斷路器操作狀態、泄露或接地電流信息進行接入和分析，實現對GIS/GIL設備絕緣狀態、溫度水平、負荷水平和電能質量狀態進行充分掌握。

4.根據權利要求3所述的GIS/GIL設備機械振動狀態在線監測及機械故障云診斷系統，其特征在于：所述GIS/GIL設備云診斷系統運行信息的網絡通信層包括硬件系統和軟件系統；硬件系統用于數據高速采集匯總、數據解析存儲、數據交互通信和設備運行狀態顯示，軟件系統基于智能終端硬件資源，利用邊緣計算和人工智能技術開展設備運行模態監測、在地智能分析、功能遠程維護、設備安全管控和數據上載通信操作；

所述硬件系統由機械振動狀態智能數據采集、通信和處理終端、站內其他物理信息在線監測終端和云診斷服務單元組成；

智能數據采集、通信和處理終端是對振動分布式模態網絡數據進行高速采集、在地存儲、通信和分析的作用，包括以下單元：

信號調理單元：將振動分布式模態監測網絡的多路傳感器輸出的小信號進行放大并定標為適合于模/數轉換的模擬信號；

高速AD和濾波單元：將信號調理單元的輸出信號進行高速的A/D采集，將多路振動模擬信號并行轉化為數字信號；同時對信號的環境噪聲進行濾波處理；

數據通信單元：實現站內設備的局域網通信和與云服務器的遠程通信功能；站內設備通過有線、Wi-Fi和ZigBee通信方式與振動智能終端進行局域信息連接和交互，智能終端將數據上載、運維服務和軟件更新請求與云服務單元建立即時通信，通信方式包括VPN有限和GPRS無線；

信號接入單元：對站內GIS/GIL設備局放、溫度、電壓/電流在線監測設備提供數據結構API，實現不同類型測量信號的接入和匯總；

數據存儲單元：實現在線實時監測數據、GIS/GIL設備機械缺陷圖譜數據庫、軟件系統資源、設備資料信息的批量存儲和管理功能；

數據處理單元：基于SIMD架構配置多核加強型MCU處理器，采用加速器IP升級計算功能；數據處理單元為系統運算、數據篩選和邊緣診斷提供高效的數據處理能力；

界面顯示單元：界面顯示單元實現對系統主控界面、GIS/GIL設備振動頻譜、電力設備運行結構模態、設備機械狀態評估結果的實時顯示；

輸入控制單元：實現運維人員的系統操作、請求命令和外部信息的錄入功能；

所述軟件系統包括數據管理、界面交互、機械狀態診斷、軟件維護更新和云端深度分析部分；軟件系統為將終端數據開展信息篩選、在地處理分析和邊緣計算功能，減少云端的計算壓力。