一种配电网电气设备综合维护系统的制作方法

1.本发明涉及电力工程技术领域，具体涉及一种配电网电气设备综合维护系统。


背景技术：

2.配电网中包含各类电气设备，接地开关属于电气设备的一种，用于将设备接地的开关，其作用是将设备的金属外壳或其他金属部件与地面相连，以保护人员和设备免受电击的危险；
3.在配电网中，为了实现对接地开关的有效维护和管理，开发了接地开关维护系统，该系统对接地开关进行全面监测和管理，实现对接地开关的故障预警等功能。
4.现有技术存在以下不足：
5.现有维护系统通常是对接地开关进行故障预警，即当接地开关出现故障时，维护系统发出警报，然而，当接地开关故障时，会导致接地开关无法使用，检修人员收到警报信号到达接地开关位置需要一定时间，此时，若与接地开关连接的配电网设备处于不能停机的工作状态时（如配电网设备未完成当前配电作业就停机会造成过大经济损失），容易导致操作员或配电网设备受电击危险，使得配电网的安全性和可靠性得不到保障。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种配电网电气设备综合维护系统，以解决背景技术中不足。
7.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种配电网电气设备综合维护系统，包括编号模块、监测模块、分析模块以及维护模块；
8.编号模块：检修人员将配电网中所有的接地开关以及接地开关信息录入后，将接地开关随机编号，为每个接地开关生成唯一标记，将所有接地开关进行升序排序后，完成排序表的初始化；
9.监测模块：在配电网设备运行时，获取接地开关的多项数据，为接地开关生成预警机制；
10.分析模块：定时通过预警机制分析接地开关的运行状态，当预测接地开关未来的运行状态不能继续支持配电网设备使用时，发出预警信号；
11.维护模块：在定期维护所有接地开关时，结合预警机制以及初始排序表更新接地开关的排序顺序，生成维护排序表。
12.在一个优选的实施方式中，所述监测模块包括采集单元、计算单元以及对比单元；
13.所述采集单元用于在配电网设备运行时采集接地开关的多项数据，计算单元将接地开关的多项数据进行综合处理后，通过公式计算获取开关系数，对比单元将开关系数与设定阈值进行对比，完成预警机制的建立。
14.在一个优选的实施方式中，所述采集单元用于在配电网设备运行时采集接地开关的多项数据，多项数据包括开关参数以及电路参数，开关参数包括接地刀闸完整度以及接
地触头氧化度，电路参数包括过电流与过电压等效能量。
15.在一个优选的实施方式中，所述计算单元将接地刀闸完整度、接地触头氧化度以及过电流与过电压等效能量去除量纲后，综合计算获取开关系数，表达式为：；式中，为开关系数，为接地刀闸完整度，为接地触头氧化度，为过电流与过电压等效能量，分别为接地刀闸完整度、接地触头氧化度以及过电流与过电压等效能量的比例系数，且均大于0。
16.在一个优选的实施方式中，所述接地刀闸完整度的计算公式为：；式中，为接地刀闸的初始厚度，为接地刀闸的当前厚度；所述接地触头氧化度的计算公式为：，式中，为监测时接地触头的电阻值，为初始状态下接地触头的电阻值。
17.在一个优选的实施方式中，所述过电流与过电压等效能量的处理逻辑为：
18.过电压等效能量的计算表达式为：；式中，为过电压等效能量，为过电压的方均根值，为过电压持续时间；
19.过电流等效能量的计算表达式为：；式中，为过电流等效能量，为过电流的方均根值，为过电流持续时间；
20.过电流与过电压等效能量的计算表达式为：。
21.在一个优选的实施方式中，所述分析模块包括判断单元以及预警单元；
22.所述判断单元依据预警机制分析接地开关的运行状态，当预测接地开关未来的运行状态不能继续支持配电网设备使用时，预警单元发出预警信号。
23.在一个优选的实施方式中，所述判断单元依据预警机制分析接地开关的运行状态包括以下步骤：
24.若接地开关的开关系数设定阈值时，判断单元分析接地开关的运行状态将要不支持配电网设备的运行，预警单元发出预警信号；
25.若接地开关的开关系数设定阈值时，判断单元分析接地开关的运行状态支持配电网设备的运行，预警单元不发出预警信号。
26.在一个优选的实施方式中，所述维护模块包括日志获取单元、处理单元以及排序单元；
27.日志获取单元用于从系统日志中获取所有接地开关的使用频率，获取接地开关的开关系数平均值，处理单元将开关系数平均值以及使用频率进行加权计算后获取维护排序值，排序单元将接地开关依据排序值由大到小重新排序，更新排序表后，维护人员依据维护排序表正序选择所有接地开关的维护顺序。
28.在一个优选的实施方式中，所述排序值的计算表达式为：，式中，为排序值，为开关系数平均值，为接地开关的使用频率；
29.所述开关系数平均值的计算表达式为：；为未维护时间段内所
有开关系数求和值，为未维护时间段内所有开关系数采集次数；
30.接地开关的使用频率的计算表达式为：，式中，为接地开关在时间段内的使用总时长，为未维护时间段。
31.在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：
32.1、本发明通过监测模块获取接地开关的多项数据，为接地开关生成预警机制，分析模块定时通过预警机制分析接地开关的运行状态，当预测接地开关未来的运行状态不能继续支持配电网设备使用时，发出预警信号，检修人员收到预警信号后维修或更换接地开关，该维护系统通过对配电网中所有的接地开关进行故障预测，从而能够在接地开关故障前发出预警，这样在检修人员抵达接地开关位置前，接地开关仍能够为配电网设备接地，大大提高了配电网安全性和可靠性；
33.2、本发明通过计算单元将接地刀闸完整度、接地触头氧化度以及过电流与过电压等效能量去除量纲后，综合计算获取开关系数，从而综合分析与接地开关相关的多源数据，进而能够对接地开关进行故障预测，提高数据的处理效率；
34.3、本发明通过日志获取单元用于从系统日志中获取所有接地开关的使用频率，获取接地开关的开关系数平均值，处理单元将开关系数平均值以及使用频率进行加权计算后获取维护排序值，排序单元将接地开关依据排序值由大到小重新排序，更新排序表后，维护人员依据维护排序表正序选择所有接地开关的维护顺序，有效提高对接地开关的维护效率。
附图说明
35.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1为本发明的系统模块图。
具体实施方式
37.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.实施例1：请参阅图1所示，本实施例所述一种配电网电气设备综合维护系统，包括编号模块、监测模块、分析模块以及维护模块；
39.检修人员将配电网中所有的接地开关以及接地开关信息录入编号模块，接地开关信息包括接地开关的定位信息以及与接地开关连接的配电网设备信息，编号模块将接地开关随机编号，为每个接地开关生成唯一标记，将所有接地开关进行升序排序后，完成排序表的初始化处理，初始排序表信息发送至维护模块，配电网设备运行时，监测模块获取接地开关的多项数据，为接地开关生成预警机制，预警机制信息发送至分析模块以及维护模块，分析模块定时通过预警机制分析接地开关的运行状态，当预测接地开关未来的运行状态不能继续支持配电网设备使用时，发出预警信号，检修人员收到预警信号后，根据接地开关的定
位信息以及与接地开关连接的配电网设备信息定位发出预警信号接地开关的位置，然后在配电网设备不停机的状态下维修或更换接地开关，在定期维护所有接地开关时，维护模块结合预警机制以及初始排序表更新接地开关的排序顺序，生成维护排序表，维护人员依据维护排序表正序选择所有接地开关的维护顺序。
40.需要注意的是，为了进一步保障配电网设备运行的安全性和可靠性，检修人员维修或更换当前接地开关时，需要为配电网设备重新并联一个临时接地开关，当前接地开关维修或更换后，再将临时接地开关取下。
41.本技术通过监测模块获取接地开关的多项数据，为接地开关生成预警机制，分析模块定时通过预警机制分析接地开关的运行状态，当预测接地开关未来的运行状态不能继续支持配电网设备使用时，发出预警信号，检修人员收到预警信号后维修或更换接地开关，该维护系统通过对配电网中所有的接地开关进行故障预测，从而能够在接地开关故障前发出预警，这样在检修人员抵达接地开关位置前，接地开关仍能够为配电网设备接地，大大提高了配电网安全性和可靠性。
42.实施例2：监测模块获取接地开关的多项数据，为接地开关生成预警机制，预警机制信息发送至分析模块以及维护模块。
43.监测模块包括采集单元、计算单元以及对比单元；
44.采集单元用于在配电网设备运行时采集接地开关的多项数据，计算单元将接地开关的多项数据进行综合处理后，通过公式计算获取开关系数，对比单元将开关系数与设定阈值进行对比，完成预警机制的建立。
45.其中，采集单元用于在配电网设备运行时采集接地开关的多项数据，多项数据包括开关参数以及电路参数，开关参数包括接地刀闸完整度以及接地触头氧化度，电路参数包括过电流与过电压等效能量；
46.计算单元将接地刀闸完整度、接地触头氧化度以及过电流与过电压等效能量去除量纲后，综合计算获取开关系数，表达式为：；式中，为开关系数，为接地刀闸完整度，为接地触头氧化度，为过电流与过电压等效能量，分别为接地刀闸完整度、接地触头氧化度以及过电流与过电压等效能量的比例系数，且均大于0。
47.接地刀闸完整度的计算公式为：；式中，为接地刀闸的初始厚度，为接地刀闸的当前厚度，接地刀闸的厚度通过设置在接地刀闸处的超声波传感器在线监测；
48.接地触头氧化度的获取逻辑为：通过监测接地触头氧化度电阻值的变化来计算，具体而言，接地触头的电阻值与其氧化度呈负相关关系，当接地触头表面氧化程度越高时，其电阻值也越大，因此，可以通过测量接地触头的电阻值，并与其初始值进行比较，计算出其氧化度，计算表达式为：，式中，为监测时接地触头的电阻值，为初始状态下接地触头的电阻值，接地触头的电阻值通过电阻式传感器在线监测。
49.过电流与过电压等效能量的处理逻辑为：
50.对于瞬态过电压，其等效能量可以通过计算过电压的方均根值和持续时间来得到，因此过电压等效能量的计算表达式为：；式中，为过电压等效能量，为过电压的方均根值，为过电压持续时间；
51.对于瞬时过电流，其等效能量可以通过计算过电流的方均根值和持续时间来得到，因此过电流等效能量的计算表达式为：；式中，为过电流等效能量，为过电流的方均根值，为过电流持续时间；
52.则过电流与过电压等效能量的计算表达式为：，过电流与过电压等效能量的值越大，接地开关损坏或者有故障的风险越大；
53.过电压的方均根值的计算表达式为：；式中，表示采样时间，表示在时刻的电压值。
54.过电流的方均根值的计算表达式为：；式中，表示采样时间，表示在时刻的电流值。
55.对比单元获取开关系数后，将开关系数与设定阈值进行对比，生成预警机制。
56.分析模块定时通过预警机制分析接地开关的运行状态，当预测接地开关未来的运行状态不能继续支持配电网设备使用时，发出预警信号，检修人员收到预警信号后，根据接地开关的定位信息以及与接地开关连接的配电网设备信息定位发出预警信号接地开关的位置，然后在配电网设备不停机的状态下维修或更换接地开关。
57.分析模块包括判断单元以及预警单元；
58.判断单元依据预警机制分析接地开关的运行状态，当预测接地开关未来的运行状态不能继续支持配电网设备使用时，预警单元发出预警信号，具体为：
59.若接地开关的开关系数设定阈值时，判断单元分析接地开关的运行状态将要不支持配电网设备的运行，预警单元发出预警信号；
60.若接地开关的开关系数设定阈值时，判断单元分析接地开关的运行状态支持配电网设备的运行，预警单元不发出预警信号。
61.本技术通过计算单元将接地刀闸完整度、接地触头氧化度以及过电流与过电压等效能量去除量纲后，综合计算获取开关系数，从而综合分析与接地开关相关的多源数据，进而能够对接地开关进行故障预测，提高数据的处理效率。
62.实施例3：检修人员将配电网中所有的接地开关以及接地开关信息录入编号模块，接地开关信息包括接地开关的定位信息以及与接地开关连接的配电网设备信息，编号模块将接地开关随机编号，为每个接地开关生成唯一标记，将所有接地开关进行升序排序后，完成排序表的初始化处理；
63.维护模块结合预警机制以及初始排序表更新接地开关的排序顺序，生成维护排序表，维护人员依据维护排序表正序选择所有接地开关的维护顺序。
64.编号模块将接地开关随机编号，为每个接地开关生成唯一标记，将所有接地开关进行升序排序后，完成排序表的初始化处理具体为：
65.假设配电网中共有8个接地开关投入使用，编号表为{k6、k2、k3、k4、k8、k1、k5、k7}，则将所有接地开关进行升序排序后，完成排序表的初始化处理，初始排序表为{k1、k2、k3、k4、k5、k6、k7、k8}。
66.维护模块包括日志获取单元、处理单元以及排序单元；
67.日志获取单元用于从系统日志中获取所有接地开关的使用频率，获取接地开关的开关系数平均值，处理单元将开关系数平均值以及使用频率进行加权计算后获取维护排序值，排序单元将接地开关依据排序值由大到小重新排序，更新排序表后，维护人员依据维护排序表正序选择所有接地开关的维护顺序。
68.排序值的计算表达式为：，式中，为排序值，为开关系数平均值，为接地开关的使用频率。
69.开关系数平均值的获取逻辑为：将未维护时间段内所有开关系数求和值标记为，未维护时间段内所有开关系数采集次数标记为，则开关系数平均值的计算表达式为：，本技术中的未维护时间段等于当前维护时间减去上一维护结束时间。
70.接地开关的使用频率的计算表达式为：，式中，为接地开关在时间段内的使用总时长，为未维护时间段。
71.本技术通过日志获取单元用于从系统日志中获取所有接地开关的使用频率，获取接地开关的开关系数平均值，处理单元将开关系数平均值以及使用频率进行加权计算后获取维护排序值，排序单元将接地开关依据排序值由大到小重新排序，更新排序表后，维护人员依据维护排序表正序选择所有接地开关的维护顺序，有效提高对接地开关的维护效率。
72.上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。
73.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
74.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

技术特征：
1.一种配电网电气设备综合维护系统，其特征在于：包括编号模块、监测模块、分析模块以及维护模块；编号模块：检修人员将配电网中所有的接地开关以及接地开关信息录入后，将接地开关随机编号，为每个接地开关生成唯一标记，将所有接地开关进行升序排序后，完成排序表的初始化；监测模块：在配电网设备运行时，获取接地开关的多项数据，为接地开关生成预警机制；分析模块：定时通过预警机制分析接地开关的运行状态，当预测接地开关未来的运行状态不能继续支持配电网设备使用时，发出预警信号；维护模块：在定期维护所有接地开关时，结合预警机制以及初始排序表更新接地开关的排序顺序，生成维护排序表。2.根据权利要求1所述的一种配电网电气设备综合维护系统，其特征在于：所述监测模块包括采集单元、计算单元以及对比单元；所述采集单元用于在配电网设备运行时采集接地开关的多项数据，计算单元将接地开关的多项数据进行综合处理后，通过公式计算获取开关系数，对比单元将开关系数与设定阈值进行对比，完成预警机制的建立。3.根据权利要求2所述的一种配电网电气设备综合维护系统，其特征在于：所述采集单元用于在配电网设备运行时采集接地开关的多项数据，多项数据包括开关参数以及电路参数，开关参数包括接地刀闸完整度以及接地触头氧化度，电路参数包括过电流与过电压等效能量。4.根据权利要求3所述的一种配电网电气设备综合维护系统，其特征在于：所述计算单元将接地刀闸完整度、接地触头氧化度以及过电流与过电压等效能量去除量纲后，综合计算获取开关系数，表达式为：；式中，为开关系数，为接地刀闸完整度，为接地触头氧化度，为过电流与过电压等效能量，分别为接地刀闸完整度、接地触头氧化度以及过电流与过电压等效能量的比例系数，且均大于0。5.根据权利要求4所述的一种配电网电气设备综合维护系统，其特征在于：所述接地刀闸完整度的计算公式为：；式中，为接地刀闸的初始厚度，为接地刀闸的当前厚度；所述接地触头氧化度的计算公式为：，式中，为监测时接地触头的电阻值，为初始状态下接地触头的电阻值。6.根据权利要求5所述的一种配电网电气设备综合维护系统，其特征在于：所述过电流与过电压等效能量的处理逻辑为：过电压等效能量的计算表达式为：；式中，为过电压等
效能量，为过电压的方均根值，为过电压持续时间；过电流等效能量的计算表达式为：；式中，为过电流等效能量，为过电流的方均根值，为过电流持续时间；过电流与过电压等效能量的计算表达式为：。7.根据权利要求6所述的一种配电网电气设备综合维护系统，其特征在于：所述分析模块包括判断单元以及预警单元；所述判断单元依据预警机制分析接地开关的运行状态，当预测接地开关未来的运行状态不能继续支持配电网设备使用时，预警单元发出预警信号。8.根据权利要求7所述的一种配电网电气设备综合维护系统，其特征在于：所述判断单元依据预警机制分析接地开关的运行状态包括以下步骤：若接地开关的开关系数设定阈值时，判断单元分析接地开关的运行状态将要不支持配电网设备的运行，预警单元发出预警信号；若接地开关的开关系数设定阈值时，判断单元分析接地开关的运行状态支持配电网设备的运行，预警单元不发出预警信号。9.根据权利要求4所述的一种配电网电气设备综合维护系统，其特征在于：所述维护模块包括日志获取单元、处理单元以及排序单元；日志获取单元用于从系统日志中获取所有接地开关的使用频率，获取接地开关的开关系数平均值，处理单元将开关系数平均值以及使用频率进行加权计算后获取维护排序值，排序单元将接地开关依据排序值由大到小重新排序，更新排序表后，维护人员依据维护排序表正序选择所有接地开关的维护顺序。10.根据权利要求9所述的一种配电网电气设备综合维护系统，其特征在于：所述排序值的计算表达式为：，式中，为排序值，为开关系数平均值，为接地开关的使用频率；所述开关系数平均值的计算表达式为：；为未维护时间段内所有开关系数求和值，为未维护时间段内所有开关系数采集次数；接地开关的使用频率的计算表达式为：，式中，为接地开关在时间段内的使用总时长，为未维护时间段。

技术总结
本发明公开了一种配电网电气设备综合维护系统，涉及电力工程技术领域，包括编号模块、监测模块、分析模块以及维护模块；监测模块获取接地开关的多项数据，为接地开关生成预警机制，分析模块定时通过预警机制分析接地开关的运行状态，当预测接地开关未来的运行状态不能继续支持配电网设备使用时，发出预警信号，检修人员收到预警信号后维修或更换接地开关，本发明通过对配电网中所有的接地开关进行故障预测，从而能够在接地开关故障前发出预警，这样在检修人员抵达接地开关位置前，接地开关仍能够为配电网设备接地，大大提高了配电网安全性和可靠性。性和可靠性。性和可靠性。


技术研发人员：金永久 何双男
受保护的技术使用者：成都易电云商工程服务有限公司
技术研发日：2023.08.24
技术公布日：2023/9/20