合分析，采用D-S證據(jù)融合診斷技術(shù)對開關(guān)的故障狀態(tài)作出決策分析，評估出開關(guān)的健康狀況。
[0024]4、裝置的各監(jiān)測單元采用插件式，通過背板總線和信息管理單元進行通信，裝置配置靈活，可監(jiān)測三相聯(lián)動和三相分相操動機構(gòu)的開關(guān)。裝置可出61850模型，便于組網(wǎng)和站控層通信。
【附圖說明】
[0025]圖1本發(fā)明智能開關(guān)狀態(tài)綜合在線監(jiān)測與故障診斷裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0026]圖2本發(fā)明的數(shù)據(jù)融合診斷流程圖。
【具體實施方式】
[0027]為使本發(fā)明的發(fā)明目的、技術(shù)路線和有益效果更加清晰明白，現(xiàn)結(jié)合附圖和【具體實施方式】進一步說明，具體實施不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。
[0028]如圖1所示，智能開關(guān)狀態(tài)綜合在線監(jiān)測與故障診斷裝置包括機械特性狀態(tài)監(jiān)測單元、SF6氣體狀態(tài)監(jiān)測單元、避雷器狀態(tài)監(jiān)測單元、局部放電狀態(tài)監(jiān)測單元和信息管理單元。各監(jiān)測單元之間及各監(jiān)測單元和信息管理單元通過裝置內(nèi)部CAN網(wǎng)和以太網(wǎng)進行通信和數(shù)據(jù)交互，信息管理單元經(jīng)以太網(wǎng)通過IEC61850通信規(guī)約將數(shù)據(jù)上傳至變電站后臺監(jiān)測系統(tǒng)。各單元的結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)功能具體如下:
[0029]一、機械特性狀態(tài)監(jiān)測單元。機械特性狀態(tài)監(jiān)測單元包括機械特性狀態(tài)傳感器模塊和機械特性數(shù)據(jù)處理模塊，傳感器模塊和機械特性數(shù)據(jù)處理模塊采用屏蔽電纜和機械特性數(shù)據(jù)處理模塊相連。其中，傳感器模塊包括行程傳感器、加速度傳感器、控制回路線圈采集器、主回路電流采集器和開入信號；機械特性數(shù)據(jù)處理模塊位于裝置內(nèi)，由核心處理器DSP和應(yīng)用電路處理模塊構(gòu)成。機械特性狀態(tài)監(jiān)測實現(xiàn)方法和運行原理如下:
[0030]行程傳感器選用光柵旋轉(zhuǎn)編碼器，安裝在開關(guān)本體的轉(zhuǎn)軸側(cè)，開關(guān)進行開合動作時，動觸頭的直線運動通過拐臂轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動。通過記錄開關(guān)動作過程中的轉(zhuǎn)角的數(shù)據(jù)變化，可反映出動觸頭的運動情況。行程傳感器轉(zhuǎn)動過程中輸出422差分脈沖信號，將開關(guān)的行程數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成脈沖編碼信號，傳至機械特性數(shù)據(jù)處理模塊采集處理。
[0031 ]加速度傳感器選用雙軸壓電式加速度傳感器，安裝在開關(guān)本體操動機構(gòu)近旁，可監(jiān)測操動機構(gòu)上的振動信號，將振動信號轉(zhuǎn)換成電流信號，交由機械特性數(shù)據(jù)處理模塊處理。
[0032]控制回路線圈采集器和主回路電流采集器，安裝在開關(guān)近旁的戶外柜內(nèi)，可可采集分合閘回路的電壓和電流信號、儲能電機線圈的電壓、電流信號及主回路二次側(cè)電流信號，通過485總線上傳至機械特性數(shù)據(jù)處理模塊處理。
[0033]開入信號由開關(guān)輔助觸點引出，反應(yīng)開關(guān)當(dāng)前的位置狀態(tài)，其接入電壓范圍是DC220Vo
[0034]機械特性數(shù)據(jù)處理模塊通過背板總線進行通信，裝置配置靈活，可監(jiān)測三相聯(lián)動和三相分相操動機構(gòu)的開關(guān)。監(jiān)測三相聯(lián)動結(jié)構(gòu)時，配置一塊機械特性數(shù)據(jù)處理模塊，相應(yīng)的傳感器配置一套;監(jiān)測三相分相開關(guān)時，配置三塊機械特性數(shù)據(jù)處理模塊，相應(yīng)的傳感器配置三套。
[0035]機械特性數(shù)據(jù)處理模塊實時采集傳感器模塊的數(shù)據(jù)，開關(guān)動作時，根據(jù)各傳感器的數(shù)據(jù)變化采用錄波啟動判別算法;滿足啟動條件時，裝置對各傳感器數(shù)據(jù)進行錄波;然后，根據(jù)行程、控制回路電流和電壓通道的數(shù)據(jù)計算開關(guān)的機械特性特征參數(shù)，如分/合閘行程、分/合閘時間、分/合閘線圈電流和電壓等。由加速度傳感器采集的振動數(shù)據(jù)計算開關(guān)振動的頻率、峰值及時間等特征參數(shù)。開關(guān)進行分閘動作時，由主回路電流數(shù)據(jù)計算開關(guān)單次電磨損和累積電磨損，評估出開關(guān)剩余的電壽命，對開關(guān)的機械特性狀態(tài)作初步診斷，并將特征參數(shù)和診斷結(jié)果上送至信息管理單元。
[0036]二、SF6氣體狀態(tài)監(jiān)測單元。
[0037]SF6氣體狀態(tài)監(jiān)測單元包括SF6傳感器和SF6數(shù)據(jù)處理模塊，通過屏蔽電纜相連。SF6傳感器可測量開關(guān)氣室內(nèi)的SF6氣體壓力、密度、溫度和微水含量等參數(shù)。SF6數(shù)據(jù)處理模塊可連接modbus規(guī)約和4?20mA信號的SF6傳感器。其實現(xiàn)方法和運行過程如下:
[0038]SF6傳感器安裝在開關(guān)本體氣室上，通過連通閥和氣室導(dǎo)通，可測量開關(guān)氣室內(nèi)的SF6氣體壓力、密度、溫度和微水含量。SF6傳感器帶有表計，可以就地讀壓力數(shù)值，同時通過485總線將參數(shù)傳至SF6數(shù)據(jù)處理模塊。當(dāng)連接modbus規(guī)約的傳感器時，可以直接通過485總線和SF6數(shù)據(jù)處理模塊通信;如采用4?20mA模擬信號的SF6傳感器時，需配置直流采集模塊進行A/D轉(zhuǎn)換，然后將數(shù)據(jù)送至SF6數(shù)據(jù)處理模塊處理。
[0039]SF6數(shù)據(jù)處理模塊采用主從式通信方式，對各個SF6傳感器輪詢讀數(shù)，各傳感器根據(jù)地址進行區(qū)分。當(dāng)連接modbus規(guī)約的傳感器時，SF6數(shù)據(jù)處理模塊最大可連接256個傳感器；如配置4?20mA信號的傳感器，連接的最大個數(shù)依據(jù)直流模塊的數(shù)量而定。SF6數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)SF6氣體參數(shù)，對SF6氣體狀態(tài)進行初步診斷，將診斷結(jié)果和狀態(tài)參數(shù)上送至信息管理單元。
[0040]三、避雷器狀態(tài)監(jiān)測單元。
[0041]避雷器狀態(tài)監(jiān)測單元包括避雷器前置電流、母線電壓采集模塊和避雷器數(shù)據(jù)處理模塊，模塊通過屏蔽電纜相連。避雷器前置電流、母線電壓采集模塊分別采集避雷器的泄漏電流和主回路二次側(cè)電壓信號，將采集數(shù)據(jù)和計算出的避雷器泄漏電流參數(shù)和母線電壓參數(shù)結(jié)果通過485總線上送至避雷器數(shù)據(jù)模塊。避雷器數(shù)據(jù)模塊處理接收到數(shù)據(jù)，并進一步計算避雷器的狀態(tài)參數(shù)，對避雷器的狀態(tài)進行初步診斷，將診斷結(jié)果和狀態(tài)參數(shù)上送至信息管理單元。其實現(xiàn)方法與運行過程如下:
[0042]避雷器前置電流采集模塊和母線電壓采集模塊安裝在開關(guān)本體上，前置電流模塊內(nèi)部采用霍爾線圈元件采集避雷器的泄漏全電流，母線電壓模塊內(nèi)部采用電壓互感器采集主回路二次側(cè)電壓信號。其中，避雷器前置電流模塊根據(jù)避雷器個數(shù)進行配置；由于同一間隔內(nèi)電壓相位相同，母線電壓采集模塊可按間隔進行配置，即一臺母線電壓采集模塊可對應(yīng)多個前置電流采集模塊。
[0043]避雷器數(shù)據(jù)處理模塊定時向前置電流采集模塊和母線電壓采集模塊下發(fā)同步采樣脈沖信號。當(dāng)前置電流采集模塊和母線電壓采集模塊接收到采樣同步脈沖后，啟動采樣進程，二者根據(jù)采集數(shù)據(jù)計算出避雷器的泄漏全電流有效值和母線電壓有效值及諧波分量，并分別計算出電流和電壓相對于采樣脈沖的同步相位，并將計算參數(shù)經(jīng)屏蔽電纜上傳至避雷器數(shù)據(jù)處理模塊。避雷器數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)上送的數(shù)據(jù)，計算出避雷器的阻性電流和容性電流等參數(shù)，并根據(jù)避雷器的狀態(tài)參數(shù)對避雷器的故障狀態(tài)進行初步診斷，將診斷結(jié)果和狀態(tài)參數(shù)上送至信息管理單元。
[0044]四、局部放電狀態(tài)監(jiān)測單元。
[0045]局部放電狀態(tài)監(jiān)測單元包括多個UHF傳感器、采集模塊和局放數(shù)據(jù)處理模塊。其中，UHF傳感器和采集模塊采用同軸電纜相連，采集模塊和局放處理模塊通過裝置內(nèi)部以太網(wǎng)進行通信。其實現(xiàn)方法與運行原理如下:
[0046]UHF傳感器安裝在開關(guān)本體的氣室內(nèi)，靠近開關(guān)觸頭的位置，用于搜集放電產(chǎn)生的電磁波信號。UHF傳感器接收到的局放信號經(jīng)同軸電纜傳至采集模塊，每個采集模塊可接兩個通道，如同時監(jiān)測多個通道的局放信號，需要配置多個采集模塊，同時采集還需接入50Hz的工頻同步信號，用關(guān)聯(lián)局放信號和工頻信號相位。
[0047]采集模塊對多個通道進行定時輪詢采集放電數(shù)據(jù)，并將采集的工頻信號一同傳至局放數(shù)據(jù)處理模塊。局放處理模塊接收到放電信號后，進行局放脈沖信號的提取，根據(jù)提取出的脈沖信號計算局放特征參數(shù)，診斷出局部放電類型及發(fā)生缺陷的大概位置。最后，將原始放電數(shù)據(jù)、特征參數(shù)和診斷結(jié)果等信息發(fā)送至信息管理單元。
[0048]五、信息管理單元