一种基于物联网的高低压配电柜运行环境监测预警系统的制作方法

本发明涉及配电柜监测，尤其涉及一种基于物联网的高低压配电柜运行环境监测预警系统。

背景技术：

1、高低压配电柜是电力系统中不可或缺的设备，适用于各种电力系统、电力负荷和环境条件，具有电力分配、故障保护、运行监控和节能环保等功能，对于确保电力系统的稳定运行和提高安全性效率至关重要。

2、配电柜中通常安装有隔离开关、断路器、接触器、热继电器、互感器、电容器、避雷器、浪涌保护器等电气设备，由于配电柜内电气设备多，对配电柜内的环境进行检测，保证配电柜内电气设备正常运行尤为重要。

3、现有的配电柜运行环境监测系统通常是停留在对基础数据的监测与分析，不能够对得到的信号与数据进行深入的排查分析，因此就需要大量的人工介入对设备运行不稳定的因素进行进一步检修排查，而检修排查通常需要对设备进行停机，该种方式不仅增加人力成本，同时会影响电力正常输送。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于为了解决现有技术中的问题，而提出一种基于物联网的高低压配电柜运行环境监测预警系统。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种基于物联网的高低压配电柜运行环境监测预警系统，包括服务器、运行评估单元、内部环境监测单元、外部环境监测单元、监管判定单元以及预警单元，所述预警单元包括显示模块；

3、服务器生成监测指令并将监测指令发送至运行评估单元，运行评估单元在接收到监测指令后，立即采集配电柜的运行数据，并对运行数据进行监测分析得到异常信号，并将异常信号发送至内部环境监测单元；

4、内部环境监测单元在接收到异常信号后，立即对配电柜的内部环境信息进行采集，并对内部环境信息进行分析判定，将生成的检修预警信号发送至预警单元、外部环境监测信号发送至外部环境监测单元；

5、外部环境监测单元在接收到外部环境监测信号后，立即对配电柜的外部环境信息进行采集，并对外部环境信息进行分析判定，并将生成的外部温度过高信号发送至预警单元、将故障排查信号发送至监管判定单元；

6、监管判定单元在接收到故障排查信号后，立即对配电柜内部的通风状况进行排查，并将生成的清理信号与通风系统故障信号发送至预警单元；

7、预警单元在接收到相应信号后，利用显示模块进行文字型的风险提示，从而便于及时根据配电柜的运行状况做出相应处理。

8、进一步的，所述运行评估单元的监测分析过程如下：

9、步骤一、获取到一段时间的时长，并将其标记为监测时长，将监测时长划分为i个子时间节点，i为大于零的自然数，获取到各个子时间节点内配电柜的运行数据，所述运行数据包括配电柜的电压值与电流值；

10、步骤二、计算出相邻两个子时间节点的电流值之间的差值的绝对值，并以此构建电流波动参数集合a，得到集合a的平均值，将其标记为电流波动值ca；

11、计算出相邻两个子时间节点的电压值之间的差值的绝对值，并以此构建电压波动参数集合b；获取到集合b的平均值，并将其标记为电压波动值cv；

12、步骤三、根据公式得到运行稳定系数值y，其中x1、x2、x3以及x4均为预设修正因子，且x1、x2、x3以及x4均大于0，然后将运行稳定系数值y与运行稳定系数阈值进行比对分析；

13、若y∈[ymin，ymax]，不作出任何处理；

14、若则生成异常信号。

15、进一步的，所述内部环境分析判定过程如下：

16、步骤一、获取采集配电柜内部的空间，生成监测空间，将监测空间等体积划分为m个监测区域，采集监测时长内每个监测区域中心位置的平均温度数据以及监测区域包含的电气设备个数；监测时长内每个监测区域中心位置的平均温度数据为该区域i个子时间节点的温度的平均值，将其标记为区域平均温度；

17、步骤二、获取到区域平均温度超出预设温度区域，并构建集合b；然后获取电气设备个数超出预设电气设备参考数值的区域，并构建集合c，然后得到c在b中的相对补集b-c(区域属于集合b但不属于集合c)；并获取到b-c中元素的个数x、b中元素的个数y；并将x与m-y的比值标记为环境影响因素判定值；

18、步骤三、将环境影响因素判定值与影响因素参考值进行比对分析，

19、当环境影响因素判定值＜影响因素参考值，生成检修预警信号；

20、当环境影响因素判定值≥影响因素参考值，生成外部环境监测信号。

21、进一步的，所述外部环境信息的分析判定过程如下：

22、首先获取配电柜通风孔内外两侧的环境温度，并将通风孔内侧环境温度标记为tn、将通风孔外侧环境温度标记为tw，获取内部存储的温差参考值tx，然后对tn与tw的差值与温差参考值tx比对分析操作：

23、当tn-tw＞tx时，生成外部温度过高信号；

24、当tn-tw＞tx时，生成故障排查信号。

25、进一步的，所述监管判定单元在接收到故障排查信号后，立即采集通风孔内部的粉尘浓度值，并将其标记为fn；

26、然后将fn与粉尘浓度参考值fx进行比对分析

27、当fx≤fn，则生成通风系统故障信号；

28、当fx＞fn，则生成清理信号。

29、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

30、1、本发明中，通过采集一段时间内的电流波动参数以及电压波动参数，并通过对两组参数进行计算、比对操作来判定当前配电柜的运行稳定状态，并根据判定结果生成相应的信号，当配电柜运行电压或运行电流出现异常波动时，生成异常信号，内部环境监测单元在接收到异常信号后，在对配电柜进行空间划分的基础上，对采集到的内部环境数据进行交叉式的数据处理，从而对内部影响因素进行排查，且预警单元根据排查结果做出相应风险提示，进一步保证电力正常运输；

31、2、本发明中，在内部环境因素对导致配电柜运行异常的影响较低之后，通过外部环境监测单元与监管判定单元对导致配电柜运行异常的外部影响因素进行深度排查，能够使得运行环境监测过程更加智能化的同时，也使得监测结果更加精确，且该种递进式监测方式，能够避免由于内外影响因素同步监测造成的计算量剧增的情况发生。

技术特征：

1.一种基于物联网的高低压配电柜运行环境监测预警系统，其特征在于，包括服务器、运行评估单元、内部环境监测单元、外部环境监测单元、监管判定单元以及预警单元，所述预警单元包括显示模块；

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的高低压配电柜运行环境监测预警系统，其特征在于，所述运行评估单元的监测分析过程如下：

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的高低压配电柜运行环境监测预警系统，其特征在于，所述内部环境分析判定过程如下：

4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的高低压配电柜运行环境监测预警系统，其特征在于，所述外部环境信息的分析判定过程如下：

5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的高低压配电柜运行环境监测预警系统，其特征在于，所述监管判定单元在接收到故障排查信号后，立即采集通风孔内部的粉尘浓度值，并将其标记为fn；

技术总结本发明公开了一种基于物联网的高低压配电柜运行环境监测预警系统，涉及配电柜监测技术领域。环境监测预警系统包括服务器、运行评估单元、内部环境监测单元、外部环境监测单元、监管判定单元以及预警单元；本发明通过采集一段时间内的电流波动参数以及电压波动参数，并通过对两组参数进行计算、比对操作来判定当前配电柜的运行稳定状态，并根据判定结果生成相应的信号，当配电柜运行电压或运行电流出现异常波动时，生成异常信号，内部环境监测单元在接收到异常信号后，在对配电柜进行空间划分的基础上，对采集到的内部环境数据进行交叉式的数据处理，从而对内部影响因素进行排查。技术研发人员：徐雪锋,袁宇曦受保护的技术使用者：苏州顶地电气成套有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9