一种节能开关柜的数据分析系统的制作方法

一种节能开关柜的数据分析系统
1.技术领域
2.本发明属于开关柜数据分析技术领域，尤其涉及一种节能开关柜的数据分析系统。


背景技术：

3.随着国民经济和社会的不断发展，各行各业对电力需求量越来越大， 我国 电力行业得到了快速发展今天， 电力系统已经进入大电网、大电厂、大机组、远距离输电、超特髙电压、 交直流输电、 高度自动控制和市场化运营的新时代。
4.随着电压等级的不断提高与装机容量的不断増大，以及用户对供电质量和 供电可靠性的要求越来越高，电力系统对电力设备的运行可靠性的要求也越来越高，这对电力设备的运行监控与诊断提出了更高的需求。电力公司对电气设备进行较高的管理方案，合理的使用现有设备，选择先进的维修措施，可为电力公司节省大量的资金，为建立资源节约型和环境友好型的社会做出贡献。并且能从分利用现有设备， 提升设备的可靠性，延长设备寿命，为用户提供更可靠的电能质量。
5.进入20 世纪80年代后，随着计算机技术的普及，为了弥补定期维修具有的资源浪费和事故风险的不足，电力行业学者提出了状态维修模式。通过电力 工作人员的巡视、在线监测等手段获得电力设备的运行状态，根据检测数据对 电力设备进行状态评估，依据评估结果的严重与否有计划的实施维修安排。状态维修做到了按需维修， 充分的利用了电力设备的设计潜能，并且降低了电力 设备性能下降过快未得到及时维修而造成电力事故的风险。由于状态维修必须依靠设备的运行巧态数据为基础，早期的数据获得必须依靠人工巡视来获得，并且由于早期检测设备的性能限值获得的数据精准度不高，影响了评估结果的 准确性，从而限制了状态检修的发展。但是随着科技的发展，先进的传感器的生产巧信息技术的发展，以及在线监测和故障诊断技术的不断提商，使得状态 检修有了巨大的发展空间，达到了广泛应用阶段。
6.髙压开关柜是电力网络的主要设备之一，在电力系统中对线路起着控制保护的重要作用。 特别是配电网中大量应用的离压开关柜，作为面向用户的一组重要的配电设备，对电力系统提供可靠安全的电能质量起着重要作用。开关柜的运行状态关整个电力系统的安全性，对开关柜进行维修是确保其安全可靠运行的必要手段。然而在现实情况中由于开关柜应用广泛，检修任务繁重。在不知道其运行状态时，进行盲目的检修，经常造成不必要的检修资源浪费，早期 的定期维修方式己经不能满足要求。综上所述，采用状态检修的方式，不仅能提高开关柜的运行可靠性，而且也能产生较大的经济效益。在不影响开关柜正常运行的情况下，获取开关柜的运行状态数据，利用这些监测数据对开关柜的运行状态进行评估，是对开关柜进行状态检修的基础，也是当前电力公司当前所关心的技术问题。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种节能开关柜的数据分析系统，本发明在不影响开关柜正常运行状态下可对节能开关柜内部环境及开关柜内部运行操作机构进行系统的同步监测，同时设置预警模块，对应开关柜内部每处进行预警，便于后续检修精确定位，同时实时监测，在开关柜发生故障时，快速做出反应。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种节能开关柜的数据分析系统，该节能开关柜的数据分析系统包括数据采集模块、数据处理模块、预警模块、中心显示模块，所述数据采集模块包括传感器组件、数据传输子模块，所述传感器组件用于监测节能开关柜运行时内部温度、内壁凝露、节能开关柜外壳体的对地电压、动触头行程和速度检测、合闸弹簧状态检测、断路器操作记录检测，所述数据传输子模块将所述传感器组件内部各传感器的监测数据接收，并通过数据传输子模块的发送端至所述数据处理模块，所述数据处理模块用于接收数据采集模块发送的各传感器数据，并对该数据进行比对，所述数据处理模块与所述预警模块电信号连接，预警模块包括报警器，报警器设置的数量与所述传感器组件内部的传感器类型数量一一对应，在比对数据后，超过传感器数据预设值时，则对应的报警器进行报警，所述预警模块与所述中心显示模块电信号连接。
9.优选的，所述传感器组件包括温度传感器，温度传感器螺丝固定在节能开关柜顶部，温度传感器的探针伸入柜体内部。
10.优选的，所述传感器组件包括电阻式传感件，电阻式传感件由阴极金属板与阳极金属板组成，阴极金属板与阳极金属板分别固定在节能开关柜内壁的两端，阴极金属板与阳极金属板均通电。
11.优选的，所述传感器组件包括电容耦合探测器，电容耦合探测器螺丝安装在节能开关柜柜体顶部。
12.优选的，所述传感器组件包括位移传感器，位移传感器安装在节能开关柜的断路器的主轴上。
13.优选的，所述传感器组件包括压力传感器，压力传感器安装在节能开关柜内部断路器的操作机构上，具体的断路器操作机构包括合闸、分闸、触头闭合时的动触头运动，在每个结构处均设有弹簧，压力传感器安装在弹簧底部。
14.优选的，所述传感器组件包括键盘记录器，在节能开关柜内部的断路器开断时进行记录，在断路器开断时，工作人员通过键盘记录器输入断路信息，可统计在每年中节能开关柜内部的断路器的开断次数。
15.优选的，所述报警器为声光报警器，声光报警器与所述传感器组件之间设有电流监测仪，电流监测仪与所述中心显示模块，在声光报警器发出警报时，则可在中心显示模块显示此时报警器的电流信息，可具体得到对应检测位置的相关数据。
16.优选的，所述中心显示模块包括显示屏，显示屏分设有若干的分屏，每个分屏对应一个所述报警器。
17.本发明的有益效果是：本发明在不影响开关柜正常运行状态下可对节能开关柜内部环境及开关柜内部运行操作机构进行系统的同步监测，具体监测节能开关柜运行时内部温度、内壁凝露、节能开关柜外壳体的对地电压、动触头行程和速度检测、合闸弹簧状态检测、断路器操作记录检测，同时设置预警模块，预警模块内部的警报器与个部件位置处的传
感器一一对应，对应开关柜内部每处进行预警，便于后续检修精确定位，同时实时监测，在开关柜发生故障时，快速做出反应。
附图说明
18.图1是本发明提供的一种节能开关柜的数据分析系统的结构框连接示意图。
具体实施方式
19.为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
20.请参考图1，下面将结合附图对本发明实施例的节能开关柜的数据分析系统作详细说明。
21.该节能开关柜的数据分析系统包括数据采集模块、数据处理模块、预警模块、中心显示模块，所述数据采集模块包括传感器组件、数据传输子模块，所述传感器组件用于监测节能开关柜运行时内部温度、内壁凝露、节能开关柜外壳体的对地电压、动触头行程和速度检测、合闸弹簧状态检测、断路器操作记录检测，所述数据传输子模块将所述传感器组件内部各传感器的监测数据接收，并通过数据传输子模块的发送端至所述数据处理模块，所述数据处理模块用于接收数据采集模块发送的各传感器数据，并对该数据进行比对，所述数据处理模块与所述预警模块电信号连接，预警模块包括报警器，报警器设置的数量与所述传感器组件内部的传感器类型数量一一对应，在比对数据后，超过传感器数据预设值时，则对应的报警器进行报警，所述预警模块与所述中心显示模块电信号连接。
22.其中的传感器组件包括温度传感器、电阻式传感件、电容耦合探测器、位移传感器、压力传感器、键盘记录器。
23.温度传感器采用ds18b20型号的温度传感器模块，位移传感器采用bx-lv100n/r激光位移测距传感器，压力传感器采用bp801压力变送器。
24.将温度传感器螺丝固定在节能开关柜顶部，温度传感器的探针伸入柜体内部，其中电阻式传感件由阴极金属板与阳极金属板组成，阴极金属板与阳极金属板分别固定在节能开关柜内壁的两端，阴极金属板与阳极金属板均通电，将电容耦合探测器螺丝安装在节能开关柜柜体顶部，将位移传感器安装在节能开关柜的断路器的主轴上，将压力传感器安装在节能开关柜内部断路器的操作机构上，具体的断路器操作机构包括合闸、分闸、触头闭合时的动触头运动，在每个结构处均设有弹簧，压力传感器安装在弹簧底部，利用键盘记录器，在节能开关柜内部的断路器开断时进行记录，在断路器开断时，工作人员通过键盘记录器输入断路信息，可统计在每年中节能开关柜内部的断路器的开断次数。
25.在上述实施例中，通过温度传感器可实时监测节能开关柜内部的温度情况，避免开关柜内部温度过高导致导线烧坏，通过电阻式传感件，利用通电的阴极金属板与阳极金属板与节能开关柜柜体内壁之间形成导电通路，若开关柜内壁上存在凝露时，阴极金属板与阳极金属板之间的介电系数发生变化，介电系数变化因此引起电流信号的变化，在超过电流变化的预设值后连通预警模块，进行报警。
26.而在开关柜的局部放电缺陷会在缺陷周围产生变化的电场，变化的电场又会产生变化的磁场，而变化的磁场又感应出电场。电场磁场的相互感应就会像外发出电磁波。电磁
波传输到设备外壳，会在外壳上形成感应电流，由于设备外壳存在波阻抗，最终会在外壳上形成一个暂态的对地电压，因此通过本技术中设置的电容耦合探测器来检测局部放电的幅值和放电脉冲频率。
27.对于位移传感器，在断路器的主轴进行操作机构的行程控制时，可检测行程与时间数据，同时比较每相动触头相同位移的时间差，可实时监测断路器主轴行程状态，其中位移传感器的预设值设置最大位移值，在主轴超过最大位移值时，进行警报；压力传感器安装在节能开关柜内部断路器的操作机构上，具体的断路器操作机构包括合闸、分闸、触头闭合时的动触头运动，在每个结构处均设有弹簧，压力传感器安装在弹簧底部，在弹簧处的压力过大时，超过压力传感器的预设压力值，进而发出警报，避免断路器操作机构损坏。
28.同时通过键盘记录器对断路器操 作机构的控制电流触发次数统计。
29.其中，报警器为声光报警器，声光报警器与所述传感器组件之间设有电流监测仪，电流监测仪与所述中心显示模块，在声光报警器发出警报时，则可在中心显示模块显示此时报警器的电流信息，可具体得到对应检测位置的相关数据，声光报警器可开始警报，且随着各个传感器器感应因素的增加，应力传感器两端的电压不断增加，进而声光报警器的两端电压随着应力传感器的两端电压变化，声光报警器在两端的电压不断增大时，报警声音不断提高。
30.在警报的同时，可通过电流监测仪将各个传感器的电流变化数据上传至中心显示模块，中心显示模块包括显示屏，显示屏分设有若干的分屏，每个分屏对应一个报警器，由于一一对应关系，因此工作人员在进行监测节能开关柜的数据时，可通过对应分屏电流的变化结合警报精确查找目标情况。
31.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。