基于人工智能的高压开关柜安全状态评估系统及方法与流程

    专利查询2025-07-18  25


    本发明涉及电力工程,具体为基于人工智能的高压开关柜安全状态评估系统及方法。


    背景技术:

    1、高压开关柜是电力系统中用于控制和保护高压电路的重要设备。它们在电力输送、分配和变电站中起着至关重要的作用。随着电力系统的不断扩大和复杂化,对高压开关柜的安全性和可靠性要求越来越高。有效的监测和诊断技术可以帮助及时发现和预防潜在的故障,从而避免电力中断和设备损坏,确保电网的稳定运行。

    2、例如公告号为cn110806516b的发明专利,为开关柜底盘车工作状态检测方法、装置和计算机可读介质,涉及电力工程技术领域,该开关柜底盘车工作状态检测方法包括:采集一个目标电机的运行电流数据,其中,所述目标电机用于驱动一个开关柜中的一个底盘车运行,所述运行电流数据用于表征驱动所述底盘车运行过程中所述目标电机的输入电流;根据所述运行电流数据和标准电流数据确定所述底盘车的运行状态,其中,所述标准电流数据用于表征所述底盘车正常运行过程中所述目标电机的输入电流。

    3、例如公告号为cn106814290b的发明专利,为一种10kv开关柜状态检测方法,建立10kv开关柜试验平台;得到缺陷统计图谱及状态判定标准比对库;测量开关柜局部放电的暂态地电波幅值;并判断暂态地电波幅值是否高于背景噪声;对比开关柜统计图谱与状态判定标准比对库内的缺陷统计图谱并计算相关度,得到并比较被测开关柜统计图谱与全部的缺陷统计图谱的最终值,设定值最大的图谱为判定结果;评估当前10kv开关柜状态。

    4、但本技术在实现本技术实施例中发明技术方案的过程中,发现上述技术至少存在如下技术问题:现有技术主要依赖于电流或位置传感器来监测底盘车的状态,异常状态监测途径单一,无法及时响应底盘车运行中的异常情况,存在安全隐患。


    技术实现思路

    1、针对现有技术的不足,本发明提供了基于人工智能的高压开关柜安全状态评估系统及方法,能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。

    2、为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:本发明第一方面提供了基于人工智能的高压开关柜安全状态评估系统,包括:活门状态监测模块,包括活门工作状态监测单元和接地刀开关工作状态监测单元,所述活门工作状态监测单元用于采集活门工作状态数据,判断活门工作状态;所述接地刀开关工作状态监测单元用于采集接地刀开关工作状态数据,判断接地刀开关工作状态。

    3、开关柜安全状态评估模块,包括底盘车工作状态分析单元和开关柜内部环境监测单元,所述底盘车工作状态分析单元用于根据活门工作状态启动断路器底盘车,并采集断路器底盘车的运行数据,综合分析得到断路器底盘车运行异常评估值;所述开关柜内部环境监测模块,用于对高压开关柜内部环境数据进行监测,综合分析得到高压开关柜内部环境异常评估值。

    4、合闸条件验证模块,用于根据断路器底盘车运行异常评估值和高压开关柜内部环境异常评估值进行安全状态评估,并获取断路器底盘车最终位置,判断是否具备合闸条件。

    5、作为进一步的方法,所述采集活门工作状态数据,判断活门工作状态,具体过程为:所述活门工作状态数据包括行程开关位置数据和行程开关视频数据。

    6、根据行程开关位置数据,判断活门是否打开,并根据活门视频数据,分析得到活门异常评估值,采用双认证方法判断活门工作状态,提高判断可靠性。

    7、从开关柜数据库中获取活门异常评估阈值,将活门异常评估值与活门异常评估阈值进行比对,若活门异常评估值大于或等于活门异常评估阈值,则判断活门工作状态为异常状态,若活门异常评估值小于活门异常评估阈值,则判断活门工作状态为正常状态。

    8、作为进一步的方法,所述采集断路器底盘车的运行数据,综合分析得到断路器底盘车运行异常评估值,具体分析过程为:所述断路器底盘车的运行数据包括断路器底盘车的位置数据和电力数据,根据断路器底盘车的位置数据,判断断路器底盘车的位置异常,处理得到断路器底盘车的表观异常评估参量。

    9、根据断路器底盘车的电力数据,判断断路器底盘车的状态异常,处理得到断路器底盘车的电力异常评估参量。

    10、根据断路器底盘车的表观异常评估参量和电力异常评估参量,综合分析得到断路器底盘车运行异常评估值。

    11、作为进一步的方法,所述处理得到断路器底盘车的表观异常评估参量,具体过程为:所述断路器底盘车的视频数据,包括各时间监测点的底盘车移动距离和底盘车实时位置图像。

    12、从开关柜数据库中获取底盘车图像允许偏差像素值、底盘车允许偏差移动距离、底盘车参照标准图像和各时间监测点的底盘车参照移动距离,部署若干像素筛查点,采集底盘车实时图像的各像素筛查点的像素值以及底盘车参照标准图像上对应的像素筛查点的像素值,综合分析得到断路器底盘车的视频异常指标。

    13、采集断路器底盘车的音频数据,所述音频数据包括各时间监测点的音量和声音频率,从开关柜数据库中获取底盘车移动参照声音频率和允许偏差声音频率,结合断路器底盘车的视频异常指标,综合分析得到断路器底盘车的表观异常评估参量。

    14、作为进一步的方法,所述处理得到断路器底盘车的电力异常评估参量,具体分析过程为:采集断路器底盘车的电力数据,所述电力数据包括各时间监测点的各电力参数值。

    15、从开关柜数据库中获取各电力参数参照值和各电力参数允许偏差值,综合分析得到断路器底盘车的电力异常评估参量。

    16、作为进一步的方法,所述综合分析得到高压开关柜内部环境异常评估值,具体分析过程为:部署若干环境监测点,所述高压开关柜内部环境数据,包括各环境监测点的臭氧浓度、温度和悬浮颗粒物浓度。

    17、从开关柜数据库中获取临界臭氧浓度、参照环境温度、允许偏差环境温度和临界悬浮颗粒物浓度,综合分析得到高压开关柜内部环境异常评估值。

    18、作为进一步的方法,所述根据断路器底盘车运行异常评估值和高压开关柜内部环境异常评估值进行安全状态评估,具体过程为:根据断路器底盘车运行异常评估值和高压开关柜内部环境异常评估值,综合分析得到安全状态评估指数。

    19、从开关柜数据库中获取安全状态评估指数阈值,将安全状态评估指数与安全状态评估指数阈值进行比对,若安全状态评估指数大于或等于安全状态评估指数阈值,则评估高压开关柜状态为安全状态,并获取断路器底盘车最终位置,判断是否具备合闸条件。

    20、若安全状态评估指数小于安全状态评估指数阈值,则评估高压开关柜状态为异常状态,中止当前操作,并反馈至相关人员。

    21、作为进一步的方法,所述根据断路器底盘车运行异常评估值和高压开关柜内部环境异常评估值进行安全状态评估,还包括:对断路器底盘车运行过程进行安全监测。

    22、将断路器底盘车运行过程部署若干时间监测点,获取各时间监测点的断路器底盘车运行异常评估值和高压开关柜内部环境异常评估值。

    23、从开关柜数据库中获取断路器底盘车运行异常评估阈值和高压开关柜内部环境异常评估阈值,将各时间监测点的断路器底盘车运行异常评估值和高压开关柜内部环境异常评估值分别与断路器底盘车运行异常评估阈值和高压开关柜内部环境异常评估阈值进行比对。

    24、若某时间监测点的断路器底盘车运行异常评估值大于或等于断路器底盘车运行异常评估阈值,或高压开关柜内部环境异常评估值大于或等于高压开关柜内部环境异常评估阈值,则评估高压开关柜状态为异常状态,立即停止移动断路器底盘车,并反馈至相关人员。

    25、若某时间监测点的断路器底盘车运行异常评估值小于断路器底盘车运行异常评估阈值,且高压开关柜内部环境异常评估值小于高压开关柜内部环境异常评估阈值,则评估高压开关柜状态为安全状态,不进行干涉操作。

    26、作为进一步的方法,所述获取断路器底盘车最终位置,判断是否合闸,具体过程为:获取断路器底盘车最终位置,并从开关柜数据库中提取断路器底盘车参照最终位置,提取断路器底盘车最终位置与断路器底盘车参照最终位置之间的偏差距离,标记为底盘车终点偏差距离。

    27、从开关柜数据库中获取允许终点偏差距离,将底盘车终点偏差距离与允许终点偏差距离进行比对,若底盘车终点偏差距离大于允许终点偏差距离,则不允许合闸,并向相关人员预警。

    28、若底盘车终点偏差距离小于或等于允许终点偏差距离,则进行合闸通电。

    29、本发明第二方面提供了基于人工智能的高压开关柜安全状态评估方法,包括:采集活门工作状态数据,判断活门工作状态,采集接地刀开关工作状态数据,判断接地刀开关工作状态。

    30、根据活门工作状态启动断路器底盘车,并采集断路器底盘车的运行数据,综合分析得到断路器底盘车运行异常评估值,对高压开关柜内部环境数据进行监测,综合分析得到高压开关柜内部环境异常评估值。

    31、根据断路器底盘车运行异常评估值和高压开关柜内部环境异常评估值进行安全状态评估,并获取断路器底盘车最终位置,判断是否具备合闸条件。

    32、相对于现有技术,本发明的实施例至少具有如下有益效果:

    33、(1)本发明通过提供基于人工智能的高压开关柜安全状态评估系统及方法,对活门工作状态进行监测,有效防止带电作业风险,并对底盘车工作状态和高压开关柜内部环境进行分析,综合多方面数据评估底盘车运行异常情况,及时发现潜在问题,保障设备稳定运行,提高了合闸操作的安全性,有助于全面、准确地评估高压开关柜的安全状态,有效预防故障和事故的发生。

    34、(2)本发明通过结合视频和音频的异常程度,可以实现对底盘车表观异常的全面检测,提高异常检测的准确性和可靠性,有助于更准确地定位底盘车的故障位置和类型。通过对视频和音频的实时监测和综合分析,可以实现对底盘车早期故障的预警,为提前采取维修措施提供依据,避免故障的进一步恶化。

    35、(3)本发明通过监测电流、电压和功率,可以全面了解断路器底盘车电动推入电机的运行状态,更准确地判断电机是否正常运行。通过对电流、电压和功率的关联分析,可以在电机故障初期就发现异常,及时采取措施进行维修,避免故障进一步扩大,从而提高底盘车的可靠性和安全性。

    36、当然,实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。


    技术特征:

    1.基于人工智能的高压开关柜安全状态评估系统,其特征在于:包括:

    2.根据权利要求1所述基于人工智能的高压开关柜安全状态评估系统,其特征在于:所述采集活门工作状态数据,判断活门工作状态,具体过程为:

    3.根据权利要求1所述基于人工智能的高压开关柜安全状态评估系统,其特征在于:所述采集断路器底盘车的运行数据,综合分析得到断路器底盘车运行异常评估值,具体分析过程为:

    4.根据权利要求3所述基于人工智能的高压开关柜安全状态评估系统,其特征在于:所述处理得到断路器底盘车的表观异常评估参量,具体过程为:

    5.根据权利要求3所述基于人工智能的高压开关柜安全状态评估系统,其特征在于:所述处理得到断路器底盘车的电力异常评估参量,具体分析过程为:

    6.根据权利要求1所述基于人工智能的高压开关柜安全状态评估系统,其特征在于:所述综合分析得到高压开关柜内部环境异常评估值,具体分析过程为:

    7.根据权利要求1所述基于人工智能的高压开关柜安全状态评估系统,其特征在于:所述根据断路器底盘车运行异常评估值和高压开关柜内部环境异常评估值进行安全状态评估,具体过程为:

    8.根据权利要求1所述基于人工智能的高压开关柜安全状态评估系统,其特征在于:所述根据断路器底盘车运行异常评估值和高压开关柜内部环境异常评估值进行安全状态评估,还包括:对断路器底盘车运行过程进行安全监测;

    9.根据权利要求1所述基于人工智能的高压开关柜安全状态评估系统,其特征在于:所述获取断路器底盘车最终位置,判断是否合闸,具体过程为:

    10.一种应用于权利要求1-9任意一项所述基于人工智能的高压开关柜安全状态评估系统的方法,其特征在于:包括:


    技术总结
    本发明公开了基于人工智能的高压开关柜安全状态评估系统及方法,涉及电力工程技术领域,包括:活门状态监测模块、底盘车工作状态分析模块、开关柜内部环境监测模块、合闸条件验证模块和开关柜数据库。本发明通过对活门工作状态进行监测,确保只有在活门打开且状态正常时才能移动底盘车,有效防止活门没有提起,而强行移动断路器导致三相短路风险,同时对底盘车运行工作状态进行分析,综合多方面数据评估底盘车运行是否存在卡死等异常情况,保障设备稳定运行,最终根据安全状态评估结果和底盘车位置判断是否合闸,提高了合闸操作的安全性,本发明能全面、准确地评估高压开关柜的安全状态,有效预防故障和事故的发生。

    技术研发人员:钱凯,邱阳,蔡华,徐利明,李凌,张金波
    受保护的技术使用者:溧阳水务集团有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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