一种基于物联网的配电柜监测报警系统的制作方法

本发明涉及配电柜监测报警，具体而言，涉及一种基于物联网的配电柜监测报警系统。

背景技术：

1、配电柜是电力系统中的重要设备，其正常运行对于电力系统的稳定运行具有重要意义，然而，由于环境、设备老化、操作不当等原因，配电柜容易出现各种故障，这些故障如果不能及时发现和处理，会对电力系统的正常运行造成严重影响，因此，需要对配电柜进行监测，并对异常情况进行报警。

2、现有的对配电柜进行监测，并对异常情况进行报警的方式中还存在以下几个方面的问题：1、根据人工周期性的对配电柜进行故障监测不仅耗时周期长，监测过程也较为繁琐，并且存在很大的误差性，而且容易出现漏检、误检等问题，无法满足现代电力系统对于安全性和可靠性的要求，同时无法实时监测配电柜的状态和准确识别配电柜的异常情况，降低了配电柜异常故障发现的及时性和故障处理的及时性，从而降低了配电柜异常故障处理效率。

3、2、当前仅考虑配电柜的温度是否异常，未对配电柜的栅格对其散热性能的影响进行分析，未对配电柜的栅格在水平方向和竖直方向上的间距均匀度进行分析，降低了配电柜的散热性能评估结果的准确性，无法针对性地优化配电柜的散热设计，降低了配电柜的散热效率，增加了设备过热情况发生的频率，从而提高了故障率，并缩短了设备的使用寿命。

4、3、当前仅考虑配电柜的湿度是否异常，未对配电柜的湿度稳定性和湿度变化速率进行深度分析，降低了配电柜的抗潮性能评估的合理性，同时无法通过分析湿度变化速率，预测可能的湿度变化趋势，无法提前发现并解决潜在的湿度相关问题，从而无法预防设备故障。

技术实现思路

1、鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，现提出一种基于物联网的配电柜监测报警系统。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：本发明提供一种基于物联网的配电柜监测报警系统，包括：工作状态分析模块，用于监测目标配电房中各配电柜中的各空气开关的各接线头与对应接口之间的距离，并采集各配电柜中的各空气开关对应的图像，分析目标配电房中各配电柜的工作状态合理指数。

3、云数据库，用于存储各配电柜中的各空气开关在正常工作状态下的闸刀状态。

4、散热性能分析模块，用于采集目标配电房中各配电柜的散热栅格对应的图像，并采集各配电柜在各监测时间段对应的热敏图像，分析目标配电房中各配电柜的散热性能评估指数。

5、抗潮性能分析模块，用于采集目标配电房的湿度，并采集目标配电房中各配电柜在各监测时间点的湿度，分析目标配电房中各配电柜的抗潮性能评估指数。

6、配电柜异常报警模块，用于当目标配电房中某配电柜的工作状态合理指数小于设定参照的工作状态合理指数或者散热性能评估指数小于设定参照的散热性能评估指数或者抗潮性能评估指数小于设定参照的抗潮性能评估指数时，进行报警反馈。

7、具体地，所述分析目标配电房中各配电柜的工作状态合理指数，具体分析过程为：a1、基于目标配电房中各配电柜中的各空气开关的各接线头与对应接口之间的距离，计算各配电柜中空气开关的接线脱落异常指数βi，其中，i表示配电柜的编号，i＝1,2,...,n。

8、a2、基于各配电柜中的各空气开关对应的图像，计算各配电柜中空气开关的闸刀跳闸异常指数χi。

9、a3、计算目标配电房中各配电柜的工作状态合理指数δi，

10、其中，β′和χ′分别表示设定参照的接线脱落异常指数和闸刀跳闸异常指数，a1和a2分别表示设定的接线脱落异常指数和闸刀跳闸异常指数对应工作状态合理评估占比权重。

11、具体地，所述计算各配电柜中空气开关的接线脱落异常指数，具体计算过程为：b1、将目标配电房中各配电柜中的各空气开关的各接线头与对应接口之间的距离与设定参照的距离进行对比，若某配电柜中的某空气开关的某接线头与对应接口之间的距离大于或者等于设定参照的距离，则表明该接线头为已脱落接线头，统计各配电柜中的已脱落接线头数目，记为εi。

12、b2、提取各配电柜中的各已脱落接线头对应的脱落距离，并将其与设定参照的严重脱落距离进行对比，将脱落距离大于或者等于严重脱落距离的已脱落接线头记为严重脱落接线头，统计各配电柜中的严重脱落接线头数目，记为τi。

13、b3、计算各配电柜中空气开关的接线脱落异常指数βi，

14、其中，ε′和k1分别表示设定参照的已脱落接线头数目和严重脱落接线头占比，a3和a4分别表示设定的已脱落接线头数目和严重脱落接线头占比对应接线脱落异常评估占比权重。

15、具体地，所述计算各配电柜中空气开关的闸刀跳闸异常指数，具体计算过程为：c1、从各配电柜中的各空气开关对应的图像中识别出各空气开关的闸刀状态，并将其与云数据库中存储的各配电柜中的各空气开关在正常工作状态下的闸刀状态进行对比，若某配电柜中的某空气开关的闸刀状态与其正常工作状态下的闸刀状态一致，则表明该空气开关的闸刀为正常状态，若某配电柜中的某空气开关的闸刀状态与其正常工作状态下的闸刀状态不一致，则表明该空气开关的闸刀为跳闸状态，统计各配电柜中的跳闸状态空气开关数目，记为μi。

16、c2、计算各配电柜中空气开关的闸刀跳闸异常指数χi，

17、其中，μ′表示设定参照的跳闸状态空气开关数目。

18、具体地，所述分析目标配电房中各配电柜的散热性能评估指数，具体分析过程为：d1、基于各配电柜在各监测时间段对应的热敏图像，计算各配电柜在各监测时间段对应的温度异常指数其中，j表示监测时间段的编号，j＝1,2,...,m。

19、d2、将各配电柜在各监测时间段对应的温度异常指数与设定参照的温度异常指数进行对比，并将温度异常指数大于设定参照的温度异常指数的监测时间段记为异常监测时间段，统计各配电柜的异常监测时间段数目，记为σi。

20、d3、从各配电柜在各监测时间段对应的温度异常指数中提取最大值，记为

21、d4、基于目标配电房中各配电柜的散热栅格对应的图像，设定各配电柜的散热性能影响因子λi。

22、d5、计算目标配电房中各配电柜的散热性能评估指数θi，

23、其中，k2和分别表示设定参照的异常监测时间段占比和温度异常指数，a5和a6分别表示设定的异常监测时间段占比和温度异常指数对应散热性能评估占比权重，e表示自然常数，m表示监测时间段数目。

24、具体地，所述计算各配电柜在各监测时间段对应的温度异常指数，具体计算过程为：e1、从各配电柜在各监测时间段对应的热敏图像中定位出各温度分布区域的温度值。

25、e2、将各配电柜在各监测时间段对应的各温度分布区域的温度值进行均值计算，得到各配电柜在各监测时间段对应的温度均值,并将其作为各配电柜在各监测时间段对应的温度，并记为wij。

26、e3、计算各配电柜在各监测时间段对应的温度异常指数

27、其中，w′和δw分别表示设定参照的温度和温度偏差。

28、具体地，所述设定各配电柜的散热性能影响因子，具体设定过程为：f1、将目标配电房中各配电柜的散热栅格对应的图像中的最左侧散热栅格记为目标散热栅格，将其他各散热栅格按照从左往右顺序依次记为各参照散热栅格。

29、f2、在各配电柜的目标散热栅格中从上往下依次布设各监测点，记为各目标散热点，将各目标散热点映射至各参照散热栅格，得到各参照散热栅格中各目标散热点对应的映射点，进而获取各配电柜的目标散热栅格中各目标散热点与各参照散热栅格中各目标散热点对应的映射点之间的距离，记为其中,p表示参照散热栅格的编号，p＝1,2,...,k，f表示映射点的编号，f＝1,2,...,q。

30、f3、设定各配电柜的散热性能影响因子λi，

31、

32、其中，δl′和δl″分别表示设定参照的水平方向的间距偏差和竖直方向的间距偏差，p+1表示第p+1个参照散热栅格，f+1表示第f+1个映射点，b1和b2分别表示设定的水平方向的间距偏差和竖直方向的间距偏差对应散热性能影响因子评估占比权重。

33、具体地，所述分析目标配电房中各配电柜的抗潮性能评估指数，具体分析过程为：g1、将目标配电房中各配电柜在各监测时间点的湿度记为其中，g表示监测时间点的编号，g＝1,2,...,r。

34、g2、计算目标配电房中各配电柜的湿度稳定性φi，

35、其中，表示设定参照的湿度偏差，g+1表示第g+1个监测时间点。

36、g3、从目标配电房中各配电柜在各监测时间点的湿度中分别提取最大值和最小值，分别记为和同时提取最大值和最小值对应的监测时间点，进而获取最大值和最小值之间的监测时间间隔，记为ti。

37、g4、计算目标配电房中各配电柜的湿度变化速率ξi，

38、g5、基于目标配电房的湿度，设定目标配电房中配电柜的抗潮性能影响因子γ。

39、g6、计算目标配电房中各配电柜的抗潮性能评估指数ψi，

40、其中，φ′和ξ′分别表示设定参照的湿度稳定性和湿度变化速率，b3和b4分别表示设定的湿度稳定性和湿度变化速率对应抗潮性能评估占比权重。

41、相较于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：(1)本发明通过分析目标配电房中各配电柜的工作状态合理指数、散热性能评估指数和抗潮性能评估指数，并对其异常情况进行报警反馈，有效解决了当前人工周期性的监测方式中存在的局限性，规避了人工周期性的监测方式中存在的耗时周期长、监测过程较为繁琐以及分析结果误差大等多个方面的不足，降低了漏检、误检等问题出现的可能性，满足了现代电力系统对于安全性和可靠性的要求，同时实时监测配电柜的状态和准确识别配电柜的异常情况，提高了配电柜异常故障发现的及时性和故障处理的及时性，从而提高了配电柜异常故障处理效率。

42、(2)本发明通过采集目标配电房中各配电柜的散热栅格对应的图像，设定配电柜的散热性能影响因子，并分析各配电柜的散热性能评估指数，提高了配电柜的散热性能评估结果的准确性，可以针对性地优化配电柜的散热设计，提高了配电柜的散热效率，减少了设备过热情况发生的频率，从而降低了故障率，并延长了设备的使用寿命。

43、(3)本发明通过计算目标配电房中各配电柜的湿度稳定性和湿度变化速率，从而分析各配电柜的抗潮性能评估指数，提高了配电柜的抗潮性能评估的合理性，同时通过分析湿度变化速率，预测可能的湿度变化趋势，提前发现并解决潜在的湿度相关问题，从而预防设备故障。

技术特征：

1.一种基于物联网的配电柜监测报警系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的配电柜监测报警系统，其特征在于：所述分析目标配电房中各配电柜的工作状态合理指数，具体分析过程为：

3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的配电柜监测报警系统，其特征在于：所述计算各配电柜中空气开关的接线脱落异常指数，具体计算过程为：

4.根据权利要求2所述的一种基于物联网的配电柜监测报警系统，其特征在于：所述计算各配电柜中空气开关的闸刀跳闸异常指数，具体计算过程为：

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的配电柜监测报警系统，其特征在于：所述分析目标配电房中各配电柜的散热性能评估指数，具体分析过程为：

6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的配电柜监测报警系统，其特征在于：所述计算各配电柜在各监测时间段对应的温度异常指数，具体计算过程为：

7.根据权利要求5所述的一种基于物联网的配电柜监测报警系统，其特征在于：所述设定各配电柜的散热性能影响因子，具体设定过程为：

8.根据权利要求5所述的一种基于物联网的配电柜监测报警系统，其特征在于：所述分析目标配电房中各配电柜的抗潮性能评估指数，具体分析过程为：

技术总结
本发明涉及配电柜监测报警技术领域，具体公开一种基于物联网的配电柜监测报警系统，该系统包括：工作状态分析模块、云数据库、散热性能分析模块、抗潮性能分析模块和配电柜异常报警模块；本发明通过分析目标配电房中各配电柜的工作状态合理指数、散热性能评估指数和抗潮性能评估指数，并对其异常情况进行报警反馈，规避了人工周期性的监测方式中存在的耗时周期长、监测过程较为繁琐以及分析结果误差大等多个方面的不足，降低了漏检、误检等问题出现的可能性，满足了现代电力系统对于安全性和可靠性的要求，同时实时监测配电柜的状态，提高了配电柜异常故障发现的及时性，从而提高了配电柜异常故障处理效率。

技术研发人员：尹洁
受保护的技术使用者：宁波市海逸电气有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5