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专利号: 2024106080319
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种电气设备运行故障监测系统,其特征在于,包括,

信息获取模块,用以获取电气设备运行信息和电气设备油箱信息;

运行监测模块,用以根据监测周期内获取的电气设备运行信息对电气设备运行状态的异常性进行分析,并根据电气设备运行状态异常性的分析结果向用户进行电气设备故障风险预警;

老化度分析模块,用以根据管理周期内获取的电气设备的绝缘油酸度与电气设备的绝缘油水含量对电气设备的老化度的异常性进行分析,并根据获取的电气设备绝缘油温度与电气设备的使用时长对电气设备老化度异常性的分析结果进行调整;

设备管理模块,用以根据管理周期内电气设备故障风险预警的结果、电气设备老化度异常性的分析结果与电气设备油位对下一管理周期电气设备的清洁频率与电气设备的油位进行管理;

输出模块,用以将下一管理周期电气设备油位与清洁频率的管理结果作为管理方案向用户进行输出。

2.根据权利要求1所述的电气设备运行故障监测系统,其特征在于,所述运行监测模块设有温度分析单元,所述温度分析单元用以将获取的电气设备绕组温度c0与预设绕组温度c1进行比对,并根据比对结果对电气设备运行状态的异常性进行一次分析,其中:当c0≤c1时,所述温度分析单元判定电气设备的运行温度正常,

当c0>c1时,所述温度分析单元判定电气设备的运行温度异常,电气设备的运行状态异常;

所述运行监测模块设有电流分析单元,当电气设备的运行温度正常时,所述电流分析单元用以将获取的电气设备电流a0与预设电流a1进行比对,并根据比对结果对电气设备运行状态的异常性进行二次分析,其中:当a0≤a1时,所述电流分析单元判定电气设备的运行电流正常;

当a0>a1时,所述电流分析单元判定电气设备的运行电流异常,电气设备的运行状态异常。

3.根据权利要求2所述的电气设备运行故障监测系统,其特征在于,所述运行监测模块设有电压分析单元,当电气设备的运行电流正常时,所述电压分析单元用以将获取的电气设备电压b0对与预设电压b1进行比对,并根据比对结果对电气设备运行状态的异常性进行三次分析,其中:当b0≤b1时,所述电压分析单元判定电气设备的运行电压正常,电气设备的运行状态正常;

当b0>b1时,所述电压分析单元判定电气设备的运行电压异常,电气设备的运行状态异常。

4.根据权利要求3所述的电气设备运行故障监测系统,其特征在于,所述运行监测模块设有预警单元,所述预警单元用以根据监测周期内电气设备运行状态异常性的分析结果对向用户进行电气设备故障风险预警,其中:当i1/i0≤L时,所述预警单元判定当前监测周期电气设备运行状态异常的时长正常,不向用户进行电气设备故障风险预警;

当i1/i0>L时,所述预警单元判定当前监测周期电气设备的运行状态异常的时长异常,并向用户进行电气设备故障风险预警;

其中,i1为监测周期内电气设备状态异常的时长,i0的监测周期的时长。

5.根据权利要求4所述的电气设备运行故障监测系统,其特征在于,所述老化度分析模块设有绝缘油分析单元,所述绝缘油分析单元用以将管理周期内电气设备的绝缘油酸度k0与预设酸度k1进行比对,并根据比对结果对绝缘油酸度的异常性进行分析,其中:当k0≤k1时,所述绝缘油分析单元判定当前管理周期绝缘油的酸度异常;

当k0>k1时,所述绝缘油分析单元判定当前管理周期绝缘油的酸度正常;

所述绝缘油分析单元将管理周期内绝缘油水含量s0与预设水含量s1进行比对,并根据比对结果对绝缘油水分的异常性进行分析,其中:当s0≤s1时,所述绝缘油分析单元判定当前管理周期绝缘油的水分正常;

当s0>s1时,所述绝缘油分析单元判定当前管理周期绝缘油的水分异常。

6.根据权利要求5所述的电气设备运行故障监测系统,其特征在于,所述老化度分析模块设有老化度分析单元,所述老化度分析单元用以根据管理周期内绝缘油酸度异常性与绝缘油水分异常性的分析结果对电气设备老化度的异常性进行分析,其中:当绝缘油酸度正常且绝缘油水分正常时,所述老化度分析单元判定当前管理周期电气设备的老化度正常;

当绝缘油酸度正常且绝缘油的水分异常时,若w2×sin[(s0‑s1)×(π/2)/(s0+s1)]≤A,所述老化度分析单元判定当前管理周期电气设备的老化度正常,若w2×sin[(s0‑s1)×(π/2)/(s0+s1)]>A,所述老化度分析单元判定当前管理周期电气设备的老化度异常;

当绝缘油酸度异常且绝缘油的水分正常时,若w1×(k1‑k0)/k1≤A,所述老化度分析单元判定当前管理周期电气设备的老化度正常,若w1×(k1‑k0)/k1>A,所述老化度分析单元判定当前管理周期电气设备的老化度异常;

当绝缘油酸度异常且绝缘油的水分异常时,若w1×(k1‑k0)/k1+w2×sin[(s0‑s1)×(π/2)/(s0+s1)]≤A,所述老化度分析单元判定当前管理周期电气设备的老化度正常,若w1×(k1‑k0)/k1+w2×sin[(s0‑s1)×(π/2)/(s0+s1)]>A,所述老化度分析单元判定当前管理周期电气设备的老化度异常;

其中,w1为预设酸度权重,w2为预设水分权重,w1+w2=1,w1>w2,A为预设异常占比。

7.根据权利要求6所述的电气设备运行故障监测系统,其特征在于,所述老化度分析模块设有第一调整单元,所述第一调整单元用以将绝缘油温度t0与预设绝缘油温度t1进行比对,并根据比对结果对绝缘油温度的异常性进行分析,其中:当t0≤t1时,所述第一调整单元判定绝缘油的温度正常;

当t0>t1时,所述第一调整单元判定绝缘油的温度异常;

所述第一调整单元根据管理周期内绝缘油温度异常性的分析结果对电气设备老化度异常性的分析过程进行一次调整,其中:当n1/n0≤B时,所述第一调整单元判定当前管理周期绝缘油温度正常,不进行调整;

当n1/n0>B时,所述第一调整单元判定当前管理周期绝缘油温度异常,并对电气设备老化度异常性的分析过程进行一次调整,将调整后的预设异常占比设为A’,设定A’=A×{1‑arctan[(n1/n0‑B)/(n1/n0+B)×(π/4)]};

其中,n1为管理周期内绝缘油温度异常的时长,n0为管理周期的时长。

8.根据权利要求7所述的电气设备运行故障监测系统,其特征在于,所述老化度分析模块设有第二调整单元,所述第二调整单元用以将电气设备的使用时长h0与预设时长h1进行比对,并根据比对结果对电气设备老化度异常性的分析过程进行二次调整,其中:当h0≤h1时,所述第二调整单元判定电气设备的使用时长正常,不进行调整;

当h0>h1时,所述第二调整单元判定电气设备的使用时长异常,并对电气设备老化度异常性的分析过程进行二次调整,将调整后的预设调整系数设为B’,设定B’=B×{1‑In[1+(h0‑h1)/(h0+h1)]/In2}。

9.根据权利要求6所述的电气设备运行故障监测系统,其特征在于,所述设备管理模块设有第一管理单元,所述第一管理单元用以根据管理周期内电气设备故障风险预警的结果与电气设备老化度异常性的分析结果对下一管理周期电气设备的清洁频率进行管理,其中:当电气设备的老化度正常时,若z1/z0≤K,所述第一管理单元将下一管理周期电气设备的清洁频率设为R1,设定R1=r1,若z1/z0>K,所述第一管理单元将下一管理周期电气设备的清洁频率设为R2,设定R2=r1×{1‑(π/2)×arctan[sin(z1/z0‑K)/(z1/z0+K)]};

当电气设备的老化度异常时,若z1/z0≤K,所述第一管理单元将下一管理周期电气设备的清洁频率设为R3,设定R3=r2,若z1/z0>K,所述第一管理单元将下一管理周期电气设备的清洁频率设为R4,设定R4=r2×{1‑(π/2)×arctan[sin(z1/z0‑K)/(z1/z0+K)]};

其中,z1为管理周期内向用户进行电气设备故障风险预警的监测周期的数量,z0为管理周期内监测周期的数量,K为预设比例系数,r1为第一预设清洁频率,r2为第二预设清洁频率。

10.根据权利要求9所述的电气设备运行故障监测系统,其特征在于,所述设备管理模块设有第二管理单元,所述第二管理单元用以根据管理周期内电气设备故障风险预警的结果、电气设备老化度异常性的分析结果与电气设备油位u0对下一管理周期电气设备的油位进行管理,其中:当电气设备的老化度正常时,若z1/z0≤K且u0≤u1,所述第一管理单元将下一管理周期电气设备的油位设为P1,设定P1=u0×{1+{exp{sin(u1‑u0)×(π/2)/(u0+u1)}‑1}/2},若z1/z0≤K且u0>u1,所述第一管理单元将下一管理周期电气设备的油位设为P2,设定P2=u0,若z1/z0>K且u0≤u1,所述第一管理单元将下一管理周期电气设备的油位设为P3,设定P3=u0×{1+{exp{sin(u1‑u0)×(π/2)/(u0+u1)}‑1}/2+α×(z1/z0‑K)/(z1/z0+K)};若z1/z0>K且u0>u1,所述第一管理单元将下一管理周期电气设备的油位设为P4,设定P4=u0×[1+α×(z1/z0‑K)/(z1/z0+K)];

当电气设备的老化度异常时,若z1/z0≤K且u0≤u2,所述第一管理单元将下一管理周期电气设备的油位设为P5,设定P5=u0×{1+{exp{sin(u2‑u0)×(π/2)/(u0+u1)}‑1}/2},若z1/z0≤K且u0>u2,所述第一管理单元将下一管理周期电气设备的油位设为P6,设定P6=u0,若z1/z0>K且u0≤u2,所述第一管理单元将下一管理周期电气设备的油位设为P7,设定P7=u0×{1+{exp{sin(u2‑u0)×(π/2)/(u0+u2)}‑1}/2+β×(z1/z0‑K)/(z1/z0+K)};若z1/z0>K且u0>u2,所述第一管理单元将下一管理周期电气设备的油位设为P8,设定P8=u0×[1+β×(z1/z0‑K)/(z1/z0+K)];

其中,u1为第一预设油位,u2为第二预设油位,u1<u2,α为第一预设优化系数,β为第二预设优化系数,α<β,当下一管理周期电气设备的油位Pp≥u3时,Pp=u3,u3为第三预设油位。