一种基于NCS监控系统的电厂升压站刀闸故障诊断方法与流程

本发明涉及一种电厂升压站内刀闸故障诊断方法，具体涉及一种基于ncs监控系统的电厂升压站刀闸故障诊断方法。

背景技术：

现在发电厂变电站大多采用电动刀闸作为隔离器件，电动刀闸是带有电动操作机构的隔离开关，用于在没有负荷电流的情况下实现对线路的分合闸，起到电力系统电路隔离的重要作用。

电动刀闸包括刀闸本体以及控制器，控制器用于控制本体的分合闸操作，其中，本体的分合闸操作主要由电动刀闸的电动操作机构和机械传动机构配合完成。由于变电站的电动刀闸大多安装在户外，其机械传动机构往往是直接暴露在大气中，并且常常是日晒雨淋，受环境影响较大。由于电动刀闸平时操作次数不多，机械传动机构的轴销、轴承等传动部位缺少润滑和相对运动，在电动刀闸运行一段时间后，普遍会出现传动机构锈蚀、卡涩等现象。

电动刀闸的操作长期卡涩会导致电动刀闸传动杆产生旋转角度损耗，造成分合闸不到位。当电动刀闸合闸不到位，动静触头不在一条直线上，将引起电动刀闸接触不良，造成发热严重的安全隐患。当传动机构出现严重的锈蚀、卡涩现象时，将致使电动刀闸正常的分合闸操作无法实现，不仅出现电动刀闸拉不开、操作机构断裂等现象，还可能引起瓷瓶产生裂缝，甚至断裂。

ncs监控系统是发电厂广泛使用的一种监控系统，通过ncs监控系统，运行人员可以实现对升压站所属断路器、隔离开关的远程监视和操作，但目前ncs监控系统无法对离开关分合闸动作时间进行记录。

如何在不改动ncs监控系统的基础上，实现电动刀闸故障诊断，避免如上例提到的重大安全事故，成为最近的研究热点。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于ncs监控系统的电厂升压站刀闸故障诊断方法，该方法在不改动ncs监控系统的基础上，可以实现电动刀闸状态的准确识别，进而判断电动刀闸故障的方法，达到防患于未然。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种基于ncs监控系统的电厂升压站刀闸故障诊断方法，当出现刀闸合闸故障时，包括以下步骤：

步骤1，按照操作票要求，通过ncs系统下达远方合电动刀闸的指令，通过该系统自动记录指令下达时间t1；

步骤2，电动刀闸操作机构通过rs-485通信接口接收来自ncs系统的合闸指令，与机械传动机构配合对隔离开关进行闭合；

步骤3，电动刀闸动静触头完全接触，代表合闸完成，此时，ncs系统显示电动刀闸为合闸状态，记录此时间t2；

步骤4，t2-t1即为本次电动刀闸合闸时间th，将此时间上传至对应电动刀闸数据记录平台，经过与合闸有效时间和原些合闸时间对比、分析，判断本次合闸是否到位，若有问题及时组织专业人员进行排查。

本发明进一步的改进在于，步骤4的故障判断具体包括以下实现步骤：

s1通过后台电动刀闸数据记录平台，记录电厂升压站内每一组刀闸合闸时间th；

s2通过后台电动刀闸数据记录平台，记录电厂升压站内每一组刀闸分闸时间tf；

s3以刀闸名称及分闸、合闸时刻为表头建立excel记录表格和分闸、合闸时刻折线图；

s4根据相关标准建立合闸有效时间常数th；

s5根据相关标准建立分闸有效时间常数tf；

s6比较th与th，当两者相差超过设定裕度，视为可能故障；

s7将当前时刻，电厂升压站刀闸合闸时间th与同一时刻，同一型号，不同名称刀闸合闸时间进行对比；

s8将当前时刻，电厂升压站刀闸合闸时间th与不同时刻，该类电动刀闸合闸时间进行对比；

s9判断合闸是否存在故障；

s10比较tf与tf，当两者相差超过设定裕度，视为可能故障；

s11将当前时刻，电厂升压站刀闸分闸时间tf与同一时刻，同一型号，不同名称刀闸分闸时间进行对比；

s12将当前时刻，电厂升压站刀闸分闸时间tf与不同时刻，该类电动刀闸分闸时间进行对比；

s13判断分闸是否存在故障。

一种基于ncs监控系统的电厂升压站刀闸故障诊断方法，当出现刀闸分闸故障时，包括以下步骤：

1)按照操作票要求，通过ncs系统下达远方分电动刀闸的指令，通过该系统自动记录指令下达时间t3；

2)电动刀闸操作机构通过rs-485通信接口接收来自ncs系统的分闸指令，与机械传动机构配合对隔离开关进行断开；

3)电动刀闸动静触头完全分离，代表分闸完成，此时，ncs系统显示电动刀闸为分闸状态，记录此时间t4；

4)t4-t3即为本次电动刀闸分闸时间tf，将此时间上传至对应电动刀闸数据记录平台，经过与分闸有效时间和原些分闸时间对比、分析，判断本次分闸是否到位，若有问题及时组织专业人员进行排查。

本发明进一步的改进在于，步骤4的故障判断具体包括以下实现步骤：

s1通过后台电动刀闸数据记录平台，记录电厂升压站内每一组刀闸合闸时间th；

s2通过后台电动刀闸数据记录平台，记录电厂升压站内每一组刀闸分闸时间tf；

s3以刀闸名称及分闸、合闸时刻为表头建立excel记录表格和分闸、合闸时刻折线图；

s4根据相关标准建立合闸有效时间常数th；

s5根据相关标准建立分闸有效时间常数tf；

s6比较th与th，当两者相差超过设定裕度，视为可能故障；

s7将当前时刻，电厂升压站刀闸合闸时间th与同一时刻，同一型号，不同名称刀闸合闸时间进行对比；

s8将当前时刻，电厂升压站刀闸合闸时间th与不同时刻，该类电动刀闸合闸时间进行对比；

s9判断合闸是否存在故障；

s10比较tf与tf，当两者相差超过设定裕度，视为可能故障；

s11将当前时刻，电厂升压站刀闸分闸时间tf与同一时刻，同一型号，不同名称刀闸分闸时间进行对比；

s12将当前时刻，电厂升压站刀闸分闸时间tf与不同时刻，该类电动刀闸分闸时间进行对比；

s13判断分闸是否存在故障。

本发明具有如下有益的技术效果：

1.无需改动原先发电厂升压站ncs监控系统，只需在监控系统后台导出时间数据，可行性好；

2.针对电厂升压站刀闸分闸故障，时间参数具有良好的代表性，只需要参考分闸时间就可以判断出刀闸故障，故障特征量提取简单，故障特征明显。

3.针对电厂升压站刀闸合闸故障，时间参数具有良好的代表性，只需要参考合闸时间就可以判断出刀闸故障，故障特征量提取简单，故障特征明显。

4.所收集到电厂升压站刀闸分闸时间数据，可以应用于不同场合，为智能电厂、大数据平台建立提供数据基础，为发电厂高效发电提供数据保障。

5.所收集到电厂升压站刀闸合闸时间数据，可以应用于不同场合，为智能电厂、大数据平台建立提供数据基础，为发电厂高效发电提供数据保障。

附图说明

图1为本发明基于ncs监控系统的电厂升压站刀闸合闸故障诊断方法的流程图。

图2为本发明基于ncs监控系统的电厂升压站刀闸分闸故障诊断方法的流程图。

图3为本发明分闸故障诊断步骤示意图。

图4为本发明合闸故障诊断步骤示意图。

图5为本发明数据采集与故障诊断页面示意图。

图6为模拟刀闸合闸数据采集折线图。

图7为模拟刀闸分闸数据采集折线图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

在图1和图2中，ncs后台数据管理系统，用于对发电厂升压站中全部一次设备和二次设备进行状态监控、数据采集和记录、处理各种信息，并对升压站主要设备实现远方控制。ncs监控计算机的数据处理系统和通讯系统经安全防护(如纵向加密装置)，通过网络接口接入市电力调度数据库、省电力调度数据库，实现与地方调度、省级调度ems系统通讯互联。

ncs后台数据管理系统，将电动刀闸分、合闸信号动作时间按照刀闸名称自动归档，供相关技术人员真实、方便地分析、研究。

在图3、图4中，电厂升压站电动刀闸分、合闸故障特征量有多种方法，本发明通过提取分、合闸动作开始时刻与动作完成时刻这一重要特征量完成对电厂升压站电动刀闸的故障诊断。

在图3中，不同型号电动刀闸合闸有效时间常数th不同，为了得到准确有效时间常数th，本发明结合电动刀闸技术参数与ncs后台数据管理系统记录参数，综合设定合闸有效时间常数th。

针对电动刀闸合闸故障，提出两种基于数据对比法的故障诊断方法：1.电动刀闸合闸时间th与同一时刻，同一型号，不同名称刀闸合闸时间进行对比。2.电动刀闸合闸时间th与不同时刻，该类电动刀闸合闸时间进行对比。两种数据对比方法，综合判断电动刀闸合闸故障。

在图4中，不同型号电动刀闸分闸有效时间常数tf不同，为了得到准确有效时间常数tf，本发明结合电动刀闸技术参数与ncs后台数据管理系统记录参数，综合设定分闸有效时间常数tf。

针对电动刀闸分闸故障，提出两种基于数据对比法的故障诊断方法：1.电动刀闸分闸时间tf与同一时刻，同一型号，不同名称刀闸分闸时间进行对比。2.电动刀闸分闸时间tf与不同时刻，该类电动刀闸分闸时间进行对比。两种数据对比方法，综合判断电动刀闸分闸故障。

在图5中，根据刀闸名称不同，建立数据采集excel表格，在此excel表格中可显示该电动刀闸合闸开始时刻t1、合闸结束时刻t2、合闸时间th；分闸开始时刻t3、分闸结束时刻t4、分闸时间tf。通过在一个数据采集表格中，可以清晰明了对此刀闸分、合闸数据进行分析，对此刀闸、合闸故障进行判断。

依据相同标准建立整个发电厂升压站电动刀闸数据采集平台，该电动刀闸可以与不同刀闸的数据进行对比，两次或以上高于其他电动刀闸的分、合闸时间数据的最小值，如是，表示该电动刀闸存在发生故障的风险，发出检修的提示信息，以便于检修人员对电动刀闸进行检修，否则，表示该电动刀闸正常工作，无需发出检修提示信息。

在图6中，根据刀闸合闸数据建立数据采集折线图，其中红线为该电动刀闸合闸有效时间常数th。该数据采集折线图更加明了显示合闸数据，同时通过显示合闸时间th的历史数据可以对合闸时间趋势进行判断，根据该电动刀闸的趋势判断其是否存在发生故障的风险，一旦存在发生故障的风险即发出检修提示信息，以便于检修人员及时对电动刀闸进行检修，避免计划外停电。通过大量数据对可能出现故障进行预判，做到防患于未然。

在图7中，根据刀闸分闸数据建立数据采集折线图，其中红线为该电动刀闸分闸有效时间常数tf。该数据采集折线图更加明了显示分闸数据，同时通过显示分闸时间tf的历史数据可以对分闸时间趋势进行判断，根据该电动刀闸的趋势判断其是否存在发生故障的风险，一旦存在发生故障的风险即发出检修提示信息，以便于检修人员及时对电动刀闸进行检修，避免计划外停电。通过大量数据对可能出现故障进行预判，做到防患于未然。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。