一种继电保护设备的芯片过热预警方法及装置与流程

本发明涉及芯片过热预警术领域，并且更具体地，涉及一种继电保护设备的芯片过热预警方法及装置。

背景技术：

1、继电保护设备是电网调度通信领域关键设备之一，是保障电网安全稳定运行的第一道防线，元器件过热可能会导致设备性能下降或者不稳定，严重时将会影响继电保护设备的正确动作，造成电网停电或人员伤亡等事故。

2、设备厂家主要凭借设计经验及后期整机高低温测试保证设备的热可靠性，测试通过后则认为其热可靠性是满足要求的。然而，投运后时有元器件过热导致设备故障的事件发生，影响电网可靠运行。随着国产芯片在保护设备中的全面应用，设备发热问题逐步显现。

3、目前，国网公司在运继电保护设备在cpu板、电源板上安装温度传感器来感知装置环境温度，缺乏对主控芯片、fpga芯片等高热损元器件温度及寿命状态的有效判断手段，且对于过热芯片缺乏有效的预警提示策略，运行人员无法第一时间得知芯片异常状态。高热损元器件长时间高温运行导致芯片性能异常，会造成保护设备异常甚至拒动或误动作，严重影响电网安全可靠运行。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种继电保护设备的芯片过热预警方法及装置。

2、根据本发明的一个方面，提供了一种继电保护设备的芯片过热预警方法，包括：

3、每间隔预设单位监测时间段通过温度传感器采集被监测芯片的环境温度；

4、基于芯片结温模型，根据环境温度计算被监测芯片的结温；

5、将结温与预先设定的多个结温阈值相比较，确定继电保护设备是否对被监测芯片进行预警提示，其中多个结温阈值包括第一结温阈值、第二结温阈值、第三结温阈值以及第四结温阈值，

6、第一结温阈值和第二结温阈值之间为正常工作温度区间；

7、第二结温阈值和第三结温阈值之间为寿命加速衰减温度区间；

8、第三结温阈值和第四结温阈值之间为允许短时运行温度区间：

9、第四结温阈值为允许的最高温度。

10、可选地，将结温以及预先设定的多个结温阈值相比较，确定继电保护设备是否对被监测芯片进行预警提示，包括：

11、在结温高于第四结温阈值的情况下，继电保护设备对被监测芯片发出告警信号。

12、可选地，将结温以及预先设定的多个结温阈值相比较，确定继电保护设备是否对被监测芯片进行预警提示，包括：

13、在结温处于第三结温阈值和第四结温阈值区间的情况下，计算被监测芯片的运行时间，在运行时间超过预先设置的允许该温度区间下运行的时间最大值的情况下，继电保护设备对被监测芯片发出告警信号。

14、可选地，将结温以及预先设定的多个结温阈值相比较，确定继电保护设备是否对被监测芯片进行预警提示，包括：

15、在结温处于第二结温阈值和第三结温阈值区间的情况下，设置被监测芯片的监测时间段，计算监测时间段内被监测芯片的平均结温；

16、根据阿伦尼乌斯模型计算被监测芯片在第二结温阈值时的第一特征寿命以及在平均结温时的特第二特征寿命；

17、根据第一特征寿命以及第二特征寿命，确定被监测芯片在监测时间段内的寿命衰减加速比；

18、设定被监测芯片在寿命加速衰减温度区间的保护预警时间，并在保护预警时间内，间隔预设单位监测时间段对被监测芯片进行结温计算以及寿命衰减加速比计算，确定被监测芯片在保护预警时间内的平均寿命衰减加速比；

19、根据平均寿命衰减加速比，确定继电保护设备是否对被监测芯片进行预警提示。

20、可选地，根据平均寿命衰减加速比，确定继电保护设备是否对被监测芯片进行预警提示，包括：

21、在平均寿命衰减加速比大于预设阈值的情况下，继电保护设备不对被监测芯片进行预警提示；

22、在平均寿命衰减加速比小于等于预设阈值的情况下，继电保护设备对被监测芯片发出告警信号。

23、根据本发明的另一个方面，提供了一种继电保护设备的芯片过热预警装置，包括：

24、采集模块，用于每间隔预设单位监测时间段通过温度传感器采集被监测芯片的环境温度；

25、计算模块，用于基于芯片结温模型，根据环境温度计算被监测芯片的结温；

26、确定模块，用于将结温与预先设定的多个结温阈值相比较，确定继电保护设备是否对被监测芯片进行预警提示，其中多个结温阈值包括第一结温阈值、第二结温阈值、第三结温阈值以及第四结温阈值，

27、第一结温阈值和第二结温阈值之间为正常工作温度区间；

28、第二结温阈值和第三结温阈值之间为寿命加速衰减温度区间；

29、第三结温阈值和第四结温阈值之间为允许短时运行温度区间：

30、第四结温阈值为允许的最高温度。

31、根据本发明的又一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行本发明上述任一方面所述的方法。

32、根据本发明的又一个方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现本发明上述任一方面所述的方法。

33、从而，本申请提供的一种继电保护设备的芯片过热预警方法，通过设置不同的温度阈值并配合相应的告警策略，能够可靠识别芯片的实际运行状态。在芯片异常高温时，通过点亮装置异常灯并发送告警信息至站端监控后台，提示运行人员第一时间查看保护异常状态，及时采取解决措施，避免由于芯片过热导致装置故障，影响电网安全可靠运行的事件发生。本发明可改变目前继电保护设备芯片过热无有效监管手段现状，有效提升继电保护设备可靠性。

技术特征：

1.一种继电保护设备的芯片过热预警方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述结温以及预先设定的多个结温阈值相比较，确定继电保护设备是否对所述被监测芯片进行预警提示，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述结温以及预先设定的多个结温阈值相比较，确定继电保护设备是否对所述被监测芯片进行预警提示，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述结温以及预先设定的多个结温阈值相比较，确定继电保护设备是否对所述被监测芯片进行预警提示，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述平均寿命衰减加速比，确定所述继电保护设备是否对所述被监测芯片进行预警提示，包括：

6.一种继电保护设备的芯片过热预警装置，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，确定模块，包括：

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，确定模块，包括：

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述权利要求1-5任一所述的方法。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

技术总结
本发明公开了一种继电保护设备的芯片过热预警方法及装置。其中，方法包括：每间隔预设单位监测时间段通过温度传感器采集被监测芯片的环境温度；基于芯片结温模型，根据环境温度计算被监测芯片的结温；将结温与预先设定的多个结温阈值相比较，确定继电保护设备是否对被监测芯片进行预警提示，其中多个结温阈值包括第一结温阈值、第二结温阈值、第三结温阈值以及第四结温阈值，第一结温阈值和第二结温阈值之间为正常工作温度区间；第二结温阈值和第三结温阈值之间为寿命加速衰减温度区间；第三结温阈值和第四结温阈值之间为允许短时运行温度区间：第四结温阈值为允许的最高温度。

技术研发人员：金龙,周泽昕,詹荣荣,杨国生,孟江雯,刘龙浩,张坤俊
受保护的技术使用者：中国电力科学研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12