本发明涉及电力监测，尤其涉及一种高低压开关柜安全保护装置。
背景技术：
1、在全球化能源转型和工业4.0的推动下，电力系统正经历着前所未有的变革。随着可再生能源的大规模集成、智能电网技术的发展以及高效环保的电力供应需求的增加，传统的电力设备监测和管理方法已经不能满足现代电网的复杂性和动态性。此外，随着物联网(iot)、大数据分析、云计算和人工智能等技术的应用，电力行业正逐步实现数字化和智能化，这为电力设备的远程监测和管理提供了强大的技术支持和广阔的发展空间。因此，需要开发一种集成了实时数据采集、智能分析、故障预警和自动响应的远程监测系统，以提高电力设备的运维效率，降低故障率，确保电网的稳定性和供电的连续性。
2、中国专利公开号为cn105006887a的专利公开了一种实现智能化配电远程监控的系统和方法，该系统包括电力设备控制单元：包括可显示当前设备状态的指示灯或显示屏，对配电系统进行数据采集的信号采集模块，对配电系统发送控制数据的控制模块，按照配置规则处理输入信息的逻辑处理模块，存储电力设备配置信息的存储模块，以及通过有线或无线网络与云端服务器交互的传输模块；监控客户端：包括根据设备用途配置电力设备控制单元的设置模块，实现监控目标电力设备的监控模块，存储电力设备配置信息的存储模块，以及实现监控客户端与云端服务器交互的传输模块；云端服务器：包括对电力设备配置信息进行管理的设备管理模块，按云用户账户进行管理的用户账户管理模块，对设备使用情况进行分析提供决策的智能算法模块，以及提供网络传输及加解密功能的传输模块。该系统数据采集频率不够高，系统无法捕捉到快速变化的电力参数，导致无法及时发现问题，同时实时监测和自动化响应机制的不足，导致无法及时采取正确的措施。
技术实现思路
1、为此，本发明提供一种高低压开关柜安全保护装置，用以克服现有技术中因实时监测和自动化响应机制单一导致故障检测和处理延迟引起的电力供应中断和设备损坏的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供一种高低压开关柜安全保护装置，包括：
3、数据接收模块，用以接收设置在各高低压开关柜处的若干传感器采集的实时电流、实时电压以及实时温度；
4、一级警报模块，其与所述数据接收模块连接，用以在实时温度大于预设的标准温度时发出一级警报；
5、计算模块，其分别与所述数据接收模块和一级警报模块连接，用以在所述警报模块发出一级警报时，根据预设的历史查询时间段内的若干实时温度计算温度变化速度，并在温度变化速度大于预设的标准变化速度时，根据历史查询时间段内的若干实时电流和若干实时电压计算电力波动系数；
6、二级警报模块，其与计算模块连接，用以在电力波动系数小于预设的异常波动值时，对比温度变化速度与预设的标准变化速度，以判定内部故障类型，并根据内部故障类型发出二级警报，记录一级警报到二级警报之间的警报反应时间；
7、验证模块，其分别与所述二级警报模块和数据接收模块连接，用以在判定内部故障类型为冷却系统故障时，向所述若干传感器发送预设的冷却故障信号，并记录二级警报模块从所述若干传感器接收到冷却故障信号时到发出二级警报时的模拟反应时间，在模拟反应时间大于警报反应时间时，输出实时电流、实时电压以及实时温度；
8、所述验证模块在模拟反应时间小于或等于警报反应时间时，根据模拟反应时间和警报反应时间调整历史查询时间段；
9、所述冷却故障信号包括电流信号、电压信号以及温度信号。
10、进一步地，所述一级警报模块对比实时温度和预设的标准温度，
11、若实时温度大于预设的标准温度，所述一级警报模块则发出一级警报。
12、进一步地，所述计算模块，预设有历史查询时间段，在所述警报模块发出一级警报时，使用所述数据接收模块在历史查询时间段内接收到的若干实时温度，计算温度变化速度，其中，v＝(t’-t)/t，v为温度变化速度，t’为历史查询时间段结束时的实时温度，t为历史查询时间段开始时的实时温度，t为历史查询时间段。
13、进一步地，所述计算模块，预设有标准变化速度，对比温度变化速度和标准变化速度，
14、若温度变化速度大于标准变化速度，所述计算模块则分别计算历史查询时间段内的实时电流和实时电压的平均值，并根据实时电流和实时电压以及其对应的平均值分别计算电力波动系数，其中，其中α为电力波动系数，i i为第i个时间点的实时电流，vi为第i个时间点的实时电压，i’为历史查询时间段内的实时电流的平均值，v’为历史查询时间段内的实时电压的平均值。
15、进一步地，所述计算模块对比温度变化速度和标准变化速度；
16、若温度变化速度小于或等于标准变化速度，所述计算模块则控制所述以及警报模块发出定期维护提示。
17、进一步地，所述二级警报模块，预设有异常波动值，对比所述计算模块计算出的电力波动系数和异常波动值；
18、若电力波动系数大于或等于异常波动值，所述二级警报模块则判定存在外部故障，并发出外部排查警报。
19、进一步地，所述二级警报模块，预设有标准变化速度，在电力波动系数小于异常波动值时，对比温度变化速度与标准变化速度；
20、若温度变化速度小于标准变化速度，所述二级警报模块则判定内部故障类型为电子元件性能下降故障。
21、进一步地，所述二级警报模块对比温度变化速度与标准变化速度；
22、若温度变化速度大于或等于标准变化速度，所述二级警报模块则判定内部故障类型为冷却系统故障，向所述若干传感器发送预设的冷却故障信号，并记录二级警报模块从所述若干传感器接收到冷却故障信号时到发出二级警报时的模拟反应时间。
23、进一步地，所述二级警报模块向所述若干传感器发送预设的冷却故障信号，在所述二级警报模块发出二级警报时，对比模拟反应时间和警报反应时间；
24、若模拟反应时间大于警报反应时间，所述二级警报模块则输出各高低压开关柜处的若干传感器采集的实时电流、实时电压以及实时温度。
25、进一步地，所述二级警报模块对比模拟反应时间和警报反应时间；
26、若模拟反应时间小于或等于警报反应时间，所述二级警报模块则根据模拟反应时间和警报反应时间调整历史查询时间段，其中，t’＝t×[1-(tj+tm)/tj]，t’为调整后的历史查询时间段，tj为警报反应时间，tm为模拟反应时间。
27、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过实时监测和分析高低压开关柜的关键参数，能够及时发现并响应潜在的设备故障，从而提高电力系统的可靠性和安全性。通过设置一级和二级警报，系统能够对不同级别的故障进行区分，并采取相应的措施。此外，通过验证模块的模拟反应时间与实际警报反应时间的比较，系统能够不断自我优化，提高故障诊断的准确性和响应速度。最终，该系统有助于减少设备故障导致的停电时间，降低维护成本，并能够提升电力供应的整体效率。
28、进一步地，首先，通过实时的温度监控机制，能够快速响应设备过热的潜在风险，从而防止设备损坏或故障。其次，通过及时的警报，能够减少设备因过热而导致的停机时间，保障电力供应的连续性和可靠性。此外，一级警报还能够作为故障诊断的初步步骤，为后续的故障分析和处理提供重要的信息。
29、进一步地，首先，通过量化温度变化速度，为系统提供了一个评估设备热状态变化的动态指标，这有助于更准确地识别潜在的故障或异常情况。其次，温度变化速度的计算结果能够辅助运维人员或自动控制系统做出更快速和更有针对性的响应，比如调整冷却系统或采取其他预防措施。最后，通过历史数据的分析，能够对设备的操作和维护策略进行优化，延长设备的使用寿命，降低长期运营成本。
30、进一步地，通过引入电力波动系数，能够有效地评估高低压开关柜在特定时间段内的运行稳定性。如果温度变化速度异常，这可能表明设备存在某些问题，而电力波动系数的计算则提供了进一步的分析，帮助确定问题的严重性和可能的原因。这种方法能够揭示设备是否因为某些故障而影响了电力供应的质量和稳定性。通过监测电力波动系数，运维人员能够更准确地判断是否需要采取紧急措施，如调整设备运行参数或进行维修，从而避免可能的大规模停电或设备损坏，确保电力供应的连续性和可靠性。
31、进一步地，定期维护提示有助于提前发现和解决潜在问题，从而避免因设备故障导致的意外停机或性能下降。这种方法能够减少紧急维修的需求，降低运维成本，并提高设备的可靠性和使用寿命。同时，定期维护还有助于优化资源分配，确保维护工作在设备运行负荷较低的时段进行，减少对电力供应的影响。
32、进一步地，首先，通过预设的异常波动值，为外部故障的判断提供了明确的标准，使得故障诊断更为迅速和准确。其次，及时发出的外部排查警报有助于运维人员快速响应，及时检查和处理可能的外部问题，减少故障对电力系统稳定性的影响。此外，这种基于数据的判断机制减少了人为误判的可能性，提高了故障处理的效率。最后，通过外部排查警报，能够确保电力系统在面对外部干扰时能够迅速恢复稳定，保障电力供应的连续性和可靠性。
33、进一步地，通过二级警报模块的工作机制，能够有效地识别和区分不同类型的故障。当温度变化速度低于标准变化速度时，通常意味着高低压开关柜的物理部件可能正在经历性能退化，而不是由于外部因素导致的故障。这种判定有助于运维人员快速定位问题，针对性地检查和更换性能下降的电子元件。能够减少不必要的全面检查，节省时间和资源，同时提高故障处理的效率和准确性。此外，及时发现并更换性能下降的电子元件有助于防止小问题演变成更大的故障，从而提高整个电力系统的可靠性和稳定性。
34、进一步地，首先，通过设定标准变化速度并将其与实际测量值进行比较，能够快速识别冷却系统的潜在问题，从而提前采取措施防止故障发生。其次，发送预设的冷却故障信号并记录模拟反应时间，能够帮助系统评估和验证故障响应流程的有效性。如果模拟反应时间在可接受的范围内，说明系统的响应是及时的；如果模拟反应时间过长，则需要对故障响应流程进行优化。
35、进一步地，通过比较模拟反应时间和警报反应时间，能够确保故障响应系统的及时性和有效性。如果模拟反应时间较长，输出实时数据能够帮助运维人员快速了解当前高低压开关柜的运行状态，从而做出更加准确的判断和决策。这有助于快速定位问题，采取必要的措施，如调整冷却系统或进行紧急维修，以防止故障进一步扩大。
36、进一步地，通过动态调整机制，二级警报模块能够提高故障检测和响应的效率。调整后的历史查询时间段更加贴合实际需要，有助于减少误报和漏报，确保系统只在必要时才发出警报。此外，优化后的时间设置能够使得系统更加灵敏地捕捉到设备状态的微小变化，从而提前预警潜在的故障，为运维人员提供更多的时间来准备和响应。
1.一种高低压开关柜安全保护装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的高低压开关柜安全保护装置，其特征在于，所述一级警报模块对比实时温度和预设的标准温度，
3.根据权利要求2所述的高低压开关柜安全保护装置，其特征在于，所述计算模块，预设有历史查询时间段，在所述警报模块发出一级警报时，使用所述数据接收模块在历史查询时间段内接收到的若干实时温度，计算温度变化速度，其中，v＝(t’-t)/t，v为温度变化速度，t’为历史查询时间段结束时的实时温度，t为历史查询时间段开始时的实时温度，t为历史查询时间段。
4.根据权利要求3所述的高低压开关柜安全保护装置，其特征在于，所述计算模块，预设有标准变化速度，对比温度变化速度和标准变化速度，
5.根据权利要求4所述的高低压开关柜安全保护装置，其特征在于，所述计算模块对比温度变化速度和标准变化速度；
6.根据权利要求5所述的高低压开关柜安全保护装置，其特征在于，所述二级警报模块，预设有异常波动值，对比所述计算模块计算出的电力波动系数和异常波动值；
7.根据权利要求6所述的高低压开关柜安全保护装置，其特征在于，所述二级警报模块，预设有标准变化速度，在电力波动系数小于异常波动值时，对比温度变化速度与标准变化速度；
8.根据权利要求7所述的高低压开关柜安全保护装置，其特征在于，所述二级警报模块对比温度变化速度与标准变化速度；
9.根据权利要求8所述的高低压开关柜安全保护装置，其特征在于，所述二级警报模块向所述若干传感器发送预设的冷却故障信号，在所述二级警报模块发出二级警报时，对比模拟反应时间和警报反应时间；
10.根据权利要求9所述的高低压开关柜安全保护装置，其特征在于，所述二级警报模块对比模拟反应时间和警报反应时间；
