本发明涉及开关柜，尤其涉及一种开关柜监测保护装置及其使用方法。
背景技术：
1、开关柜是电力系统中的一种重要电气设备，起到配电、电能转换、控制和保护电路的作用，开关柜分为很多种，其中根据电压等级分类可以分为低压开关柜和高压开关柜，在三相电力系统的低压开关柜连接当中，若干低压开关柜可以成排设置在同一电气室中并连接同一三相总母排，通过成排的若干开关柜对同一运营区域的不同分区的电力进行配电和控制保护，在设有成排开关柜的自动化电气室中，应当设有巡检机器人对电气室实时监控，通过巡检机器人监控获取现场的画面并记录开关柜上的数据信息等，在发生事故时能够及时发现问题点并给出报警。
2、在现有技术中，巡检机器人往往采用电动滑轨驱动巡检机器人在开关柜所对应的区域轨道内移动，实施监测保护，现有巡检机器人的巡回路径比较常规，往往采取定速往复巡回的方式进行，当一些开关柜的电流电压值或者温度呈上升趋势时，常规的巡检机器人难以根据这些开关柜产生的数据变化智能规划巡回路径以及到指定开关柜的巡回时间，不够智能，监测保护的效果不好。
技术实现思路
1、本发明的目的解决背景技术中的问题，而提出的一种开关柜监测保护装置及其使用方法。
2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种开关柜监测保护装置，包括若干开关柜本体、设置在开关柜本体内的保护模块、巡回监测机构和监测控制模块，若干所述开关柜本体上均集成设置有显示屏和信号灯，开关柜本体连接到低压总母线排上，总母线排为三相母排，任一开关柜本体内均设置有三个分别与三相电流相对应的电流互感器ct，保护模块包括设置在开关柜本体内的继电器、断路器、变压器和监测传感器，任一开关柜本体的柜门内侧壁设置有用于获取内部温度的热成像仪；
3、所述开关柜本体内的运行数据通过监测传感器显示至显示屏上并在信号灯上进行反馈，巡回监测机构用于获取现场的视频信息并记录显示屏以及信号灯上的信息，巡回监测机构包括电动滑轨、摄像机构，保护模块将数据上传至服务器中，监测控制模块通过网络连接到服务器并接收由保护模块上传的数据，监测控制模块包括电流监测控制单元和温度监测控制单元，通过电流监测控制单元和温度监测控制单元分别控制巡回监测机构实施第一调整巡回方案和第二调整巡回方案；
4、所述电流监测控制单元包括第一处理单元和第二处理单元。
5、在上述的一种开关柜监测保护装置中，所述电流监测控制单元用于获取零序电流ix和所有开关柜的检测电流ij，对检测电流ij进行均值计算得到平均检测电流ia，判断零序电流ix是否为0，根据零序电流ix是等于0或者不等于0分别控制第一处理单元实施第一处理方案以及控制第一处理单元实施第二处理方案，第一处理方案具体为：
6、对所有检测电流ij实施第一判断方法；
7、第一判断方法具体为：若检测电流ij在检测时段属于[ia-i1,ia+i1]，则判断检测电流ij正常；i1为常规电流变化值；若检测电流ij在检测时段内大于ia+i1，则将该开关柜的检测电流ij标记为轻度异常检测电流ij；
8、判断该轻度异常检测电流ij是否小于ia+i2；i2为短路电流变化值；若轻度异常检测电流ij不小于ia+i2则判断发生短路，实施跳闸操作并给出报警；若轻度异常检测电流ij小于ia+i2，则将该轻度异常检测电流ij标记为第一中度异常检测电流ij并判断接入高功率设备。
9、在上述的一种开关柜监测保护装置中，所述第二处理单元用于实施第二处理方案，第二处理方案具体为：
10、对检测电流ij通过第二判断方法判断轻度异常检测电流ij在下一检测时段内是否呈上升态势；
11、第二判断方法具体为：
12、判断轻度异常检测电流ij在下一检测时段内是大于ia+i3；i3为接地故障电流变化值；若轻度异常检测电流ij大于ia+i3，则判断该轻度异常检测电流ij对应的开关柜存在接地故障。
13、在上述的一种开关柜监测保护装置中，所述巡回监测机构设置有记录等待时间，用于记录电子开关柜主体上的显示屏以及信号灯的数据；在巡回监测机构的记录等待时间内，按照100ms为采集周期获取当前轻度异常检测电流ij，根据轻度异常检测电流ij与时间戳形成的第一二维坐标系绘制电流变化曲线，在电流变化曲线的拐点处进行分段得到电流分段变化曲线，获取每段曲线的斜率的绝对值，将斜率绝对值最大的分段曲线和斜率绝对值最小的分段曲线剔除，对该分段曲线上轻度异常检测电流ij的最大值和最小值进行中值计算得到分段曲线中值检测电流ij，根据中值检测电流ij与时间戳所形成的二维坐标绘制当下的标准电流曲线；其中，第一二维坐标系的横坐标为时间戳，纵坐标为轻度异常检测电流ij的值；
14、将下一检测时段所绘制的分段电流变化曲线与上一检测时段绘制的标准电流曲线所围成的面积进行计算得到电流变化监测值a。
15、在上述的一种开关柜监测保护装置中，对所述电流变化监测值a进行数据分析，若变化监测值a大于0，则判断该轻度异常检测电流ij呈上升态势，将该轻度异常检测电流ij标记为重度异常检测电流ij并判断对应的开关柜负载不均衡，通知检查；
16、若变化监测值a不大于0，则通过第三判断方法判断轻度异常检测电流ij在下一检测时段是否呈维持态势。
17、在上述的一种开关柜监测保护装置中，所述第三判断方法具体为：
18、获取当下检测时段所绘制的分段电流变化曲线的每段电流曲线的斜率，通过对斜率进行绝对值计算得到分段电流变化率b，对分段电流变化率b进行数据分析；
19、若任一分段电流变化率b均不大于0.2，则判定轻度异常检测电流ij在下一检测时段呈维持态势，将该轻度异常检测电流标记为第一中度异常电流ij；
20、若存在分段电流变化率b大于0.2，则判断该轻度异常检测电流ij呈波动态势并将其标记为第二中度异常检测电流ij；判断被标记为中度异常检测电流ij的开关柜内负载不均衡并产生电压波动。
21、在上述的一种开关柜监测保护装置中，所述第一调整巡回方案具体为：
22、对第一中度异常检测电流ij添加巡回参数l，对第二中度异常检测电流ij添加巡回参数m，对重度异常检测电流ij添加巡回参数n；其中，1<l<m<n；
23、根据检测电流ij生成相对应的路径监测值y（j），当检测电流ij正常时，y（j）等于0；当检测电流ij轻度异常时，y（j）等于1；当检测电流ij第一中度异常或第二中度异常时，y（j）分别设置为l和m；当检测电流ij重度异常时，y（j）等于n；
24、根据开关柜的编号j与路径监测值y（j）所形成的二维坐标绘制第二二维坐标系，将y（j）等于0的区域进行过滤，将连续的路径监测值y（j）划分为同一监测区域并统计同一监测区域内的路径监测值总数；将不连续的路径监测值y（j）划分为不同监测区域，对所有监测区域的面积进行统计并进行编号得到第一巡回区域监测值si，s为监测区域的面积，i为监测区域编号，i为正整数且i小于开关柜的总数量n；
25、若监测区域内的路径监测值总数大于1，则第一巡回区域监测值si通过同一监测区域的路径监测值y（j）相乘得到；若路径监测值总数等于1，则该监测区域的第一巡回区域监测值si等于该路径监测值y（j）；
26、根据第一巡回时间处理公式：；
27、计算得到下次巡回至该监测区域的第一重复巡回时间t1i；t为标准巡回周期。
28、在上述的一种开关柜监测保护装置中，所述第二检测方案具体为：
29、温度监测控制单元用于获取第一检测方案中监测区域内若干开关柜的检测温度tj，通过线性搜索算法获得同一监测区域内的若干检测温度tj中的最高温度并将其设为该监测区域的检测温度ti；
30、第二调整巡回方案具体为：
31、通过第二巡回时间处理公式：；
32、计算得到第二重复巡回时间t2i；k1为第一缩小系数。
33、在上述的一种开关柜监测保护装置中，对所述第一重复巡回时间t1i和计算得到第二重复巡回时间t2i进行公式处理，具体的，通过平均重复巡回时间处理公式：；
34、计算得到平均重复巡回时间ta，并控制巡回监测机构按照平均重复巡回时间ta对监测区域进行巡检；w1和w2分别为第一重复巡回时间t1i和第二重复巡回时间t2i的权重系数，w1<w2；
35、若不同监测区域的第一重复巡回时间ta产生冲突，则优先选择平均重复巡回时间的值最小的监测区域进行巡回。
36、此外，本发明还公开了一种开关柜监测保护装置的使用方法，具体步骤如下：
37、s1、安装检查：确保热成像仪的拍摄范围覆盖开关柜本体的主要发热部分；
38、s2、设置巡检方式：将巡回监测机构的初始移速调整至合适取值，确保在一定调节范围内能够清楚地获取巡回监测机构所拍摄的现场画面。
39、与现有的技术相比，本发明的优点在于：
40、1、通过电流监测控制单元控制巡回监测机构对开关柜进行监测移动，对开关柜上的信号及运行状态做出记录，便于工作人员实时获取现场的视频信息。
41、2、通过电流监测控制单元对开关柜上的数据进行计算得到每个开关柜内的检测电流ij，对检测电流ij进行数据分析，根据分析结果对检测电流ij施加不同程度的异常标记，根据不同的异常标记对开关柜进行区分，便于巡回监测机构的监测效果。
42、3、根据异常检测电流ij与正常检测电流ij形成相对应的开关柜上的路径监测值y（j）并根据其将开关柜进行区域划分形成不同监测区域，通过对检测电流ij添加巡回参数得到监测区域的第一巡回区域监测值si，通过第一巡回时间处理公式获取该监测区域的第一重复巡回时间t1i，优化了巡回监测机构的路径移动方式，提高了监测效果。
43、4、通过温度监测控制单元获取监测区域的检测温度ti，通过第二巡回时间处理公式得到该监测区域的第二重复巡回时间t2i，通过平均重复巡回时间处理公式计算得到平均重复巡回时间ta，通过对开关柜的电流以及温度双向监控并控制巡回监测机构依据平均重复巡回时间ta进行巡回，进一步提高了对开关柜的监测效果，保证了开关柜运行的安全性。
1.一种开关柜监测保护装置，包括若干开关柜本体（1）、设置在开关柜本体（1）内的保护模块、巡回监测机构（2）和监测控制模块（3），其特征在于：若干所述开关柜本体（1）上均集成设置有显示屏（101）和信号灯（102），开关柜本体（1）连接到低压总母线排上，总母线排为三相母排，任一开关柜本体（1）内均设置有三个分别与三相电流相对应的电流互感器ct，保护模块包括设置在开关柜本体（1）内的继电器、断路器、变压器和监测传感器，任一开关柜本体（1）的柜门内侧壁设置有用于获取内部温度的热成像仪；
2.根据权利要求1所述的一种开关柜监测保护装置，其特征在于：所述电流监测控制单元（301）用于获取零序电流ix和所有开关柜的检测电流ij，对检测电流ij进行均值计算得到平均检测电流ia，判断零序电流ix是否为0，根据零序电流ix是等于0或者不等于0分别控制第一处理单元（3011）实施第一处理方案以及控制第一处理单元（3011）实施第二处理方案，第一处理方案具体为：
3.根据权利要求2所述的一种开关柜监测保护装置，其特征在于：所述第二处理方案具体为：
4.根据权利要求3所述的一种开关柜监测保护装置，其特征在于：所述巡回监测机构（2）设置有记录等待时间，用于记录电子开关柜主体上的显示屏（101）以及信号灯（102）的数据；在巡回监测机构（2）的记录等待时间内，按照100ms为采集周期获取当前轻度异常检测电流ij，根据轻度异常检测电流ij与时间戳形成的第一二维坐标系绘制电流变化曲线，在电流变化曲线的拐点处进行分段得到电流分段变化曲线，获取每段曲线的斜率的绝对值，将斜率绝对值最大的分段曲线和斜率绝对值最小的分段曲线剔除，对该分段曲线上轻度异常检测电流ij的最大值和最小值进行中值计算得到分段曲线中值检测电流ij，根据中值检测电流ij与时间戳所形成的二维坐标绘制当下的标准电流曲线；其中，第一二维坐标系的横坐标为时间戳，纵坐标为轻度异常检测电流ij的值；
5.根据权利要求4所述的一种开关柜监测保护装置，其特征在于：对所述电流变化监测值a进行数据分析，若变化监测值a大于0，则判断该轻度异常检测电流ij呈上升态势，将该轻度异常检测电流ij标记为重度异常检测电流ij并判断对应的开关柜负载不均衡，通知检查；
6.根据权利要求5所述的一种开关柜监测保护装置，其特征在于：所述第三判断方法具体为：
7.根据权利要求6所述的一种开关柜监测保护装置，其特征在于：所述第一调整巡回方案具体为：
8.根据权利要求7所述的一种开关柜监测保护装置，其特征在于：所述温度监测控制单元（302）用于获取第一检测方案中监测区域内若干开关柜的检测温度tj，通过线性搜索算法获得同一监测区域内的若干检测温度tj中的最高温度并将其设为该监测区域的检测温度ti；
9.根据权利要求8所述的一种开关柜监测保护装置，其特征在于：对所述第一重复巡回时间t1i和计算得到第二重复巡回时间t2i进行公式处理，具体的，通过平均重复巡回时间处理公式；
10.一种开关柜监测保护装置，应用了如上述权利要求1所述的一种开关柜监测保护装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
