一種基于3g通信網(wǎng)絡(luò)的中低壓配電網(wǎng)智能化監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于3G通信網(wǎng)絡(luò)的中低壓配電網(wǎng)智能化監(jiān)控系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程監(jiān)控主站、監(jiān)控子站、通信系統(tǒng)；遠(yuǎn)程監(jiān)控主站處于整個(gè)系統(tǒng)的最高層，負(fù)責(zé)圖形化顯示、后臺(tái)處理、報(bào)表輸出、遠(yuǎn)程控制電力設(shè)備、完成上位機(jī)與底層監(jiān)控子站的交互；監(jiān)控子站是整個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行層，負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備各種狀態(tài)的上傳，接收上位機(jī)下達(dá)的各種指令，并指揮現(xiàn)場(chǎng)的智能終端完成要求的命令；通信系統(tǒng)用于遠(yuǎn)程監(jiān)控主站和監(jiān)控子站之間的數(shù)據(jù)的交互。本發(fā)明通過電力設(shè)備運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)記錄與分析，對(duì)電力設(shè)備工作狀態(tài)和壽命做出合理的判斷，以供日后調(diào)閱和檢查。本發(fā)明基于3G通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了遙測(cè)、遙信、遙控、遙視、設(shè)備健康狀態(tài)檢測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)和用電初步分析等功能。
【專利說明】
一種基于3G通信網(wǎng)絡(luò)的中低壓配電網(wǎng)智能化監(jiān)控系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)自動(dòng)化領(lǐng)域，具體是一種基于3G通信網(wǎng)絡(luò)的中低壓配電網(wǎng)智能化監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]通信系統(tǒng)的建設(shè)是實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。傳統(tǒng)的電力遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)所采用的電纜、電力線載波、波導(dǎo)管、光纜等存在很多弊端，既不經(jīng)濟(jì)也不方便。近年來，公用移動(dòng)通信技術(shù)及其通信網(wǎng)絡(luò)飛速發(fā)展，通信設(shè)備的價(jià)格及運(yùn)營(yíng)成本越來越低、信息綜合業(yè)務(wù)服務(wù)功能越來越強(qiáng)大。GPRS/3G等數(shù)字蜂窩網(wǎng)的通信質(zhì)量高，在其覆蓋面內(nèi)很少有盲點(diǎn)，同時(shí)它不需要通信網(wǎng)架的建設(shè)投資和維護(hù)費(fèi)用，而且對(duì)于使用者來說，GPRS/3G作為高速、永遠(yuǎn)在線、透明數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶摂M數(shù)據(jù)通道具有簡(jiǎn)單、易用等特點(diǎn)。因此，利用GPRS/3G技術(shù)實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化具有自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種基于3G通信網(wǎng)絡(luò)的中低壓配電網(wǎng)智能化監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)四遙(遙測(cè)、遙信、遙控、遙視)、設(shè)備健康狀態(tài)檢測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)和用電初步分析等功能。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0005]一種基于3G通信網(wǎng)絡(luò)的中低壓配電網(wǎng)智能化監(jiān)控系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程監(jiān)控主站、監(jiān)控子站、通信系統(tǒng)；所述遠(yuǎn)程監(jiān)控主站處于整個(gè)系統(tǒng)的最高層，負(fù)責(zé)圖形化顯示、后臺(tái)處理、報(bào)表輸出、遠(yuǎn)程控制電力設(shè)備、完成上位機(jī)與底層監(jiān)控子站的交互；所述監(jiān)控子站是整個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行層，負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備各種狀態(tài)的上傳，接收上位機(jī)下達(dá)的各種指令，并指揮現(xiàn)場(chǎng)的智能終端完成要求的命令；所述通信系統(tǒng)用于遠(yuǎn)程監(jiān)控主站和監(jiān)控子站之間的數(shù)據(jù)的交互。
[0006]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述智能終端包括中壓進(jìn)線柜主監(jiān)控裝置、中壓出線柜主監(jiān)控裝置、中壓柜內(nèi)溫濕度信號(hào)采集器、低壓進(jìn)線柜主監(jiān)控裝置、低壓電容柜主監(jiān)控裝置、低壓柜內(nèi)溫濕度信號(hào)采集器、低壓出線監(jiān)測(cè)儀、低壓補(bǔ)償電容器監(jiān)控裝置、通信控制器、圖像采集裝置和室內(nèi)溫濕度信號(hào)采集器。
[0007]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述智能終端還包括數(shù)字信號(hào)處理器DSP、模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7606和雙口 RAM，數(shù)字信號(hào)處理器DSP負(fù)責(zé)模擬信號(hào)數(shù)據(jù)采集和運(yùn)算，控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7606進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換所得數(shù)據(jù)進(jìn)行校正后計(jì)算三相電壓、三相電流、三相有功功率、三相無功功率和功率因數(shù)等；然后，將計(jì)算好的結(jié)果存入雙口 RAM的指定區(qū)域，以供智能終端的處理器ARM控制器讀取。
[0008]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述智能終端采用功能插件，再通過總線連結(jié)插件的結(jié)構(gòu)形式，所述智能終端的背面結(jié)構(gòu)由8個(gè)插件組成，從右往左依次為帶電檢測(cè)插件、2個(gè)DI/DO插件、通信插件、3個(gè)AC插件和電源模塊插件。
[0009]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述通信插件用于終端設(shè)備的通信，配有兩個(gè)RS-485接口，一個(gè)RS-422接口，一個(gè)光纖接口及一個(gè)網(wǎng)口。
[0010]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述智能終端之間的通信采用RS-485或RS-422或光纖串行通信，通信協(xié)議自定義或采用MODBUS協(xié)議或其它用戶要求的協(xié)議。
[0011]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述通信系統(tǒng)選用的是基于3G的無線通信方式。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0013](I)記錄儲(chǔ)能電機(jī)工作電流、電壓，啟動(dòng)次數(shù)、累計(jì)工作時(shí)間等參數(shù)，通過對(duì)儲(chǔ)能電機(jī)工作電流的數(shù)據(jù)采樣，獲取儲(chǔ)能電機(jī)啟動(dòng)和工作波形，通過獲取的數(shù)據(jù)評(píng)估儲(chǔ)能電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和壽命。
[0014](2)狀態(tài)完好的同種類型斷路器，分合閘線圈的電流波形是相似的，則時(shí)間特征參數(shù)應(yīng)在一定范圍內(nèi)變化。因此，可以對(duì)剛出廠的斷路器進(jìn)行特征參數(shù)測(cè)試，或者采集狀態(tài)完好時(shí)的斷路器的分合閘線圈電流波形，以構(gòu)建原始波形數(shù)據(jù)庫(kù)，作為標(biāo)準(zhǔn)波形或者日后波形比較的參考，將來通過對(duì)該斷路器動(dòng)作時(shí)的分合閘線圈電流波形與標(biāo)準(zhǔn)波形進(jìn)行比對(duì)，達(dá)到狀態(tài)分析和故障預(yù)測(cè)的目的。
[0015](3)記錄斷路器正常動(dòng)作次數(shù)和切除故障動(dòng)作次數(shù)、分合閘時(shí)間、斷路器投入后累計(jì)工作時(shí)間以及斷路器總的動(dòng)作次數(shù)，能夠供上位機(jī)實(shí)時(shí)查閱和日后檢查，為斷路器狀態(tài)評(píng)估做基礎(chǔ)。
[0016](4)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)母線三相電壓、電流，同時(shí)在母線結(jié)合點(diǎn)加裝測(cè)溫裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)控母線溫度，從而對(duì)整個(gè)供用電線路的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。
[0017](5)通過以上分析可知，可以通過電力設(shè)備運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)記錄與分析，對(duì)電力設(shè)備工作狀態(tài)做出合理的判斷。將經(jīng)過信號(hào)處理后獲得的參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行比較，從而確定電力設(shè)備的工作狀態(tài)、工作壽命、是否存在故障以及故障的類型和性質(zhì)等。同時(shí)可以根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)狀態(tài)可能發(fā)展的趨勢(shì)，進(jìn)行故障趨勢(shì)分析，為此應(yīng)制定合理的判別準(zhǔn)則和策略。
[0018](6)在智能設(shè)備安裝現(xiàn)場(chǎng)加裝監(jiān)控?cái)z像頭，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀況和環(huán)境狀況。通過攝像頭可以全方位實(shí)時(shí)地反映現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境信息，從而做出相應(yīng)對(duì)策。
[0019](7)在子站成套設(shè)備中加裝溫濕度傳感器，可實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的溫濕度數(shù)值。用戶可根據(jù)需要自行設(shè)置加熱/除濕/排風(fēng)輸出的上下限。當(dāng)環(huán)境濕度大于上限值或其溫度小于下限值時(shí)，啟動(dòng)加熱；濕度小于下限值或溫度大于上限值時(shí)，停止加熱；當(dāng)加熱器斷線或短路時(shí)，報(bào)警輸出。同時(shí)配備有風(fēng)機(jī)，在需要時(shí)開啟通風(fēng)系統(tǒng)，加強(qiáng)散熱和除濕的效果。該方式能夠在線監(jiān)測(cè)濕度傳感器及電加熱器的工作狀態(tài)，確保開關(guān)設(shè)備內(nèi)部環(huán)境的安全。
[0020](8)根據(jù)電力系統(tǒng)“五防”要求，在高壓開關(guān)柜中安裝高壓帶電顯示器，用以顯示高壓回路的帶電狀態(tài)，警告運(yùn)行及維修人員，勿誤入帶電間隔和帶電操作高壓設(shè)備。
[0021](9)在裝有SF6設(shè)備的監(jiān)控子站，平時(shí)因?yàn)橥L(fēng)不良可能會(huì)缺少新鮮空氣、缺氧或因設(shè)備SF6氣體泄漏而污染室內(nèi)環(huán)境，使進(jìn)入房間的操作人員，巡視、檢修人員的健康甚至生命受到嚴(yán)重威脅，給電力安全運(yùn)行帶來挑戰(zhàn)。智能終端能夠?qū)Νh(huán)境中SF6氣體泄漏情況和空氣中含氧量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并顯示出來，工作人員可以根據(jù)該信息判斷在進(jìn)入配電室前是否需要進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)。
【附圖說明】
[0022]圖1為一種基于3G通信網(wǎng)絡(luò)的中低壓配電網(wǎng)智能化監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖2是一種基于3G通信網(wǎng)絡(luò)的中低壓配電網(wǎng)智能化監(jiān)控系統(tǒng)的智能終端系統(tǒng)構(gòu)成示意圖；
[0024]圖3是一種基于3G通信網(wǎng)絡(luò)的中低壓配電網(wǎng)智能化監(jiān)控系統(tǒng)的智能終端功能插件組成示意圖；
[0025]圖4是一種基于3G通信網(wǎng)絡(luò)的中低壓配電網(wǎng)智能化監(jiān)控系統(tǒng)的智能終端硬件框圖；
[0026]圖5是一種基于3G通信網(wǎng)絡(luò)的中低壓配電網(wǎng)智能化監(jiān)控系統(tǒng)的DSP與相關(guān)器件連接關(guān)系；
[0027]圖6是一種基于3G通信網(wǎng)絡(luò)的中低壓配電網(wǎng)智能化監(jiān)控系統(tǒng)的ARM與相關(guān)器件連接關(guān)系；
[0028]圖7是一種基于3G通信網(wǎng)絡(luò)的中低壓配電網(wǎng)智能化監(jiān)控系統(tǒng)的通信系統(tǒng)組成示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0030]請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施例中，一種基于3G通信網(wǎng)絡(luò)的中低壓配電網(wǎng)智能化監(jiān)控系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程監(jiān)控主站、監(jiān)控子站、通信系統(tǒng)。
[0031]所述遠(yuǎn)程監(jiān)控主站處于整個(gè)系統(tǒng)的最高層，是整個(gè)系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，即監(jiān)控中心，負(fù)責(zé)圖形化顯示、后臺(tái)處理、報(bào)表輸出、遠(yuǎn)程控制電力設(shè)備、完成上位機(jī)與底層監(jiān)控子站的交互。遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)的功能包括配電系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控制和數(shù)據(jù)采集(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)的功能)、系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化、系統(tǒng)保護(hù)及自愈控制、設(shè)備工況監(jiān)視、設(shè)備運(yùn)行環(huán)境監(jiān)視、設(shè)備健康狀態(tài)評(píng)估和預(yù)測(cè)等?？蛻舳塑浖梢詫?shí)現(xiàn)的功能主要有:數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控功能、數(shù)據(jù)共享功能、用電報(bào)表及曲線繪制功能、事故追憶功能、運(yùn)行方式評(píng)估與優(yōu)化功能、設(shè)備管理與遠(yuǎn)程維護(hù)功能以及網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)功能。
[0032]所述監(jiān)控子站主要是指用戶配電站子站，監(jiān)控子站是整個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行層，負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備各種狀態(tài)的上傳，接收上位機(jī)下達(dá)的各種指令，并指揮現(xiàn)場(chǎng)的智能終端完成要求的命令。監(jiān)控子站的子站成套設(shè)備主要包括智能化中壓成套設(shè)備及其智能終端、智能化低壓成套設(shè)備及其智能終端、用于溫濕度監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)的裝置、用于環(huán)境監(jiān)視的圖像采集裝置以及遠(yuǎn)程通信接口設(shè)備。所述智能終端的功能包括子站成套設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集、運(yùn)行工況檢測(cè)與設(shè)備智能診斷、運(yùn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)、繼電保護(hù)和數(shù)據(jù)通信等。
[0033]所述通信系統(tǒng)本著“可靠性、先進(jìn)性與經(jīng)濟(jì)性相結(jié)合”的原則，可以根據(jù)使用場(chǎng)合、通信速率、實(shí)時(shí)性、可靠性和數(shù)據(jù)量的要求，能夠因地制宜綜合采用多種通信方式的組合。遠(yuǎn)程監(jiān)控主站和監(jiān)控子站之間可以基于現(xiàn)場(chǎng)已有通信網(wǎng)絡(luò)工作，考慮到配電終端存在著分散、數(shù)據(jù)量多、距離長(zhǎng)，架設(shè)有線通信不經(jīng)濟(jì)的問題，在沒有現(xiàn)成通信網(wǎng)絡(luò)的情況下，可基于公用3G無線通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明基于3G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。遠(yuǎn)程交換數(shù)據(jù)包括上行的檢測(cè)數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)和下行的控制命令。
[0034]請(qǐng)參閱圖2，所述智能終端主要包括中壓進(jìn)線柜主監(jiān)控裝置、中壓出線柜主監(jiān)控裝置、中壓柜內(nèi)溫濕度信號(hào)采集器、低壓進(jìn)線柜主監(jiān)控裝置、低壓電容柜主監(jiān)控裝置、低壓柜內(nèi)溫濕度信號(hào)采集器、低壓出線監(jiān)測(cè)儀、低壓補(bǔ)償電容器監(jiān)控裝置、通信控制器、圖像采集裝置和室內(nèi)溫濕度信號(hào)采集器等。智能終端之間的通信采用RS-485或RS-422或光纖串行通信，通信協(xié)議自定義或采用MODBUS協(xié)議或其它用戶要求的協(xié)議。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交換由通信控制器控制，通信控制器通過通信接口與智能終端相連，通信控制器的另一個(gè)通信接口與數(shù)據(jù)傳輸單元DTU相連，數(shù)據(jù)傳輸單元DTU則通過無線鏈路3G/GPRS與遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)通信。
[0035]請(qǐng)參閱圖3，所述智能終端采用功能插件，再通過總線連結(jié)插件的結(jié)構(gòu)形式。該結(jié)構(gòu)形式具有插拔省力、插件方便更換、鎖緊機(jī)構(gòu)牢固可靠的特點(diǎn)。一個(gè)機(jī)箱可放入一個(gè)CPU主板，該主板同時(shí)兼總線的作用，插件采用背部插入式。各信號(hào)均通過插件端子接入，經(jīng)插件信號(hào)處理后接入主板。各功能插件必須按照指定位置放置在主板相應(yīng)位置。所述智能終端的背面結(jié)構(gòu)由8個(gè)插件組成，從右往左依次為帶電檢測(cè)插件、2個(gè)DI/D0插件、通信插件、3個(gè)AC插件和電源模塊插件。其中，帶電檢測(cè)插件用于檢測(cè)低壓設(shè)備是否帶電以及母線接頭溫度是否越限；DI/D0插件用于開關(guān)量的輸入輸出，包括斷路器工作狀態(tài)、斷路器位置、接地開關(guān)位置、開關(guān)柜門位置以及遠(yuǎn)控閉鎖等開關(guān)量；通信插件用于終端設(shè)備的通信，配有兩個(gè)RS-485接口，一個(gè)RS-422接口，一個(gè)光纖接口及一個(gè)網(wǎng)口 ；AC插件用于模擬量測(cè)量，包括電壓電流、保護(hù)電壓電流的測(cè)量以及斷路器分合閘線圈電流測(cè)量、儲(chǔ)能電機(jī)工作電流測(cè)量；電源模塊插件為開關(guān)電源，用于為智能終端內(nèi)的設(shè)備提供工作電源。
[0036]請(qǐng)參閱圖4，所述智能終端主控電路由各種硬件組成。高壓帶電檢測(cè)及其閉鎖通過繼電器常開觸點(diǎn)“告知”智能終端高壓母線帶電情況。柜內(nèi)溫濕度傳感器、氣體傳感器、母線接頭測(cè)溫傳感器均通過通信接口與智能終端相連。低壓出線柜的各出線狀態(tài)檢測(cè)單元也通過通信接口與智能終端相連。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交換由通信控制器控制，通信控制器的另一個(gè)通信接口與數(shù)據(jù)傳輸單元DTU相連，數(shù)據(jù)傳輸單元DTU則通過無線鏈路(CDMA)與遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)通信。但是，智能終端也可以兼作通信控制器。在這種情況下，數(shù)據(jù)傳輸單元DTU與智能終端的另一通信接口相連，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交換。
[0037]請(qǐng)參閱圖5，所述智能終端還包括數(shù)字信號(hào)處理器DSP、模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7606和雙口RAM,數(shù)字信號(hào)處理器DSP負(fù)責(zé)模擬信號(hào)數(shù)據(jù)采集和運(yùn)算，控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7606進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換所得數(shù)據(jù)進(jìn)行校正后計(jì)算三相電壓、三相電流、三相有功功率、三相無功功率和功率因數(shù)等。然后，將計(jì)算好的結(jié)果存入雙口 RAM的指定區(qū)域，以供智能終端的處理器ARM控制器讀取。
[0038]請(qǐng)參閱圖6，所述智能終端的處理器ARM(型號(hào)為STM32F103)負(fù)責(zé)外圍電路的控制，包括人機(jī)接口的顯示和控制；遠(yuǎn)程通信的協(xié)調(diào)控制；讀取繼電保護(hù)整定初值、變比等判斷、計(jì)算所需數(shù)值并傳送給數(shù)字信號(hào)處理器DSP ;從雙口 RAM中讀取數(shù)字信號(hào)處理器DSP處理后的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)模擬量監(jiān)測(cè)，并自行采集開關(guān)量信號(hào)，根據(jù)預(yù)定的功能實(shí)現(xiàn)的監(jiān)控、電壓無功控制、繼電保護(hù)(備用)、故障錄波數(shù)據(jù)(備用)、斷路器狀態(tài)檢測(cè)和診斷、開關(guān)柜內(nèi)環(huán)境監(jiān)視和調(diào)節(jié)控制、母線接頭溫度監(jiān)視等功能。
[0039]所述智能終端通信接口的設(shè)計(jì)，考慮到智能終端的通用性，在終端中配置多種通信接口，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)需求選擇合適的通信接口。
[0040]所述的智能終端人機(jī)接口設(shè)計(jì)包括按鍵操作、IXD液晶顯示、LED燈光顯示以及聲源輸出等。
[0041]請(qǐng)參閱圖7，所述通信系統(tǒng)主要應(yīng)用于點(diǎn)多面廣的中低壓配電網(wǎng)，通信數(shù)據(jù)較多，通信系統(tǒng)構(gòu)建復(fù)雜，因此這里選用的是基于3G的無線通信方式。監(jiān)控子站中每個(gè)配電設(shè)備均裝配有智能終端，這些智能終端既需要與現(xiàn)場(chǎng)通信控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，同時(shí)相互之間也需要通信，傳統(tǒng)通信方式中，根據(jù)設(shè)備位置、通信的距離及通信速率等，可采用光纖、以太網(wǎng)或雙絞線等通信方式，本系統(tǒng)中應(yīng)用于配電站內(nèi)，通信距離有限，設(shè)備較多，采用的是屏蔽雙絞線RS485通信方式。也可根據(jù)配電網(wǎng)已有通信系統(tǒng)及通信距離等因素，考慮采用光纖、以太網(wǎng)等通信方式。由于低壓饋線終端數(shù)量多，設(shè)備集中，通信數(shù)據(jù)流量大，通信要求高，與通信控制器地理位置較近，選用屏蔽雙絞線RS485總線方式進(jìn)行通信。對(duì)每一個(gè)低壓饋線終端進(jìn)行唯一 ID編號(hào)，采用循環(huán)查詢通信方式，利用通信控制器不與上位機(jī)通信的時(shí)間，和饋線終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和控制命令的下發(fā)。圖像監(jiān)視系統(tǒng)的主要組件包括高性能網(wǎng)絡(luò)攝像頭及微型工控機(jī)，網(wǎng)絡(luò)攝像頭負(fù)責(zé)圖像采集，由于圖像信息數(shù)據(jù)較大，對(duì)傳輸速率要求較高，因此選用以太網(wǎng)與工控機(jī)相連。
[0042]本發(fā)明具有以下特點(diǎn):
[0043](I)記錄儲(chǔ)能電機(jī)工作電流、電壓，啟動(dòng)次數(shù)、累計(jì)工作時(shí)間等參數(shù)，通過對(duì)儲(chǔ)能電機(jī)工作電流的數(shù)據(jù)采樣，獲取儲(chǔ)能電機(jī)啟動(dòng)和工作波形，通過獲取的數(shù)據(jù)評(píng)估儲(chǔ)能電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和壽命。
[0044](2)狀態(tài)完好的同種類型斷路器，分合閘線圈的電流波形是相似的，則時(shí)間特征參數(shù)應(yīng)在一定范圍內(nèi)變化。因此，可以對(duì)剛出廠的斷路器進(jìn)行特征參數(shù)測(cè)試，或者采集狀態(tài)完好時(shí)的斷路器的分合閘線圈電流波形，以構(gòu)建原始波形數(shù)據(jù)庫(kù)，作為標(biāo)準(zhǔn)波形或者日后波形比較的參考，將來通過對(duì)該斷路器動(dòng)作時(shí)的分合閘線圈電流波形與標(biāo)準(zhǔn)波形進(jìn)行比對(duì)，達(dá)到狀態(tài)分析和故障預(yù)測(cè)的目的。
[0045](3)記錄斷路器正常動(dòng)作次數(shù)和切除故障動(dòng)作次數(shù)、分合閘時(shí)間、斷路器投入后累計(jì)工作時(shí)間以及斷路器總的動(dòng)作次數(shù)，能夠供上位機(jī)實(shí)時(shí)查閱和日后檢查，為斷路器狀態(tài)評(píng)估做基礎(chǔ)。
[0046](4)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)母線三相電壓、電流，同時(shí)在母線結(jié)合點(diǎn)加裝測(cè)溫裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)控母線溫度，從而對(duì)整個(gè)供用電線路的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。
[0047](5)通過以上分析可知，可以通過電力設(shè)備運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)記錄與分析，對(duì)電力設(shè)備工作狀態(tài)做出合理的判斷。將經(jīng)過信號(hào)處理后獲得的參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行比較，從而確定電力設(shè)備的工作狀態(tài)、工作壽命、是否存在故障以及故障的類型和性質(zhì)等。同時(shí)可以根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)狀態(tài)可能發(fā)展的趨勢(shì)，進(jìn)行故障趨勢(shì)分析，為此應(yīng)制定合理的判別準(zhǔn)則和策略。
[0048](6)在智能設(shè)備安裝現(xiàn)場(chǎng)加裝監(jiān)控?cái)z像頭，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀況和環(huán)境狀況。通過攝像頭可以全方位實(shí)時(shí)地反映現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境信息，從而做出相應(yīng)對(duì)策。
[0049](7)在子站成套設(shè)備中加裝溫濕度傳感器，可實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的溫濕度數(shù)值。用戶可根據(jù)需要自行設(shè)置加熱/除濕/排風(fēng)輸出的上下限。當(dāng)環(huán)境濕度大于上限值或其溫度小于下限值時(shí)，啟動(dòng)加熱；濕度小于下限值或溫度大于上限值時(shí)，停止加熱；當(dāng)加熱器斷線或短路時(shí)，報(bào)警輸出。同時(shí)配備有風(fēng)機(jī)，在需要時(shí)開啟通風(fēng)系統(tǒng)，加強(qiáng)散熱和除濕的效果。該方式能夠在線監(jiān)測(cè)濕度傳感器及電加熱器的工作狀態(tài)，確保開關(guān)設(shè)備內(nèi)部環(huán)境的安全。
[0050](8)根據(jù)電力系統(tǒng)“五防”要求，在高壓開關(guān)柜中安裝高壓帶電顯示器，用以顯示高壓回路的帶電狀態(tài)，警告運(yùn)行及維修人員，勿誤入帶電間隔和帶電操作高壓設(shè)備。
[0051](9)在裝有SF6設(shè)備的監(jiān)控子站，平時(shí)因?yàn)橥L(fēng)不良可能會(huì)缺少新鮮空氣、缺氧或因設(shè)備SF6氣體泄漏而污染室內(nèi)環(huán)境，使進(jìn)入房間的操作人員，巡視、檢修人員的健康甚至生命受到嚴(yán)重威脅，給電力安全運(yùn)行帶來挑戰(zhàn)。智能終端能夠?qū)Νh(huán)境中SF6氣體泄漏情況和空氣中含氧量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并顯示出來，工作人員可以根據(jù)該信息判斷在進(jìn)入配電室前是否需要進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)。
[0052]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
[0053]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于3G通信網(wǎng)絡(luò)的中低壓配電網(wǎng)智能化監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括遠(yuǎn)程監(jiān)控主站、監(jiān)控子站、通信系統(tǒng)；所述遠(yuǎn)程監(jiān)控主站處于整個(gè)系統(tǒng)的最高層，負(fù)責(zé)圖形化顯示、后臺(tái)處理、報(bào)表輸出、遠(yuǎn)程控制電力設(shè)備、完成上位機(jī)與底層監(jiān)控子站的交互；所述監(jiān)控子站是整個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行層，負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備各種狀態(tài)的上傳，接收上位機(jī)下達(dá)的各種指令，并指揮現(xiàn)場(chǎng)的智能終端完成要求的命令；所述通信系統(tǒng)用于遠(yuǎn)程監(jiān)控主站和監(jiān)控子站之間的數(shù)據(jù)的交互。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于3G通信網(wǎng)絡(luò)的中低壓配電網(wǎng)智能化監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述智能終端包括中壓進(jìn)線柜主監(jiān)控裝置、中壓出線柜主監(jiān)控裝置、中壓柜內(nèi)溫濕度信號(hào)采集器、低壓進(jìn)線柜主監(jiān)控裝置、低壓電容柜主監(jiān)控裝置、低壓柜內(nèi)溫濕度信號(hào)采集器、低壓出線監(jiān)測(cè)儀、低壓補(bǔ)償電容器監(jiān)控裝置、通信控制器、圖像采集裝置和室內(nèi)溫濕度信號(hào)米集器。3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一所述的基于3G通信網(wǎng)絡(luò)的中低壓配電網(wǎng)智能化監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述智能終端還包括數(shù)字信號(hào)處理器DSP、模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7606和雙口 RAM，數(shù)字信號(hào)處理器DSP負(fù)責(zé)模擬信號(hào)數(shù)據(jù)采集和運(yùn)算，控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7606進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換所得數(shù)據(jù)進(jìn)行校正后計(jì)算三相電壓、三相電流、三相有功功率、三相無功功率和功率因數(shù)等；然后，將計(jì)算好的結(jié)果存入雙口 RAM的指定區(qū)域，以供智能終端的處理器ARM控制器讀取。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于3G通信網(wǎng)絡(luò)的中低壓配電網(wǎng)智能化監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述智能終端采用功能插件，再通過總線連結(jié)插件的結(jié)構(gòu)形式，所述智能終端的背面結(jié)構(gòu)由8個(gè)插件組成，從右往左依次為帶電檢測(cè)插件、2個(gè)DI/DO插件、通信插件、3個(gè)AC插件和電源模塊插件。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于3G通信網(wǎng)絡(luò)的中低壓配電網(wǎng)智能化監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述通信插件用于終端設(shè)備的通信，配有兩個(gè)RS-485接口，一個(gè)RS-422接口，一個(gè)光纖接口及一個(gè)網(wǎng)口。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于3G通信網(wǎng)絡(luò)的中低壓配電網(wǎng)智能化監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述智能終端之間的通信采用RS-485或RS-422或光纖串行通信，通信協(xié)議自定義或采用MODBUS協(xié)議或其它用戶要求的協(xié)議。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于3G通信網(wǎng)絡(luò)的中低壓配電網(wǎng)智能化監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述通信系統(tǒng)選用的是基于3G的無線通信方式。
【文檔編號(hào)】H02J13/00GK105827016SQ201510010069
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年1月9日
【發(fā)明人】周雪松, 原亞飛, 于東波, 李小雙, 孫云鵬
【申請(qǐng)人】天津清能科技有限公司