一种基于大数据云计算的高压开关柜实时监测系统的制作方法

本实用新型涉及智能电网在线监测的技术领域，尤其涉及一种基于大数据云计算的高压开关柜实时监测系统。

背景技术：

高压开关柜是电力系统中重要的控制和保护设备，其正常工作对保障电力系统的可靠运行意义重大。目前主要依靠运维人员对开关柜进行巡检来发现故障设备并确定故障类型，但该方法无法对开关柜进行不间断监测，设备出故障时无法及时知晓，且由于高压开关柜的封闭性，其故障在发生初期难以被巡检员发现，此外，该方法在监测规模较大时需要较大的人力成本，不符合现代智能电网的发展方向。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种基于大数据云计算的高压开关柜实时监测系统，主要针对开断电流、行程-时间特性、分合闸线圈电流、振动信号、泄露电流、接点温度等状态参数对高压开关柜进行集中监测，并建立起故障诊断模型，实现对多个高压开关柜运行状态的实时监测及故障诊断，以提高故障诊断的效率和准确性，扩大监测规模。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于大数据云计算的高压开关柜实时监测系统，包括若干台高压开关柜、传感器组、主控单元、ZigBee协调器、远程服务器。所述传感器组包括互感器、位移传感器、霍尔电流传感器、加速度传感器、高精密电流传感器、温度传感器，各传感器安装于高压开关柜体内相应位置；所述主控单元包括终端控制器、显示器、ZigBee终端，所述终端控制器的数据采集端口与各传感器相连，其数据输出端口与显示器相连，通信端口与ZigBee终端相连；所述ZigBee协调器与ZigBee终端以无线方式连接；所述远程服务器包括信号预处理模块、数据存储模块、云计算处理模块、显示及报警模块，信号预处理模块的输入端与ZigBee协调器相连，信号预处理模块的输出端与数据存储器模块的输入端相连，数据存储器模块的输出端与云计算处理模块的输入端相连，云计算处理模块的输出端与显示及报警模块的输入端相连。

所述信号预处理模块对ZigBee协调器接收的数据进行降噪、滤波及归一化等操作，所述显示及报警模块根据云计算处理模块的运算结果对高压开关柜的运行状态进行实时显示或报警。

作为优选，所述高压开关柜体主要指内部装设配备弹簧操动机构的真空断路器的10kV高压开关柜。

作为优选，所述主控单元安装于高压开关柜外壁，所述终端控制器的核心部件为ADuC845单片机，ADuC845单片机包括两个多通道且皆可达到 24 位分辨率的A/D转换器、双D/A转换器以及一个8位可编程微控制器，工作电压为±20~±2.56mV。

本实用新型的有益效果在于：本监测系统实时监测多个高压开关柜的多路状态数据，当数据出现异常时在远程服务器上发出警报并显示故障类型及机器编号，提高了发现故障的及时性，扩大了监测规模；远程服务器上的云计算处理实现了监测数据的云端共享，既可调用其他空闲处理器完成大数据的并行运算，又为系统进一步集散化做好了准备，从而提高了故障诊断的效率和准确性；高压开关柜与远程服务器间采用ZigBee模块进行无线连接，可减少系统占地，无线缆分布，易于维护。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型ADuC845单片机的内部功能结构图。

具体实施方式

为使本实用新型的发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步的详细描述。

如图1所示，一种基于大数据云计算的高压开关柜实时监测系统，包括若干台高压开关柜、传感器组、主控单元、ZigBee协调器、远程服务器。所述传感器组包括互感器、位移传感器、霍尔电流传感器、加速度传感器、高精密电流传感器、温度传感器，各传感器安装于高压开关柜体内相应位置；所述主控单元包括终端控制器、显示器、ZigBee终端，所述终端控制器的数据采集端口与各传感器相连，其数据输出端口与显示器相连，通信端口与ZigBee终端相连；所述ZigBee协调器与ZigBee终端以无线方式连接；所述远程服务器包括信号预处理模块、数据存储模块、云计算处理模块、显示及报警模块，信号预处理模块的输入端与ZigBee协调器相连，信号预处理模块的输出端与数据存储器模块的输入端相连，数据存储器模块的输出端与云计算处理模块的输入端相连，云计算处理模块的输出端与显示及报警模块的输入端相连。

本实施例中，高压开关柜体指内部装设配备弹簧操动机构的真空断路器的10kV高压开关柜。主控单元安装于高压开关柜外壁，所述终端控制器的核心部件为ADuC845单片机。

如图2所示，ADuC845单片机包括两个多通道且皆可达到 24 位分辨率的A/D转换器、双D/A转换器以及一个8位可编程微控制器，工作电压为±20~±2.56mV。

本实用新型的工作过程如下：通过安装于高压开关柜体内相应位置的各传感器实时采集开关柜内的开断电流、行程-时间特性、分合闸线圈电流、振动信号、泄露电流、接点温度等状态参数，通过ADuC845单片机将传感器组的多路模拟信号转化为数字信号，并通过数据输出端口实时显示在高压开关柜外壁的显示器上，ADuC845单片机通过通信端口控制ZigBee终端，将机器编号与六路状态信号一起以数据包的形式实时发送至与远程服务器连接的ZigBee协调器，通过组网，ZigBee协调器可接收来自多个ZigBee终端的数据包，从而实现远程服务器对多高压开关柜、多路状态数据的实时采集与汇总。

进一步地，远程服务器中的信号预处理模块对ZigBee协调器接收的数据进行降噪、滤波及归一化等操作；所述显示及报警模块根据云计算处理模块的运算结果对高压开关柜的运行状态进行实时显示或报警，从而在出现故障时发出故障警报并显示故障类型，通知运维人员至现场相应开关柜处进行检修工作。

借由上述方案，本实用新型至少具有以下优点：本监测系统实时监测多个高压开关柜的多路状态数据，当数据出现异常时在远程服务器上发出警报并显示故障类型及机器编号，提高了发现故障的及时性，扩大了监测规模；远程服务器上的云计算处理实现了监测数据的云端共享，既可调用其他空闲处理器完成大数据的并行运算，又为系统进一步集散化做好了准备，从而提高了故障诊断的效率和准确性；高压开关柜与远程服务器间采用ZigBee模块进行无线连接，可减少系统占地，无线缆分布，易于维护。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并非对本实用新型作任何形式的限制，凡依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同替换、改进等，均仍属于本实用新型的保护范围内。