应用于台区的智能配电监测系统的制作方法

1.本发明属于配电监测技术领域，具体是应用于台区的智能配电监测系统。


背景技术：

2.配电监控系统是针对供配电系统中的变配电环节，利用现代计算机控制技术、通信技术和网络技术等，采用抗干扰能力强的通讯设备及智能电力仪表，经电力监控管理软件组态，实现的系统的监控和管理。
3.现有的配电监测系统大多是采用单一的方式进行智能监测，没有对智能监测进行多方面考虑，从多方面判定配电过程中可能发生的电起火或者其他形式的损失。
4.为此，本发明提出应用于台区的智能配电监测系统。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
6.为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出应用于台区的智能配电监测系统，包括现场测控层、网络通讯层以及系统管理层；
7.所述现场测控层包括配电监测模块以及命令执行模块，所述配电监测模块用于采集获取电力运行参数数据以及环境参数数据，所述命令执行模块用于执行系统管理层的命令信号；电力运行参数数据以及环境参数数据包括母线排电缆电流、母线排电缆温度值、环境温度值以及烟雾气体浓度值；
8.所述网络通讯层用于实现现场测控层与系统管理层的数据交换；
9.所述系统管理层包括监控主机，所述监控主机分为用于处理电力运行参数数据以及环境参数数据的数据处理器以及用于接收数据处理器信号的执行控制器；
10.数据处理器设定趋势周期f1，并获取以当前时间为节点的前m个趋势周期内的母线排电缆温度值平均值、环境温度值平均值，计算出预警系数；
11.数据处理器设定预警系数阈值，当计算出的预警系数存在任一大于预警系数阈值时，数据处理器发送预警信号至执行控制器，执行控制器通过网络通讯层发送配电室预警信号至命令执行模块。
12.进一步地，配电监测模块包括安装在母线排上的电流监测装置、温度测量装置、安装在配电室内部的温度测量装置以及烟雾气体监测装置。
13.进一步地，电流监测装置、温度测量装置以及烟雾气体监测装置由单独的线路进行供电；且电流监测装置、温度测量装置以及烟雾气体监测装置与通信监控主机电性连接，所述通信监控主机将电流监测装置、温度测量装置以及烟雾气体监测装置的监测数据发送至网络通讯层。
14.进一步地，所述监控主机内部安装有多个配电监测软件，所述监控主机结合多个配电监测软件进而控制配电监测模块对电力运行参数数据以及环境参数数据进行获取。
15.进一步地，数据处理器对电力运行参数数据以及环境参数数据的处理过程包括：
16.数据处理器将母线排电缆电流标记为iit，其中i为母线排电缆的编号，i为正整数，且i＝1,2
……
n；t为发送数据的时间标记；
17.数据处理器设定监测周期f，并分别获取监测周期f内的母线排电缆电流平均值数据处理器根据不同的母线排电缆设定不同的电流阈值ii0；
18.当存在任一母线排电缆电流平均值大于电流阈值ii0时，数据处理器发送预警信号至执行控制器。
19.进一步地，数据处理器对电力运行参数数据以及环境参数数据的处理过程还包括：
20.数据处理器将母线排电缆温度值标记为tit；环境温度值标记为kt；烟雾气体浓度值标记为nt；
21.数据处理器设定趋势周期f1，数据处理模块分别获取以当前时间为节点的前m个趋势周期内的母线排电缆温度值平均值、环境温度值平均值并分别标记为：
22.ti1、ti2、
……
tim；
23.k1、k2、
……
、km；
24.数据处理器利用计算公式计算出预警系数yji，其中的预警系数yji的计算公式为：
[0025][0026]
其中的α、β分别表示母线排电缆温度值影响系数以及环境温度值影响系数，且α、β均大于0小于1；
[0027]
数据处理器设定预警系数阈值，当计算出的预警系数yji均小于等于预警系数阈值时，数据处理器不做处理；
[0028]
当计算出的预警系数yji存在任一大于预警系数阈值时，数据处理器发送预警信号至执行控制器。
[0029]
进一步地，当数据处理器接收到烟雾气体浓度值不为零后，数据处理器直接发送报警信号至执行控制器，当执行控制器接收到报警信号后，执行控制器通过网络通讯层发送配电室报警信号至命令执行模块。
[0030]
进一步地，系统管理层的命令信号包括配电室预警信号以及配电室报警信号。
[0031]
进一步地，所述命令执行模块包括预警铃以及合闸机构。
[0032]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0033]
本发明设置有现场测控层、网络通讯层以及系统管理层；现场测控层用于采集获取电力运行参数数据以及环境参数数据，采集的数据包括运行参数以及环境参数数据，从运行以及环境两方面出发，结合运行过程中的问题以及配电室的环境变化进行智能配电监测；
[0034]
本发明从母线排电缆电流以及母线排电缆温度两个方面出发，且现场测控层监测到周期内电流超标时，直接进行报警警报，可有效避免电缆长时间的处于高电流状态下运行工作导致电起火现象的产生；
[0035]
且在电流没有超标的前提下，从电缆温度以及环境温度的角度出发，计算预警系
数判定电起火的可能性，当判断预警系数存在任一大于预警系数阈值时，立即进行报警，避免火灾的发生，可有效的减小损失。
[0036]
且本发明设置有烟雾气体监测装置，当有明火产生烟雾气体时，也是直接进行报警，有效的防止火灾变大或者火灾的蔓延，也是减小损失的一种有效的措施。
附图说明
[0037]
图1为本发明的原理图。
具体实施方式
[0038]
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0039]
如图1所示，应用于台区的智能配电监测系统，包括现场测控层、网络通讯层以及系统管理层；
[0040]
所述现场测控层包括配电监测模块以及命令执行模块，所述配电监测模块用于采集获取电力运行参数数据以及环境参数数据，所述命令执行模块用于执行系统管理层的命令信号；
[0041]
其中，电力运行参数数据以及环境参数数据包括母线排电缆电流、母线排电缆温度值、环境温度值以及烟雾气体浓度值；
[0042]
需要进行说明的是，所述配电监测模块具体包括安装在母线排上的电流监测装置、温度测量装置、安装在配电室内部的温度测量装置以及烟雾气体监测装置；
[0043]
其中，电流监测装置、温度测量装置以及烟雾气体监测装置由单独的线路进行供电；且多个电流监测装置、温度测量装置以及烟雾气体监测装置与通信监控主机电性连接，所述通信监控主机将电流监测装置、温度测量装置以及烟雾气体监测装置的监测数据发送至网络通讯层；
[0044]
所述网络通讯层用于实现现场测控层与系统管理层的数据交换，所述网络通讯层包括通讯管理机、以太网网关、多串口服务器、以太网交换机、光纤收发器、光交换机以及路由用的光缆、通讯电缆等通讯设备和通讯线路，根据每个项目的实际情况，设计相应的网络结构，配置相应的通讯设备。
[0045]
作为本发明的一个实施例，对于单个变配电室的系统，采用现场总线和以太网的网络组织形式。
[0046]
作为本发明的另一个实施例，对于多个变配电室的系统，采用光纤通讯网络与现场总线，以太网相结合的网络组织形式，其中站站之间采用光纤星型网络或光纤冗余环型网络，站内采用现场总线和以太网的网络。
[0047]
所述系统管理层包括监控主机，所述监控主机内部安装有多个配电监测软件，所述监控主机采用高性能的计算机，用于结合多个配电监测软件进而控制配电监测模块对电力运行参数数据以及环境参数数据进行获取，实现智能配电监测；
[0048]
需要进行说明的是，所述监控主机留有以太网接口，所述监控主机通过以太网接
口可以实现配电监控系统与dcs系统、楼宇监控系统、消防系统、能源管理系统和供电局调度系统等通讯，实现数据上传。
[0049]
其中，所述监控主机分为用于处理电力运行参数数据以及环境参数数据的数据处理器以及用于接收数据处理器信号的执行控制器；
[0050]
具体的，所述数据处理器对电力运行参数数据以及环境参数数据的处理过程包括以下步骤：
[0051]
步骤一：数据处理器分别对接收到的电力运行参数数据以及环境参数数据进行标记，分别对应标记为：母线排电缆电流iit，因为在一个配电室中存在多条母线排电缆，故i为母线排电缆的编号，i为正整数，且i＝1,2
……
n；母线排电缆温度值tit；环境温度值kt；烟雾气体浓度值nt；
[0052]
需要进行说明的是，其中的t为发送数据的时间标记；
[0053]
步骤二：数据处理器设定监测周期f，并分别获取监测周期f内的母线排电缆电流平均值数据处理器根据不同的母线排电缆设定不同的电流阈值ii0；
[0054]
步骤三：当存在任一母线排电缆电流平均值大于电流阈值ii0时，执行步骤七；
[0055]
当不存在母线排电缆电流平均值大于电流阈值ii0时，执行步骤四：
[0056]
步骤四：数据处理器设定趋势周期f1，数据处理模块分别获取以当前时间为节点的前m个趋势周期内的母线排电缆温度值平均值、环境温度值平均值并分别标记为：
[0057]
ti1、ti2、
……
tim；
[0058]
k1、k2、
……
、km；
[0059]
步骤五：数据处理器利用计算公式计算出预警系数yji，其中的预警系数yji的计算公式为：
[0060][0061]
其中的α、β分别表示母线排电缆温度值影响系数以及环境温度值影响系数，且α、β均大于0小于1；
[0062]
步骤六：数据处理器设定预警系数阈值，当计算出的预警系数yji均小于等于预警系数阈值时，数据处理器不做处理；
[0063]
当计算出的预警系数yji存在任一大于预警系数阈值时，执行步骤七；
[0064]
步骤七：数据处理器发送预警信号至执行控制器，当执行控制器接收到预警信号后，执行控制器通过网络通讯层发送配电室预警信号至命令执行模块。
[0065]
其中，需要进行说明的是，所述命令执行模块包括预警铃以及合闸机构，所述预警铃在接收到配电室预警信号后进行预警声音播报；
[0066]
所述合闸机构在接收到开闸信号后，控制配电室内部的总继电器进行断开闸门操作；
[0067]
其中，需要进行说明的是，当数据处理器接收到烟雾气体浓度值nt,且烟雾气体浓度值nt不为零后，数据处理器直接发送报警信号至执行控制器，当执行控制器接收到报警信号后，执行控制器通过网络通讯层发送配电室报警信号至命令执行模块；
[0068]
命令执行模块发送开闸信号至合闸机构，合闸机构控制配电室内部的总继电器进
行断开闸门操作。
[0069]
需要进行说明的是，其中监控主机内部还包括用于数据存储的数据存储器，所述数据存储器用于进行数据存储，所存储的数据包括电流监测装置、温度测量装置以及烟雾气体监测装置监测的母线排电缆电流、母线排电缆温度值、环境温度值以及烟雾气体浓度值；
[0070]
以及，数据存储器还用于存储预警铃报警次数以及数据处理器发送预警信号至执行控制器的原因，需要进行说明的是，数据处理器发送预警信号至执行控制器的原因包括母线排电缆电流报警以及预警系数超标报警；并记录母线排电缆电流报警对应的母线排电缆编号i；
[0071]
当同一母线排电缆电流报警次数大于p时，数据存储器发送更换信号至执行控制器，执行控制器进行对应的母线排电缆更换。
[0072]
上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。
[0073]
本发明的工作原理：现场测控层包括配电监测模块以及命令执行模块，配电监测模块用于采集获取电力运行参数数据以及环境参数数据，命令执行模块用于执行系统管理层的命令信号；电力运行参数数据以及环境参数数据包括母线排电缆电流、母线排电缆温度值、环境温度值以及烟雾气体浓度值；网络通讯层用于实现现场测控层与系统管理层的数据交换；系统管理层包括监控主机，监控主机分为用于处理电力运行参数数据以及环境参数数据的数据处理器以及用于接收数据处理器信号的执行控制器；数据处理器设定趋势周期f1，并获取以当前时间为节点的前m个趋势周期内的母线排电缆温度值平均值、环境温度值平均值，计算出预警系数；数据处理器设定预警系数阈值，当计算出的预警系数存在任一大于预警系数阈值时，数据处理器发送预警信号至执行控制器，执行控制器通过网络通讯层发送配电室预警信号至命令执行模块；命令执行模块包括预警铃以及合闸机构，所述预警铃在接收到配电室预警信号后进行预警声音播报。
[0074]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。