一种二遥电力监测与故障快速诊断系统的制作方法
【专利摘要】一种二遥电力监测与故障快速诊断系统，它由传感器组、开关状态输出设备、电流温度显示仪、通信机和后台服务器5大部分构成，传感器组安装在需要监测的电缆上；开关状态输出设备安装在开关或继电器的位置；电流温度显示仪安装在便于观视的位置；通信机通常安装在专用电柜里面；后台服务器部署在电网机房；传感器组将采集得到的温度和电流值通过光纤传送至电流温度显示仪和通信机，通信机接收传感器组发送过来的数据，并采集开关状态，然后发送给后台服务器。本实用新型将现代计算机技术、通信网络技术等技术集于一体，可实现对配电网上的设备远方实时遥测、遥信，是一种结构科学、使用方便、操作安全的电力监测与诊断设备。
【专利说明】一种二遥电力监测与故障快速诊断系统
【技术领域】
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[0001]本实用新型涉及一种二遥电力监测与故障快速诊断系统，它是一种电力行业对电力网路节点与设备远程监测、显示和报警系统。属于电力监测与诊断设备【技术领域】。
【背景技术】
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[0002]现我国电力方面大区联网与独立省电网互联，还有更多电力与电站的建设，使得在电网线路中，存在很多安全隐患和电力故障不能及时发现与排除，在检测和预警电力故障方面，还存在很多不足和漏洞。电力设备安全运行是避免电网大事故的第一道防御系统，而电力线路节点站的正常安全运行是最为关键核心因素之一，对其安全要求显而易见。电路事故不但会导致自身损失还会中断电力供应，带来很多不必要的损失。近年来我国电力高速发展，电力设备受各种因素影响，特别是绝缘老化漏电、温度过高失火等事故造成重大损失。
实用新型内容:
[0003]1、目的:本实用新型的目的是提供一种二遥电力监测与故障快速诊断系统，它克服了现有技术的不足，将现代计算机技术、通信网络技术等技术集于一体，可实现对配电网上的设备远方实时遥测、遥信，满足配电系统向开放式、一体化和集成化的综合自动化方向发展的需求，满足我国对城乡电网进行了大规模的技术改造的现实设备需求。是一种结构科学、使用方便、操作安全的电力监测与诊断设备。
[0004]2、技术方案:
[0005]二遥是遥测(远程测量)和遥信(远程信号)的简称，二遥为主要数据依据建立电路节点通信网络，实时监测数据信号，达到实时监测与快速诊断报警的目的。
[0006]本实用新型一种二遥电力监测与故障快速诊断系统(以下简称系统)主要由--传感器组、开关状态输出设备、电流温度显示仪、通信机、后台服务器等5大部分构成。它们之间的位置连接关系及信号走向是:传感器组安装在需要监测的电缆上；开关状态输出设备安装在开关或继电器等位置；电流温度显示仪安装在方便观视的位置；通信机通常安装在专用电柜里面；后台服务器部署在电网机房。传感器组将采集得到的温度和电流值通过光纤传送至电流温度显示仪和通信机，通信机接收传感器组发送过来的数据，并采集开关状态，然后发送给后台服务器。
[0007]所述传感器组是电缆温度及电流测量传感器，每组传感器包括三相电的三根电缆和零序电流共四个传感器。6组共24个传感器可同时通过光纤接入通信机。
[0008]所述开关状态输出设备是用来测量开关位置信号、变压器故障信号、保护装置的动作信号的设备。共12路输入状态可同时通过电缆接入通信机。
[0009]所述电流温度显示仪是一种光纤通信电流温度显示仪。可同时显示四路电流温度传感器的温度、电流及故障数据。电流温度显示仪通过光纤和电流温度传感器进行连接。
[0010]所述通信机是采集传感器组和开关状态输出设备数据、保存数据到本地、发送数据到后台服务器。所述通信机由数据采集板、通信模块、本地FLASH存储器和电源4部分组成。其间关系是:数据采集板接收传感器组发送过来的温度电流数据并采集各个开关状态输出设备的状态，经过封装处理后通过通信模块发送给后台服务器，同时通信机会将数据备份到本地FLASH存储器。电源模块为通信机运行提供电源，可选择CT自取电或220V市电供电。该数据采集板是由单片机和FPGA组成的双核心板，FPGA用来扩展和传感器组通信的通信接口以及采集开关状态输出设备数据的输入接口，单片机用来处理接收到的数据；该通信模块是用来和后台服务器通信的设备，可支持GPRS通信模块、WIFI通信模块等；该本地FLASH存储器是64M的SPI型FLASH，用来存储传感器组数据、开关状态输出设备数据和设备故障信息，根据需要可扩展成更大的容量；该电源是为上述模块提供工作电源的设备，可采用CT取电或直接接220V市电供电，该电源会将两种来源的电压转换成系统工作需要的电压。
[0011]所述后台服务器是网络服务器。所有传感器组和开关状态的数据最终都会发送到该服务器，该服务器通过分析判断监控各个电力设备的运行状态、某一电力设备出现故障时指示出现故障的设备的位置并报警。后台服务器是整个系统的中枢系统。
[0012]本实用新型原理及工况简介如下:
[0013]传感器组周期性将采集得到电流和温度数据转换成光信号分别传送至电流温度显示仪和通信机。通过电流温度显示仪可以在现场实时直观的查看电流、温度数据以及故障信息。通信机在收到传感器组传过来的数据后，会将收到的数据存储在内部的存储器中，同时，通信机也会不间断处理多达12路的开关量信号并将之存储在内部存储器中。通信机还会实时或定时将存储器中的数据发送给后台服务器程序进行进一步的数据处理。
[0014]3、优点及功效:本实用新型一种二遥电力监测与故障快速诊断系统的优点是:
[0015]I)实现遥测、遥信两个重要特征。
[0016]2)功能独立的遥信插件，容量可按需求配置，基本容量12路，可扩展至任意多路。SOE分辨率小于2晕秒。软件防抖动时间10-60000晕秒可设，开入量输入脉冲宽度大于5毫秒。采集事件顺序记录并向远方传送。
[0017]3)实现电流、温度两个要素的监测和报警。测量范围广，电流输入标称值:1A-2500A ;电流采样准确度:0.5级(特殊要求可做到0.1级)；短期过量交流输入电流施加标称值的2000%，持续时间小于1S，系统工作正常；10倍额定电流测量误差〈3 %。
[0018]4)智能判断故障电流。检测馈线故障,判别相间、单相接地等故障,故障信息主动上报主站。
[0019]5)电流温度传感器采用CT自取电。
[0020]6)传感器组与通信机、传感器组与温度电流显示仪采用光纤通信，通信安全可靠。
[0021]7)温度电流显示仪实时显示电流与温度数据，功耗低。
[0022]8)通信机可同时支持6组共24路电流温度传感器。
[0023]9)通信机可同时处理12路开关量信号。
[0024]10)通信机具有存储功能。可记录近期所有故障信息及所有传感器电流温度数据，存储历史数据(故障信息、S0E、定点数等)可保存六个月以上，可以根据需要扩展。
[0025]11)通信机采用DL/T 634.5101-2002远动设备及系统第5-101部分传输规定及D/T634.5104-2002远动设备及系统第5-104部分传输规定。
[0026]12)通信机支持CT供电和220V市电供电。
[0027]13)通信机采用超级电容储电，确保断电后能将数据及时发送给后台服务器。
[0028]14)通信机支持GPRS远程通讯，通信模块支持2G、2.5G、3G网络等所有通信运营商。
[0029]15)配置GPRS通讯装置(含天线)。配置I个维护口，I个串口通信口，一个RS485口，可根据需要扩充到4个串行通信口。支持IEC608-70-5-101:2002、IEC60870-5-104等多种通信规约与主站和子站进行通信。具有IEC608-70-5-101:2002、DNP3.0支持平衡式、非平衡式通信模式。支持特定配电站规约。
[0030]16)整机功耗低，整机静态功耗小于1W，整机最大功耗小于5W。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1为本实用新型结构示意图
【具体实施方式】
[0032]见图1、本实用新型一种二遥电力监测与故障快速诊断系统(以下简称系统)主要由:传感器组、开关状态输出设备、电流温度显示仪、通信机、后台服务器等5大部分构成。它们之间的位置连接关系及信号走向是:传感器组安装在需要监测的电缆上；开关状态输出设备安装在开关或继电器等位置；电流温度显示仪一般安装在方便观视的位置；通信机通常安装在专用电柜里面；后台服务器部署在电网机房。传感器组将采集得到的温度和电流值通过光纤传送至电流温度显示仪和通信机，通信机接收传感器组发送过来的数据，并采集开关状态，然后发送给后台服务器。
[0033]所述传感器组是电缆温度及电流测量传感器，每组传感器包括三相电的三根电缆和零序电流共四个传感器。6组共24个传感器可同时通过光纤接入通信机。
[0034]所述开关状态输出设备是用来测量开关位置信号、变压器故障信号、保护装置的动作信号的设备。共12路输入状态可同时通过电缆接入通信机。
[0035]所述电流温度显示仪是一种光纤通信电流温度显示仪。可同时显示四路电流温度传感器的温度、电流及故障数据。电流温度显示仪通过光纤和电流温度传感器进行连接。
[0036]所述通信机是采集传感器组和开关状态输出设备数据、保存数据到本地、发送数据到后台服务器。所述通信机由数据采集板、通信模块、本地FLASH存储器和电源4部分组成。其间关系是:数据采集板接收传感器组发送过来的温度电流数据并采集各个开关状态输出设备的状态，经过封装处理后通过通信模块发送给后台服务器，同时通信机会将数据备份到本地FLASH存储器。电源模块为通信机运行提供电源，可选择CT自取电或220V市电供电。该数据采集板是由单片机和FPGA组成的双核心板，FPGA用来扩展和传感器组通信的通信接口以及采集开关状态输出设备数据的输入接口，单片机用来处理接收到的数据；该通信模块是用来和后台服务器通信的设备，可支持GPRS通信模块、WIFI通信模块等；该本地FLASH存储器是64M的SPI型FLASH，用来存储传感器组数据、开关状态输出设备数据和设备故障信息，根据需要可扩展成更大的容量；该电源是为上述模块提供工作电源的设备，可采用CT取电或直接接220V市电供电，该电源会将两种来源的电压转换成系统工作需要的电压。
[0037]所述后台服务器是网络服务器。所有传感器组和开关状态的数据最终都会发送到该服务器，该服务器通过分析判断监控各个电力设备的运行状态、某一电力设备出现故障时指示出现故障的设备的位置并报警。后台服务器是整个系统的中枢系统。
【权利要求】
1.一种二遥电力监测与故障快速诊断系统，其特征在于:它由传感器组、开关状态输出设备、电流温度显示仪、通信机和后台服务器5大部分构成，传感器组安装在需要监测的电缆上；开关状态输出设备安装在开关或继电器的位置；电流温度显示仪安装在便于观视的位置；通信机通常安装在专用电柜里面；后台服务器部署在电网机房；传感器组将采集得到的温度和电流值通过光纤传送至电流温度显示仪和通信机，通信机接收传感器组发送过来的数据，并采集开关状态，然后发送给后台服务器； 所述传感器组是电缆温度及电流测量传感器，每组传感器包括三相电的三根电缆和零序电流共四个传感器，6组共24个传感器同时通过光纤接入通信机； 所述开关状态输出设备是用来测量开关位置信号、变压器故障信号、保护装置的动作信号的设备，共12路输入状态同时通过电缆接入通信机； 所述电流温度显示仪是一种光纤通信电流温度显示仪，同时显示四路电流温度传感器的温度、电流及故障数，电流温度显示仪通过光纤和电流温度传感器进行连接； 所述通信机是采集传感器组和开关状态输出设备数据、保存数据到本地、发送数据到后台服务器；该通信机由数据采集板、通信模块、本地FLASH存储器和电源4部分组成，数据采集板接收传感器组发送过来的温度电流数据并采集各个开关状态输出设备的状态，经过封装处理后通过通信模块发送给后台服务器，同时通信机会将数据备份到本地FLASH存储器，电源模块为通信机运行提供电源，选择CT自取电或220V市电供电；该数据采集板是由单片机和FPGA组成的双核心板，FPGA用来扩展和传感器组通信的通信接口以及采集开关状态输出设备数据的输入接口，单片机用来处理接收到的数据；该通信模块是用来和后台服务器通信的设备，能支持GPRS通信模块、WIFI通信模块；该本地FLASH存储器是64M的FLASH，用来存储传感器组数据、开关状态输出设备数据和设备故障信息；该电源是为上述模块提供工作电源的设备，采用CT取电或直接接220V市电供电，该电源会将两种来源的电压转换成系统工作需要的电压； 所述后台服务器是网络服务器，所有传感器组和开关状态的数据最终都会发送到该服务器，该服务器通过分析判断监控各个电力设备的运行状态、某一电力设备出现故障时指示出现故障的设备的位置并报警。
【文档编号】G01R31/08GK203965567SQ201420392091
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月16日 优先权日:2014年7月16日
【发明者】李秀红 申请人:北京师范大学