变电站数据采集装置及系统的制作方法

本实用新型涉及电力设备技术领域，具体而言，涉及一种变电站数据采集装置及系统。

背景技术：

随着科学技术的发展和进步，各种检测技术及设备在变电站中得到了广泛的应用。

目前，为保证变电站运行的安全性，往往需要对变电站运行时的环境数据进行检测。以在环境数据异常进行报警，使得工作人员能够迅速获取，并对变电站进行检修，以保证其运行的安全性。但若工作人员不在工作岗位上时，则无法及时的获知报警，而无法及时检修，进而可能酿成事故。

因此，如何及时的让工作人员获知变电站工作异常时的报警是目前业界一大难题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种变电站数据采集装置及系统，其能够有效改善上述问题。

本实用新型实施例的实现方式如下：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种变电站数据采集装置，应用于一变电站，包括：数据采集模块、主控模块和通信模块；所述主控模块分别与所述数据采集模块和所述通信模块连接。所述主控模块，用于判断基于所述数据采集模块采集的所述变电站所在环境的环境数据判断是否需要报警；在为是时，所述主控模块用于生成报警信息并发送至所述通信模块，以使所述通信模块将所述报警信息发送至移动终端。

进一步的，所述变电站数据采集装置还包括：通风风机，所述通风风机与所述主控模块连接。所述主控模块，用于判断所述环境数据是否满足第一预设规则，若否，控制所述通风风机启动，将所述环境数据处于异常的总次数加1，并记录所述环境数据处于异常的时长，之后判断所述更新总次数是否满足第二预设规则，并判断所述时长是否满足第三预设规则，若所述更新总次数或所述时长中任意一个不满足，生成报警信息并发送至所述通信模块，以使所述通信模块将所述报警信息发送至所述移动终端。

进一步的，所述数据采集模块包括：气体浓度采集单元；所述气体浓度采集单元与所述主控模块连接。所述气体浓度采集单元，用于采集变电站内的气体浓度数据，并将所述气体浓度数据发送至主控模块，其中，所述环境数据包括：所述气体浓度数据。所述主控模块，用于判断所述气体浓度数据是否大于预设浓度，若是，判定不满足所述第一预设规则，将所述气体浓度数据处于异常的第一总次数加1，并记录所述气体浓度数据处于异常的第一时长，之后判断所述第一更新总次数是否大于第一预设更新总次数，若是，判定不满足所述第二预设规则，并判断所述第一时长是否大于第一预设时长，若是，判定不满足所述第三预设规则，若所述第二预设规则或所述第三预设规则中任意一个不满足，生成对应所述环境数据的报警信息至所述通信模块。

进一步的，所述数据采集模块还包括：空气湿度采集单元，所述空气湿度采集单元与所述主控模块连接。所述空气湿度采集单元，用于采集变电站内的空气湿度数据，并将所述空气湿度数据发送至主控模块，其中，所述环境数据包括：所述空气湿度数据。所述主控模块，用于判断所述空气湿度数据是否大于预设湿度，若是，判定不满足所述第一预设规则，将所述空气湿度数据处于异常的第二总次数加1，并记录所述空气湿度数据处于异常的第二时长，之后判断所述第二更新总次数是否大于第二预设更新总次数，若是，判定不满足所述第二预设规则，并判断所述第二时长是否大于第二预设时长，若是，判定不满足所述第三预设规则，若所述第二预设规则或所述第三预设规则中任意一个不满足，生成对应所述环境数据的报警信息至所述通信模块。

进一步的，所述气体浓度采集单元为SF6传感器。

进一步的，所述空气湿度采集单元为空气湿度传感器。

进一步的，所述通信模块为GPRS通信模块。

进一步的，所述装置还包括：电源模块，所述电源模块分别与外部电源、所述主控模块、所述数据采集模块和所述通信模块连接。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种变电站数据采集系统，包括：移动终端和所述的变电站数据采集装置，所述变电站数据采集装置与所述移动终端连接。

进一步的，所述系统还包括：终端设备，所述变电站数据采集装置与所述终端设备连接。

本实用新型实施例的有益效果是：

通过主控模块判断基于数据采集模块采集的变电站所在环境的环境数据判断是否需要报警。在为是时，则主控模块生成报警信息并发送至通信模块，以使通信模块将报警信息发送至移动终端。由于移动终端被工作人员实时携带，故工作人员无论在何时或何地均能够及时的获知变电站工作异常时的报警信息，进而实现及时的对变电站进行检修。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1示出了本实用新型第一实施例提供的一种变电站数据采集系统的结构框图；

图2示出了本实用新型第二实施例提供的一种变电站数据采集装置的第一结构框图；

图3示出了本实用新型第二实施例提供的一种变电站数据采集装置的第二结构框图；

图4示出了本实用新型第二实施例提供的一种变电站数据采集装置的结构示意图。

图标：10-变电站数据采集系统；11-移动终端；12-终端设备；100-变电站数据采集装置；110-电源模块；111-蓄电池；120-数据采集模块；121-气体浓度采集单元；122-空气湿度采集单元；130-主控模块；140-通风风机；150-通信模块；160-电路板。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

第一实施例

请参阅图1，本实用新型第一实施例提供了一种变电站数据采集系统10，变电站数据采集系统10应用在变电站中。该变电站数据采集系统10包括：变电站数据采集装置100、移动终端11和终端设备12。其中，变电站数据采集装置100通过GPRS网络与移动终端11连接，并通过互联网与终端设备12连接。

变电站数据采集装置100为多个模块的集成装置。变电站数据采集装置100能采集并分析所在变电站工作时的环境数据。当该环境数据处于异常时，变电站数据采集装置100则生成报警信息，并将报警信息分别发送给移动终端11和终端设备12。

移动终端11可以是平板电脑、智能手机、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等。本实施例中移动终端11可以为工作人员的被绑定的手机。移动终端11通过GPRS网络与变电站数据采集装置100连接，故移动终端11通过短信或彩信的方式接收变电站数据采集装置100发送的报警信息。移动终端11通过自身的解析处理，以及显示能力，从而能够将接收到报警信息进行显示，以使工作人员通过观看移动终端11的显示屏能够清楚的获知变电站运行时其环境数据异常。

终端设备12可以是个人电脑(personal computer，PC)、平板电脑、智能手机、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等。本实施例中终端设备12可以为安装在中控室中的个人电脑。终端设备12通过互联网与变电站数据采集装置100连接，故终端设备12通过也接收变电站数据采集装置100发送的报警信息。终端设备12也通过自身的解析处理，以及显示能力，从而能够将接收到报警信息进行显示，以使工作人员通过观看终端设备12的显示屏也能够清楚的获知变电站运行时其环境数据异常。

第二实施例

请参阅图2，本实用新型第二实施例提供了一种变电站数据采集装置100，该变电站数据采集装置100包括：电源模块110、数据采集模块120、主控模块130、通风风机140和通信模块150。其中，主控模块130分别与数据采集模块120、通风风机140和通信模块150连接，电源模块110分别与外部电源、主控模块130、数据采集模块120和通信模块150连接，通信模块150则分别与移动终端11和终端设备12连接。

电源模块110，用于获取外部电源的电能，并将电能存储和分别输出至主控模块130、数据采集模块120和通信模块150，以保证各模块的正常工作。

数据采集模块120，用于采集变电站运行时的环境数据，并将环境数据发送至主控模块130。

主控模块130，用于判断基于数据采集模块120采集的变电站所在环境的环境数据判断是否需要报警。在为是时，主控模块130用于生成报警信息并发送至通信模块150，以使通信模块150将报警信息发送至移动终端11。

通风风机140用于根据通过风扇的抽风作用，促进变电站运行时的空气流通。

通信模块150，用于将获取的到的报警信息通过GPRS网络发送至移动终端11，并也将该报警信息通过互联网发送至终端设备12。

请参阅图3，电源模块110可以为蓄电池111，其型号可以为X1-1000型。电源模块110通过与外部电源连接，则获取外部电源输入220V的交流信号。电源模块110通过内部的滤波、降压和稳压，最终将5V的直流信号分别输出至数据采集模块120、主控模块130和通信模块150，以保证数据采集模块120、主控模块130和通信模块150的正常工作。此外，电源模块110也将交流信号所对应的电能进行存储，以便于在失去外部电源的供电时，电源模块110将存储的电能也以5V的直流信号分别输出至数据采集模块120、主控模块130和通信模块150，以在外部电源断电的状态下保证数据采集模块120、主控模块130和通信模块150的也能够正常工作。

数据采集模块120包括：气体浓度采集单元121和空气湿度采集单元122。其中，空气湿度采集单元122和空气湿度采集单元122均与所述主控模块130连接。

本实施例中，气体浓度采集单元121为SF6传感器，其型号可以为SM-SF6型。气体浓度采集单元121用于采集变电站内的环境数据中的气体浓度数据，并将气体浓度数据发送至主控模块130。可以理解到，气体浓度数据即为SF6气体浓度数据。气体浓度采集单元121能够持续的采集变电站在运行时的气体浓度数据，并通过与主控单元I/O端口的连接，将该气体浓度数据持续发送给主控模块130。

空气湿度采集单元122为空气湿度传感器，其型号可以为HS1101LF型。气体浓度采集单元121用于采集变电站内的环境数据中的空气湿度数据，并将空气湿度数据发送至主控模块130。空气湿度采集单元122能够持续的采集变电站在运行时的空气湿度数据，并通过与主控单元I/O端口的连接，将该空气湿度数据持续发送给主控模块130。

主控模块130可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，通过主控模块130中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述主控模块130可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。本实施例中，主控模块130可以为嵌入式单片机。

主控模块130的I/O端口分别与数据采集模块120连接，故能够持续的获取数据采集模块120采集的环境数据，即主控模块130能够持续的获取气体浓度采集单元121采集的气体浓度数据，以及获取空气湿度采集单元122采集的空气湿度数据。

本实施例中，主控模块130的I/O端口通过分别与通风风机140和通信模块150的连接。主控模块130判断环境数据是否满足第一预设规则，若否，控制通风风机140启动，并将环境数据处于异常的总次数加1，并记录环境数据处于异常的时长。之后主控模块130再判断更新总次数是否满足第二预设规则，并判断时长是否满足第三预设规则，若更新总次数或时长中任意一个不满足，生成环境数据的报警信息至通信模块150。

作为一种方式，主控模块130解析该气体浓度数据，并通过比较电路来将该气体浓度数据和预设浓度比对，以判断气体浓度数据是否大于预设浓度。当主控模块130通过比对判定气体浓度数据大于预设浓度时，则主控模块130也判定其不满足第一预设规则，说明此时的SF6气体浓度异常。主控模块130根据判断结果生成控制指令至通风风机140，以使通风风机140开始运行，通过通风作用将SF6气体浓度降低。此时，主控模块130将气体浓度数据处于异常的第一总次数加1，并记录气体浓度数据处于异常的第一时长。主控模块130也通过比较电路来将该第一更新总次数和第一预设更新总次数比对，以判断第一更新总次数是否大于第一预设更新总次数，其中，第一预设更新总次数可以为5次。当主控模块130通过比对判定第一更新总次数大于第一预设更新总次数时，则主控模块130也判定其不满足第二预设规则。主控模块130还通过比较电路来将该第一时长和第一预设时长比对，以判断第一时长是否大于第一预设时长，其中，第一预设时长可以为30秒。当主控模块130通过比对判定第一时长大于第一预设时长时，则主控模块130也判定其不满足第三预设规则。

需要说明的是，当第二预设规则不满足时，则说明气体浓度数据已经多次处于异常，进而说明异常情况严重。也当第三预设规则不满足时，则说明气体浓度数据在通风的情况下仍长时间处于异常，进而也说明异常情况严重。因此，若主控模块130判定第二预设规则或第三预设规则中任意一个不满足，则生成对应环境数据中气体浓度异常的报警信息至通信模块150。

作为一种另方式，主控模块130也解析该空气湿度数据，并通过比较电路来将该空气湿度数据和预设湿度比对，以判断空气湿度数据是否大于预设湿度。当主控模块130通过比对判定空气湿度数据大于预设湿度时，则主控模块130也判定其不满足第一预设规则，说明此时的空气湿度异常。主控模块130根据判断结果生成控制指令至通风风机140，以使通风风机140开始运行，通过通风作用将空气湿度降低。此时，主控模块130将空气湿度数据处于异常的第二总次数加1，并记录空气湿度数据处于异常的第二时长。主控模块130也通过比较电路来将该第二更新总次数和第二预设更新总次数比对，以判断第二更新总次数是否大于第二预设更新总次数，其中，第二预设更新总次数可以为5次。当主控模块130通过比对判定第二更新总次数大于第二预设更新总次数时，则主控模块130也判定其不满足第二预设规则。主控模块130还通过比较电路来将该第二时长和第二预设时长比对，以判断第二时长是否大于第二预设时长，其中，第二预设时长可以为30秒。当主控模块130通过比对判定第二时长大于第二预设时长时，则主控模块130也判定其不满足第三预设规则。

需要说明的是，当第二预设规则不满足时，则说明空气湿度数据已经多次处于异常，进而说明异常情况严重。也当第三预设规则不满足时，则说明空气湿度数据在通风的情况下仍长时间处于异常，进而也说明异常情况严重。因此，若主控模块130判定第二预设规则或第三预设规则中任意一个不满足，则生成对应环境数据中空气湿度异常的报警信息至通信模块150。

通风风机140根据主控模块130的控制开始运行，以通过风扇的抽风作用，促进变电站运行时的空气流通。本实施例中，通风风机140可以为CF64系列离心通风机。通风风机140的电源端通过与外部电源连接以获取220V的交流电源来进行正常工作。通风风机140的控制端通过与主控模块130连接，当通风风机140的控制端获取到主控模块130发送的控制信号时开始通电，通风风机140的扇叶转动，以便于变电站内的空气流通，进而有效降低SF6气体浓度和空气湿度。

通信模块150用于将获取的到的报警信息通过GPRS网络发送至移动终端11，并也将该报警信息通过互联网发送至终端设备12。本实施例中，通信模块150可以为USR-GPRS-730型。通信模块150的数据端口通过与主控模块130I/O端口的连接，故通信模块150获取到主控模块130发送的报警信息。通信模块150也通过GPRS网络与移动终端11连接，从而将该报警信息通过GPRS网络，以短信或彩信的方式发送至相应的移动终端11。此外，通信模块150也通过互联网与终端设备12的连接，进而将该警信息通过互联发送至终端设备12。

请参阅图4，本实施例中，为便于变电站数据采集装置100的集成化和模块化，变电站数据采集装置100中的数据采集模块120、主控模块130和通信模块150均集成在电路板160上，以实现小型化。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种变电站数据采集装置及系统，变电站数据采集装置应用于一变电站，包括：数据采集模块、主控模块和通信模块；所述主控模块分别与所述数据采集模块和所述通信模块连接。

通过主控模块判断基于数据采集模块采集的变电站所在环境的环境数据判断是否需要报警。在为是时，则主控模块生成报警信息并发送至通信模块，以使通信模块将报警信息发送至移动终端。由于移动终端被工作人员实时携带，故工作人员无论在何时或何地均能够及时的获知员获知变电站工作异常时的报警信息，进而实现及时的对变电站进行检修。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。