专利名称：三维立体图像智能监控配电柜及微机智能监控装置和方法
技术领域：
本发明涉及供电技术领域，特别涉及一种三维立体图像智能监控配电柜及微机智能监控装置和方法。
背景技术：
配电柜适用于发电厂、变电站、厂矿、企业等电力用户。配电柜一般是由柜体、母线、断路器、接触器构成，源自电网的电能由母线传送到配电柜输入端，通过断路器、开关电器、保护器和电缆传送给终端负载。配电柜的稳定运行是保证电力用户正常工作的重要前提。现有技术中，需要对配电柜中电器元件的状态参数进行监控，因此设置在配电柜上设置微机保护装置，具体来说，微机保护装置可以监控配电柜中开关的电流信号、电压信号、绝缘信号、故障跳闸状态等状态参数。然而，现有的微机保护装置提供的监测结果只是列表文字形式，不能提供反应配电柜中主要元件真实动作状态的立体监测结果，如此不能使工作人员直观了解配电柜中各元件的工作状态。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种方便工作人员直观了解配电柜中各元件的工作状态的三维立体图像智能监控配电柜。还有必要提供一种方便工作人员直观了解配电柜中各元件的工作状态的微机智能监控装置。还有必要提供一种方便工作人员直观了解配电柜中各元件的工作状态的微机智能监控方法。一种三维立体图像智能监控配电柜，包括柜体、设置在柜体中的元件及与柜体中的元件建立连接的微机智能监控装置，微机智能监控装置用于采集柜体中的元件的静态状态参数及元件立体运动状态参数，并根据采集到的元件的静态状态参数及元件立体运动状态参数显示对应的文字及立体图像。该微机智能监控装置包括存储模块、显示模块、映射模块、现场采集分析模块、处理模块，存储模块用于存储与配电柜的实体对应的配电柜立体模型数据；映射模块用于将存储的配电柜立体模型数据与配电柜的实体建立映射关系；显示模块用于根据配电柜立体模型数据显示与配电柜的实体建立映射关系的配电柜立体模型，以及显示配电柜内的元件的静态状态参数；现场采集分析模块用于采集与其电性连接的配电柜中的元件的静态状态参数及元件立体运动状态参数，并将采集到的元件的静态状态参数、元件立体运动状态参数及对应的元件识别信息提供处理模块；处理模块用于将采集的元件的静态状态参数及对应的元件识别信息实时输送给显示模块，处理模块还用于根据元件立体运动状态参数及对应的元件识别信息在显示的配电柜立体模型中显示出该对应元件的当前动作状态。
一种微机智能监控装置，该微机智能监控装置与配电柜连接，以完成对配电柜内各元件的立体监控。该微机智能监控装置包括存储模块、显示模块、映射模块、现场采集分析模块、处理模块，存储模块用于存储与配电柜的实体对应的配电柜立体模型数据；映射模块用于将存储的配电柜立体模型数据与配电柜的实体建立映射关系；显示模块用于根据配电柜立体模型数据显示与配电柜的实体建立映射关系的配电柜立体模型，以及显示配电柜内的元件的静态状态参数；现场采集分析模块用于采集与其电性连接的配电柜中的元件的静态状态参数及元件立体运动状态参数，并将采集到的元件的静态状态参数、元件立体运动状态参数及对应的元件识别信息提供处理模块；处理模块用于将采集的元件的静态状态参数及对应的元件识别信息实时输送给显示模块，处理模块还用于根据元件立体运动状态参数及对应的元件识别信息在显示的配电柜立体模型中显示出该对应元件的当前动作状态。一种微机智能监控方法，该微机智能监控方法用于实现对配电柜内各元件的立体监控，该微机智能监控方法包括以下步骤:
存储与配电柜的实体对应的配电柜立体模型数据，还用于存储故障解决方案数据； 将存储的配电柜立体模型数据与配电柜的实体建立映射关系；
根据配电柜立体模型数据显示与配电柜的实体建立映射关系的配电柜立体模型； 采集配电柜中的元件的静态状态参数及元件立体运动状态参数；
将采集的元件的静态状态参数及对应的元件识别信息实时显示；
根据元件立体运动状态参数及对应的元件识别信息在显示的配电柜立体模型中显示出该对应元件的当前动作状态。上述三维立体图像智能监控配电柜及微机智能监控装置和方法，利用存储模块存储与配电柜的实体对应的配电柜立体模型数据，利用映射模块将存储的配电柜立体模型数据与配电柜的实体建立映射关系，利用现场采集分析模块采集与其电性连接的配电柜中的元件的静态状态参数及元件立体运动状态参数，处理模块将采集的元件的静态状态参数及对应的元件识别信息实时输送给显示模块显示，以及根据元件立体运动状态参数及对应的元件识别信息在显示的配电柜立体模型中显示出该对应元件的当前动作状态，如此工作人员可以根据显示模块显示的三维立体图像直观了解配电柜中各元件的工作状态及各元件的当前动作状态。
图1为一较佳实施方式的三维立体图像智能监控配电柜的功能模块示意图。图2为图1中微机智能监控装置的功能模块示意图。图3为一较佳实施方式的微机智能监控方法的流程图。图中:三维立体图像智能监控配电柜10、柜体11、元件12、微机智能监控装置13、存储模块131、显示模块132、映射模块133、现场采集分析模块134、温度传感器1341、压力传感器1342、深度传感器1344、数据分析单元1345、处理模块135、微机智能监控方法步骤S301 S310。
具体实施方式
请同时参看图1，三维立体图像智能监控配电柜10包括柜体11、设置在柜体11中的元件12及与柜体11中的元件12建立连接的微机智能监控装置13。微机智能监控装置13用于采集柜体11中的元件12的静态状态参数及元件12的立体运动状态参数，并根据采集到的元件12的静态状态参数及元件12的立体运动状态参数显示对应的立体图像及文字。元件12可以是真空断路器、开关、铜排、继电器、电流互感器等。微机智能监控装置13可以整体安装在柜体11上；另外，微机智能监控装置13的采集模块安装在柜体11上以与元件12连接，微机智能监控装置13的其他模块与微机智能监控装置13的采集模块建立远程连接。请同时参看图2，该微机智能监控装13包括存储模块131、显示模块132、映射模块133、现场采集分析模块134、处理模块135。存储模块131用于存储与配电柜10的实体对应的配电柜立体模型数据。配电柜立体模型数据可以采用现有技术中的3D建模软件来生成，例如采用SolidWorks软件来建模产生配电柜立体模型。映射模块133用于将存储的配电柜立体模型数据与配电柜10的实体建立映射关系。例如，为配电柜立体模型数据中各元件模型分配第一组编号，及为实体配电柜中各元件分配第组二编号，建立第一组编号与第二组编号中的编号的一一对应关系，如此在操作实体配电柜中某一元件时，在配电柜立体模型中的与之对应的元件模型也对应的被操作，反之亦然。显示模块132用于根据配电柜立体模型数据显示与配电柜10的实体建立映射关系的配电柜立体模型，以及显示配电柜10内的元件12的静态状态参数。现场采集分析模块134用于采集与其电性连接的配电柜10中的元件12的静态状态参数及元件立体运动状态参数，并将采集到的元件12的静态状态参数、元件12的立体运动状态参数及对应的元件识别信息提供处理模块135。其中，元件静态状态参数包括实体元件的温度参数、实体元件的压力参数、电压参数、电流参数等。进一步的，现场采集分析模块134包括温度传感器1341、压力传感器1342、深度传感器1344及数据分析单元1345，温度传感器1341、压力传感器1342、深度传感器1344与数据分析单元1345连接，温度传感器1341用于采集实体配电柜10中实体元件12的温度，并产生对应的温度信号，压力传感器1342用于采集实体配电柜10中实体元件12的压力，并产生对应的压力信号，深度传感器1344用于采集实体配电柜10中实体元件12的当前的立体图像信号，数据分析单元1345用于根据温度传感器1341提供的温度信号产生对应的温度参数，数据分析单元1345还用于根据压力传感器1342提供的压力信号产生对应的压力参数，数据分析单元1345用于根据深度传感器1344提供的立体图像信号产生对应的元件立体运动状态参数，其中，温度参数包括铜排的温度参数、动静触点的温度参数，压力参数包括动静触点之间的压力参数，元件立体运动状态参数包括真空断路器的推进过程参数、开关的分合闸操作过程参数。处理模块135用于将采集的元件12的静态状态参数及对应的元件识别信息实时输送给显示模块132，处理模块135还用于根据元件12的立体运动状态参数及对应的元件识别信息在显示的配电柜立体模型中显示出该对应元件的当前动作状态。例如，可以在显示模块中通过显示真空断路器立体模型的推进过程以实时体现实体真空断路器的推进过程。
在本实施方式中,存储模块131还用于存储故障解决方案数据；处理模块135还用于根据采集的元件12的静态状态参数、对应的元件识别信息及预存的基准值来选择对应的故障解决方案数据，并故障解决方案数据输送显示模块132，显示模块132根据故障解决方案数据显示对应的故障解决方案。对应的，现场采集分析模块134还用于采集操作人员在显示的配电柜立体模型中选定模型元件的信息及操作该选定的模型元件的动作信息，并将采集到的选定模型元件的信息及采集到的操作该选定的模型元件的动作信息提供给处理模块135，处理模块135还用于根据选定模型元件的信息及操作该选定的模型元件的动作信息控制实体配电柜中对应的实体元件。例如，显示模块132中显示需要将刀开关进行分闸操作的提示信息，同时显示出刀开关模型，操作人员根据提示信息，在显示界面上对刀开关模型进行分闸操作，此时现场采集分析模块134采集刀开关模型的信息及分闸动作信息，处理模块135根据刀开关模型的信息及分闸动作信息控制实体配电柜中的实体刀开关分闸。请参看图3所示的微机智能监控方法流程图，该微机智能监控方法用于实现对配电柜内各元件的立体监控，该微机智能监控方法包括以下步骤:
步骤S301，存储与配电柜的实体对应的配电柜立体模型数据。步骤S302，将存储的配电柜立体模型数据与配电柜的实体建立映射关系。步骤S303，根据配电柜立体模型数据显示与配电柜的实体建立映射关系的配电柜立体模型。步骤S304，采集配电柜中的元件的静态状态参数及元件立体运动状态参数。步骤S305,将采集的元件的静态状态参数及对应的元件识别信息实时显示。步骤S306,根据元件立体运动状态参数及对应的元件识别信息在显示的配电柜立体模型中显示出该对应元件的当前动作状态。 其中,温度参数包括铜排的温度参数、动静触点的温度参数,压力参数包括动静触点之间的压力参数，元件立体运动状态参数包括真空断路器的推进过程参数、开关的分合闸操作过程参数，进一步的微机智能监控方法还包括以下步骤:
步骤S307，存储故障解决方案数据。步骤S308，根据采集的元件的静态状态参数、对应的元件识别信息及预存的基准值来选择对应的故障解决方案数据，并根据故障解决方案数据显示对应的故障解决方案。步骤S309，采集操作人员在显示的配电柜立体模型中选定模型元件的信息及操作该选定的模型元件的动作信息。步骤S310，根据选定模型元件的信息及操作该选定的模型元件的动作信息控制实体配电柜中对应的实体元件。上述三维立体图像智能监控配电柜10及微机智能监控装置13和方法，利用存储模块131存储与配电柜10的实体对应的配电柜立体模型数据，利用映射模块133将存储的配电柜立体模型数据与配电柜10的实体建立映射关系，利用现场采集分析模块134采集与其电性连接的配电柜10中的元件12的静态状态参数及元件12的立体运动状态参数，处理模块135将采集的元件12的静态状态参数及对应的元件识别信息实时输送给显示模块132显示，以及根据元件立体运动状态参数及对应的元件识别信息在显示的配电柜立体模型中显示出该对应元件的当前动作状态，如此工作人员可以根据显示模块132显示的三维立体图像直观了解配电柜10中各元件的工作状态及各元件的当前动作状态。
权利要求
1.一种三维立体图像智能监控配电柜,包括柜体、设置在柜体中的元件及与柜体中的元件建立连接的微机智能监控装置，其特征在于:微机智能监控装置用于采集柜体中的元件的静态状态参数及元件立体运动状态参数，并根据采集到的元件的静态状态参数及元件立体运动状态参数显示对应的文字及立体图像；该微机智能监控装置包括存储模块、显示模块、映射模块、现场采集分析模块、处理模块，存储模块用于存储与配电柜的实体对应的配电柜立体模型数据；映射模块用于将存储的配电柜立体模型数据与配电柜的实体建立映射关系；显示模块用于根据配电柜立体模型数据显示与配电柜的实体建立映射关系的配电柜立体模型，以及显示配电柜内的元件的静态状态参数；现场采集分析模块用于采集与其电性连接的配电柜中的元件的静态状态参数及元件立体运动状态参数，并将采集到的元件的静态状态参数、元件立体运动状态参数及对应的元件识别信息提供处理模块；处理模块用于将采集的元件的静态状态参数及对应的元件识别信息实时输送给显示模块，处理模块还用于根据元件立体运动状态参数及对应的元件识别信息在显示的配电柜立体模型中显示出该对应元件的当前动作状态。
2.如权利要求1所述的三维立体图像智能监控配电柜，其特征在于:存储模块还用于存储故障解决方案数据，处理模块还用于根据采集的元件的静态状态参数、对应的元件识别信息及预存的基准值来选择对应的故障解决方案数据，并故障解决方案数据输送显示模块，显示模块根据故障解决方案数据显示对应的故障解决方案。
3.如权利要求1所述的三维立体图像智能监控配电柜，其特征在于:现场采集分析模块还用于采集操作人员在显示的配电柜立体模型中选定模型元件的信息及操作该选定的模型元件的动作信息，并将采集到的选定模型元件的信息及采集到的操作该选定的模型元件的动作信息提供给处理模块，处理模块还用于根据选定模型元件的信息及操作该选定的模型元件的动作信息控制实体配电柜中对应的实体元件。
4.如权利要求1所述的三维立体图像智能监控配电柜，其特征在于:元件静态状态参数包括实体元件的温度参数、实体元件的压力参数，现场采集分析模块包括温度传感器、压力传感器、深度传感器及数据分析单元，温度传感器、压力传感器、深度传感器与数据分析单元连接，温度传感器用于采集实体配电柜中实体元件的温度，并产生对应的温度信号，压力传感器用于采集实体配电柜中实体元件的压力，并产生对应的压力信号，深度传感器用于采集实体配电柜中实体元件的当前的立体图像信号，数据分析单元用于根据温度传感器提供的温度信号产生对应的温度参数，数据分析单元用于根据压力传感器提供的压力信号产生对应的压力参数，数据分析单元用于根据深度传感器提供的立体图像信号产生对应的元件立体运动状态参数，其中，温度参数包括铜排的温度参数、动静触点的温度参数，压力参数包括动静触点之间的压力参数，元件立体运动状态参数包括真空断路器的推进过程参数、开关的分合闸操作过程参数。
5.一种微机智能监控装置，该微机智能监控装置与配电柜连接，以完成对配电柜内各元件的立体监控，其特征在于:该微机智能监控装置包括存储模块、显示模块、映射模块、现场采集分析模块、处理模块，存储模块用于存储与配电柜的实体对应的配电柜立体模型数据；映射模块用于将存 储的配电柜立体模型数据与配电柜的实体建立映射关系；显示模块用于根据配电柜立体模型数据显示与配电柜的实体建立映射关系的配电柜立体模型，以及显示配电柜内的元件的静态状态参数；现场采集分析模块用于采集与其电性连接的配电柜中的元件的静态状态参数及元件立体运动状态参数，并将采集到的元件的静态状态参数、元件立体运动状态参数及对应的元件识别信息提供处理模块；处理模块用于将采集的元件的静态状态参数及对应的元件识别信息实时输送给显示模块，处理模块还用于根据元件立体运动状态参数及对应的元件识别信息在显示的配电柜立体模型中显示出该对应元件的当前动作状态。
6.如权利要求5所述的微机智能监控装置，其特征在于:存储模块还用于存储故障解决方案数据，处理模块还用于根据采集的元件的静态状态参数、对应的元件识别信息及预存的基准值来选择对应的故障解决方案数据，并故障解决方案数据输送显示模块，显示模块根据故障解决方案数据显示对应的故障解决方案。
7.如权利要求5所述的微机智能监控装置，其特征在于:现场采集分析模块还用于采集操作人员在显示的配电柜立体模型中选定模型元件的信息及操作该选定的模型元件的动作信息，并将采集到的选定模型元件的信息及采集到的操作该选定的模型元件的动作信息提供给处理模块，处理模块还用于根据选定模型元件的信息及操作该选定的模型元件的动作信息控制实体配电柜中对应的实体元件。
8.如权利要求5所述的微机智能监控装置，其特征在于:元件静态状态参数包括实体元件的温度参数、实体元件的压力参数，现场采集分析模块包括温度传感器、压力传感器、深度传感器及数据分析单元，温度传感器、压力传感器、深度传感器与数据分析单元连接，温度传感器用于采集实体配电柜中实体元件的温度，并产生对应的温度信号，压力传感器用于采集实体配电柜中实体元件的压力，并产生对应的压力信号，深度传感器用于采集实体配电柜中实体元件的当前的立体图像信号，数据分析单元用于根据温度传感器提供的温度信号产生对应的温度参数，数据分析单元用于根据压力传感器提供的压力信号产生对应的压力参数，数据分析单元用于根据深度传感器提供的立体图像信号产生对应的元件立体运动状态参数，其中温度参数包括铜排的温度参数、动静触点的温度参数，压力参数包括动静触点之间的压力参数，元件立体运动状态参数包括真空断路器的推进过程参数、开关的分合闸操作过程参数。
9.一种微机智能监控方法，该微机智能监控方法用于实现对配电柜内各元件的立体监控，该微机智能监控方法包括以下步骤: 存储与配电柜的实体对应的配电柜立体模型数据，还用于存储故障解决方案数据； 将存储的配电柜立体模型数据与配电柜的实体建立映射关系； 根据配电柜立体模型数据显示与配电柜的实体建立映射关系的配电柜立体模型； 采集配电柜中的元件的静态状态参数及元件立体运动状态参数； 将采集的元件的静态状态参数及对应的元件识别信息实时显示； 根据元件立体运动状态参数及对应的元件识别信息在显示的配电柜立体模型中显示出该对应元件的当前动作状态。
10.如权利要求9所述的微机智能监控方法，其特征在于:温度参数包括铜排的温度参数、动静触点的温度参数，压力参数包括动静触点之间的压力参数，元件立体运动状态参数包括真空断路器的推进过程参数、开关的分合闸操作过程参数； 微机智能监控方法还包括以下步骤: 存储故障解决方案数据；根据采集的元件的静态状态参数、对应的元件识别信息及预存的基准值来选择对应的故障解决方案数据，并根据故障解决方案数据显示对应的故障解决方案； 采集操作人员在显示的配电柜立体模型中选定模型元件的信息及操作该选定的模型元件的动作信息； 根据选定模型元件的信息及操作该选定的模型元件的动作信息控制实体配电柜中对应的 实体元件。
全文摘要
一种微机智能监控装置，包括存储模块、显示模块、映射模块、现场采集分析模块、处理模块，存储模块存储配电柜立体模型数据；映射模块将存储的配电柜立体模型数据与实体配电柜建立映射关系；显示模块根据配电柜立体模型数据显示配电柜立体模型，显示配电柜内的元件的静态状态参数；现场采集分析模块采集配电柜中的元件的静态状态参数及元件立体运动状态参数；处理模块将采集的元件的静态状态参数及对应的元件识别信息实时输送给显示模块，处理模块根据元件立体运动状态参数及对应的元件识别信息在显示的配电柜立体模型中显示出该对应元件的当前动作状态。本发明还提供一种三维立体图像智能监控配电柜及微机智能监控方法。
文档编号H02B15/00GK103199454SQ201310152669
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月28日 优先权日2013年4月28日
发明者李振玺 申请人:银川市立恒电气设备有限公司