一种数据监控终端及配电变压器在线监控系统的制作方法

本实用新型涉及配电变压器在线监控领域，尤其涉及一种数据监控终端及配电变压器在线监控系统。

背景技术：

配网经过十几年的发展，一次、二次设备以及自动化系统都基本运行稳定、成熟，但配网自动化主要关注馈线及站所自动化，对10kV线路下的台区运行管理考虑较少，尽管许多台区也安装了一些智能设备(TTU)，较少从台区运行管理的角度实现负荷曲线、三相平衡度、负载率、电压合格率等功能。因此如何利用新技术，对台区的运行状况实时监控；对台区的负载率、可靠率、平衡率、负荷增长趋势等进行研究；对台区发生的故障能够做出及时的反应，从而以较低的成木、有效的手段、快速地提高供电企业对台区的管理水平，加强配电台区的电能优化控制，提高供电质量，提高电网运行的可靠性，减少维护的工作量，提高效率是新一轮智能电网建设的一项重大任务。

国内技术方向、技术水平和关键技术：随着我国农村配电网的建设和发展，尤其是农村电网的改造使得配电网结构进一步优化，极大的促进了经济社会的发展。但是农村配电网运行中仍存在诸多问题，其中重要的一项就是配变保护设备匮乏、功能单一。目前，配变一般配备了剩余电流保护，短路保护，主要有熔断器和刀熔开关组成，不能为配电变压器提供全面有效的保护。配电变压器监控系统在国内许多供电公司都进行了试点工作，但是现有投运的配电变压器监控系统存在的主要问题是：一方面，由于配电变压器分布点多、分布面广，难以选择合适的通信方式，使得信息得不到有效的传送；另一方面由于缺乏有效的配电变压器的分析软件，使得收集的配电变压器信息又得不到有效的应用。造成的结果是，虽然有一部分配电变压器监控终端在现场投运，但取得的效果并不理想，变压器未能得到运行状态分析和经济运行分析。

目前配电网配电变压器检测装置存在功能单一，集成程度低、自动化程度低等特点，导致设备不易安装，成本高昂。现阶段，配电网运行于管理处于相对比较粗放的阶段，配电站数量多，地理分散性大。一般一个电工管理5 到10个台区，而目前配电变压器保护设备绝大多数不具备远程通讯能力，所以电工只有经常到各个台区查询才能了解到配变和低压线路的运行状况，导致设备管理工作难度大，工作效率低下。同时，现有的检测装置存在功能单一的情况，不仅增加了成本，而且增加了接线复杂程度的安装空间，影响设备的可靠性与美观。

目前配电网配电变压器检测装置存在功能单一，一般只能单独检测一个检测项目，并且无法进行实时保护控制。因此，现有的配电网配电变压器检测装置无法进行实时保护控制是本领域技术人员需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种数据监控终端及配电变压器在线监控系统，用于解决现有的配电网配电变压器检测装置无法进行实时保护控制的技术问题。

本实用新型实施例提供一种数据监控终端，包括：检测装置、数据处理模块、保护装置、电源管理器和供电电源；

所述数据处理模块分别连接所述检测装置、保护装置；

所述供电电源通过所述电源管理器连接所述数据处理模块；

所述电源管理器包括：采样滤波电路、磁偏检测电路、DSP模块、CPLD模块、隔离驱动电路、功率放大电路、远程通讯模块；

所述采样滤波电路、所述磁偏检测电路、所述功率放大电路、所述远程通讯模块分别与所述DSP模块的相应端口连接；

所述DSP模块通过所述CPLD模块连接所述隔离驱动电路。

其中，所述供电电源通过所述电源管理器为所述数据处理模块供电，所述数据处理模块接收所述检测装置检测配电变压器的运行参数并检测所述运行参数是否超过预设的安全阈值，若是，则通过所述保护装置对所述配电变压器断电。

优选地，所述检测装置包括电压检测模块、电流检测模块、温湿度检测模块、凝露检测模块；

所述电压检测模块用于检测所述配电变压器的电压运行参数并将所述电压运行参数传输至所述数据处理模块。

所述电流检测模块用于检测所述配电变压器的电流运行参数并将所述电流运行参数传输至所述数据处理模块。

所述温湿度检测模块用于检测所述配电变压器周围环境的温度参数和湿度参数并将所述温度参数和所述湿度参数传输至所述数据处理模块。

所述凝露检测模块用于检测所述配电变压器周围的凝露体积参数并将所述凝露体积参数传输至所述数据处理模块。

优选地，本实用新型实施例还包括人机交互模块；

所述人机交互模块包括键盘和显示屏，所述人机交互模块连接所述数据处理模块，所述人机交互模块用于接收所述数据处理模块中的所述运行参数并显示在所述显示屏上，输入控制指令至所述数据处理模块使得所述数据处理模块执行所述控制指令。

优选地，所述保护装置包括过压过流保护模块和漏电保护模块；

所述过压过流保护模块用于当所述数据处理模块检测所述配电变压器的电压电流运行参数超过保护阈值时对所述配电变压器断电；

所述漏电保护模块用于当所述数据处理模块检测到所述配电变压器漏电时对所述配电变压器断电。

优选地，本实用新型实施例还包括有载调压接头、智能电容器、低压总出线开关、低压分支线开关；

所述数据处理模块分别连接所述有载调压接头、所述智能电容器、所述低压总出线开关、所述低压分支线开关；

其中，所述数据处理模块接收所述检测装置检测配电变压器的运行参数并检测所述运行参数是否超过预设的正常阈值且不超过预设的安全阈值，若是，则通过所述有载调压接头、所述智能电容器、所述低压总出线开关、所述低压分支线开关调节所述运行参数使得所述运行参数不超过所述预设的正常阈值。

本实用新型实施例提供一种配电变压器在线监控系统，包括至少一个上述的数据监控终端、云服务器终端、远程监控终端；

所述数据监控终端连接所述云服务器终端，所述云服务器终端连接所述远程监控终端；

其中，所述数据监控终端实时将所述配电变压器的运行参数及运行参数状态信号上传至云服务器终端储存，所述远程监控终端实时访问云服务器终端并获取所述配电变压器的运行参数及运行参数状态信号，检测所述运行参数状态信号是否为异常信号，若是，则发出警报。

优选地，所述远程监控终端包括控制器模块、GSM模块、报警模块、存储器模块、显示模块、时钟模块、数据收发模块；

所述控制器模块分别连接所述GSM模块、所述报警模块、所述存储器模块、所述显示模块、所述时钟模块、所述数据收发模块；

所述GSM模块用于通过GPRS连接所述云服务器终端；

所述报警模块用于接收来自所述控制器模块的报警信号并报警；

所述存储器模块用于存储所述配电变压器的运行参数及运行参数状态信号；

所述显示模块用于显示所述配电变压器的运行参数及运行参数状态信号；

所述时钟模块用于传输时钟信号至所述控制器模块使得所述控制器模块记录同时所述时钟信号与所述配电变压器的运行参数及运行参数状态信号；

所述数据收发模块用于接收其他设备的数据并传输至所述控制器模块或发送来自所述控制器模块的数据。

从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：

本实用新型实施例提供的一种数据监控终端通过供电电源和电源管理器为所述数据处理模块供电，通过检测装置采集配电变压器的运行参数；通过数据处理模块检测所述配电变压器的运行参数是否超过预设的安全阈值，若是，则通过所述保护装置对所述配电变压器断电，实现了配电变压器的在线监测和保护控制，解决了现有的配电网配电变压器检测装置无法进行实时保护控制的技术问题。

本实用新型实施例还提供一种配电变压器在线监控系统，通过所述数据监控终端实时将所述配电变压器的运行参数及运行参数状态信号上传至云服务器终端储存，所述远程监控终端实时访问云服务器终端并获取所述配电变压器的运行参数及运行参数状态信号，检测所述运行参数状态信号是否为异 常信号，若是，则发出警报。

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，下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种数据监控终端的一个实施例的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种数据监控终端的另一个实施例的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种数据监控终端的另一个实施例中的电源管理器内部结构的示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种配电变压器在线监控系统的一个实施例的示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种配电变压器在线监控系统的一个实施例中的远程监控终端的示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种配电变压器在线监控方法的一个实施例的示意图；

图7为本实用新型实施例提供的一种配电变压器在线监控方法的另一个实施例的示意图；

其中，附图标记如下：

1、数据监控终端；11、检测装置；12、数据处理模块；13、保护装置；14、供电电源；15、电源管理器；101、电压检测模块；102、电流检测模块；103、温湿度检测模块；104、凝露检测模块；105、人机交互模块；106、过压过流保护模块；107、漏电保护模块；108、有载调压接头；109、智能电容器；110、低压总出线开关；111、低压分支线开关；2、云服务器终端；3、远程监控终端；301、控制器模块；302、GSM模块；303、报警模块；304、存储器模块；305、显示模块；306、时钟模块；307、数据收发模块；401、采 样滤波电路；402、磁偏检测电路；403、DSP模块；404、CPLD模块；405、隔离驱动电路；406、功率放大电路；407、远程通讯模块。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种数据监控终端及配电变压器在线监控系统，用于解决现有的配电网配电变压器检测装置无法进行实时保护控制的技术问题。

为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1和图3，本实用新型实施例提供一种数据监控终端的一个实施例，包括：检测装置11、数据处理模块12、保护装置13、供电电源14、电源管理器15；

所述数据处理模块12分别连接所述检测装置11、保护装置13；

所述供电电源14通过所述电源管理器15连接所述数据处理模块12；

所述电源管理器15包括：采样滤波电路401、磁偏检测电路402、DSP模块403、CPLD模块404、隔离驱动电路405、功率放大电路406、远程通讯模块407；

所述采样滤波电路401、所述磁偏检测电路402、所述功率放大电路406、所述远程通讯模块407分别与所述DSP模块403的相应端口连接；

所述DSP模块403通过所述CPLD模块404连接所述隔离驱动电路405。

其中，所述供电电源14通过所述电源管理器15为所述数据处理模块12供电，所述数据处理模块12接收所述检测装置11检测配电变压器的运行参数并检测所述运行参数是否超过预设的安全阈值，若是，则通过所述保护装置13对所述配电变压器断电。

以上是对本实用新型实施例提供的一种数据监控终端的一个实施例进行详细的描述，以下将对本实用新型实施例提供的一种数据监控终端的另一个 实施例进行详细的描述。

请参阅图2，本实用新型实施例提供一种数据监控终端的另一个实施例，包括：检测装置11、数据处理模块12、保护装置13、供电电源14、电源管理器15；

供电电源14通过所述电源管理器15连接数据处理模块12；

电源管理器15包括：采样滤波电路401、磁偏检测电路402、DSP模块403、CPLD模块404、隔离驱动电路405、功率放大电路406、远程通讯模块407；

采样滤波电路401、磁偏检测电路402、功率放大电路406、远程通讯模块407分别与DSP模块403的相应端口连接；

DSP模块403通过CPLD模块404连接隔离驱动电路405。

数据处理模块12分别连接检测装置11、保护装置13；

其中，数据处理模块12接收检测装置11检测配电变压器的运行参数并检测运行参数是否超过预设的安全阈值，若是，则通过保护装置13对配电变压器断电。

检测装置11包括电压检测模块101、电流检测模块102、温湿度检测模块103、凝露检测模块104；

电压检测模块101用于检测配电变压器的电压运行参数并将电压运行参数传输至数据处理模块12。

电流检测模块102用于检测配电变压器的电流运行参数并将电流运行参数传输至数据处理模块12。

温湿度检测模块103用于检测配电变压器周围环境的温度参数和湿度参数并将温度参数和湿度参数传输至数据处理模块12。

凝露检测模块104用于检测配电变压器周围的凝露体积参数并将凝露体积参数传输至数据处理模块12。

本实用新型实施例还包括人机交互模块105；

人机交互模块105包括键盘和显示屏，人机交互模块105连接数据处理模块12，人机交互模块105用于接收数据处理模块12中的运行参数并显示在显示屏上，输入控制指令至数据处理模块12使得数据处理模块12执行控制 指令。

保护装置13包括过压过流保护模块106和漏电保护模块107；

过压过流保护模块106用于当数据处理模块12检测配电变压器的电压电流运行参数超过保护阈值时对配电变压器断电；

漏电保护模块107用于当数据处理模块12检测到配电变压器漏电时对配电变压器断电。

本实用新型实施例还包括有载调压接头108、智能电容器109、低压总出线开关110、低压分支线开关111；

数据处理模块12分别连接有载调压接头108、智能电容器109、低压总出线开关110、低压分支线开关111；

其中，数据处理模块12接收检测装置11检测配电变压器的运行参数并检测运行参数是否超过预设的正常阈值且不超过预设的安全阈值，若是，则通过有载调压接头108、智能电容器109、低压总出线开关110、低压分支线开关111调节运行参数使得运行参数不超过预设的正常阈值。

需要说明的是，凝露检测模块具体采用具体的凝露传感器检测变压器或者设备内的凝露情况。

请参阅图3，本实用新型实施例还包括电源管理器15和供电电源14；

供电电源14通过所述电源管理器15连接数据处理模块12；

电源管理器15包括：采样滤波电路401、磁偏检测电路402、DSP模块403、CPLD模块404、隔离驱动电路405、功率放大电路406、远程通讯模块407；

采样滤波电路401、磁偏检测电路402、功率放大电路406、远程通讯模块407分别与DSP模块403的相应端口连接；

DSP模块403通过CPLD模块404连接隔离驱动电路405。

以上是对本实用新型实施例提供的一种数据监控终端的另一个实施例进行详细的描述，以下将对本实用新型实施例提供的一种配电变压器在线监控系统的一个实施例进行详细的描述。

请参阅图4，本实用新型实施例提供一种配电变压器在线监控系统的一个实施例，包括至少一个上述的数据监控终端1、云服务器终端2、远程监控终 端3；

数据监控终端1连接云服务器终端2，云服务器终端2连接远程监控终端3；

其中，数据监控终端1实时将配电变压器的运行参数及运行参数状态信号上传至云服务器终端2储存，远程监控终端3实时访问云服务器终端2并获取配电变压器的运行参数及运行参数状态信号，检测运行参数状态信号是否为异常信号，若是，则发出警报。

请参阅图5，远程监控终端3包括控制器模块301、GSM模块302、报警模块303、存储器模块304、显示模块305、时钟模块306、数据收发模块307；

控制器模块301分别连接GSM模块302、报警模块303、存储器模块304、显示模块305、时钟模块306、数据收发模块307；

GSM模块302用于通过GPRS连接云服务器终端；

报警模块303用于接收来自控制器模块301的报警信号并报警；

存储器模块304用于存储配电变压器的运行参数及运行参数状态信号；

显示模块305用于显示配电变压器的运行参数及运行参数状态信号；

时钟模块306用于传输时钟信号至控制器模块301使得控制器模块301记录同时时钟信号与配电变压器的运行参数及运行参数状态信号；

数据收发模块307用于接收其他设备的数据并传输至控制器模块301或发送来自控制器模块301的数据。

以上是对本实用新型实施例提供的一种配电变压器在线监控系统的一个实施例进行详细的描述，以下将对本实用新型实施例提供的一种配电变压器在线监控方法的一个实施例进行详细的描述。

请参阅图6，本实用新型实施例提供一种配电变压器在线监控方法的一个实施例，基于上述的数据监控终端进行监控，包括：

501、通过检测装置采集配电变压器的运行参数；

502、通过数据处理模块检测所述配电变压器的运行参数是否超过预设的安全阈值，若是，则通过所述保护装置对所述配电变压器断电。

以上是对本实用新型实施例提供的一种配电变压器在线监控方法的一个实施例进行详细的描述，以下将对本实用新型实施例提供的一种配电变压器 在线监控方法的另一个实施例进行详细的描述。

请参阅图7，本实用新型实施例提供一种配电变压器在线监控方法的另一个实施例，基于上述的数据监控终端进行监控，包括：

601、通过检测装置采集配电变压器的运行参数；

602、通过数据处理模块检测所述配电变压器的运行参数是否超过预设的安全阈值，若是，则通过所述保护装置对所述配电变压器断电。

603、通过数据处理模块检测所述配电变压器的运行参数是否超过预设的正常阈值且不超过预设的安全阈值，若是，则通过有载调压接头、智能电容器、低压总出线开关、低压分支线开关调节所述运行参数使得所述运行参数不超过所述预设的正常阈值。

604、将所述配电变压器的运行参数及运行参数状态信号上传至云服务器终端储存；

605、通过远程监控终端实时访问云服务器终端并获取所述配电变压器的运行参数及运行参数状态信号；

606、通过远程监控终端检测所述运行参数状态信号是否为异常信号，若是，则发出警报。

以上是对本实用新型实施例提供的一种配电变压器在线监控方法的另一个实施例进行详细的描述，以下将对本实用新型实施例提供的一种配电变压器在线监控系统及方法的一个应用例进行详细的描述。

目前配电网配电变压器保护装置存在功能单一，集成程度低、自动化程度低等特点，导致设备不易安装，成本高昂。现阶段，配电网运行于管理处于相对比较粗放的阶段，配电站数量多，地理分散性大。一般一个电工管理5到10个台区，而目前配电变压器保护设备绝大多数不具备远程通讯能力，所以电工只有经常到各个台区查询才能了解到配变和低压线路的运行状况，导致设备管理工作难度大，工作效率低下。同时，现有的保护装置存在功能单一的情况，不仅增加了成本，而且增加了接线复杂程度的安装空间，影响设备的可靠性与美观。

以上诸多因素影响了配变的安全可靠性运行，进而影响到当地工农业生产的正常进行，迫切需要对配变进行功能整合和技术创新，满足电网安全可 靠运行的需要。而且目前国内有些公司研究“智能台区”的研究，智能台区具备配变监测、电能质量监测、负荷管理、电能计量、集中抄表、无功补偿、电能调节和谐波治理等功能于一体，但是这种模式下，投资相当大，并不适合当前普遍地区的配电网情况。

本实用新型实施例提供的一种配电变压器在线监控系统的一个应用例为一种配电变压器在线监测及状态检修装置修装置：包含远程监控终端、移动远维服务终端、云服务器终端和用于检测配电变压器参数的多个数据检测终端，数据检测终端与云服务器终端连接，云服务器终端和移动远维服务终端分别与远程监控终端连接；

数据检测终端包含电压检测模块、电流检测模块、温湿度检测模块、凝露检测模块、过压过流保护模块、漏电保护模块、数据处理模块、有载调压接头、电容器、低压总出线开关、低压分支线开关、数据传输模块和人机交互模块；

电压检测模块、电流检测模块、温湿度检测模块、凝露检测模块、过压过流保护模块、漏电保护模块、数据处理模块、有载调压接头、智能电容器、低压总出线开关、低压分支线开关、数据传输模块和人机交互模块分别与数据处理模块连接；

远程监控终端还包含控制器模块以及分别与其连接的数据收发模块、显示模块、报警模块、存储器模块、GSM模块和时钟模块。

数据检测终端通过GPRS连接云服务器终端，云服务器终端也通过GPRS连接远程监控终端。

人机交互模块包含按键和显示屏。

电压检测模块采用芯片型号为HVD100的电压检测模块。

电流检测模块采用芯片型号为KLARI-MOD SC的电流检测模块。

数据处理模块和控制器模块的芯片型号均为STM32。

凝露检测模块采用型号为HDP-07的传感器。

本实用新型实施例提供一种基于上述的配电变压器智能化在线监测及状态检修装置的控制方法的一个应用例，具体包含如下步骤：

步骤1，实时采集各个配电变压器的运行参数及运行环境参数；

步骤2，预先设定配电变压器的正常运行参数阈值及安全阈值；

步骤3，将步骤1采集的各个配电变压器的运行参数结合运行环境参数上传至数据处理模块进行数据分析处理，数据处理模块将接收的配电变压器的运行参数与预先设定的正产阈值参数进行对比，若配电变压器的电压电流不在正常阈值范围内且不超过安全阈值，则数据处理模块通过有载调压接头、智能电容器、低压总出线开关、低压分支线开关控制电压电流的稳定传输；若超过安全阈值，则通过过压过流保护模块、漏电保护模块进行及时断电处理；

步骤4，实时将采集的配电变压器的运行参数及运行环境参数上传至云服务器终端暂存，监管人员可以实时访问云服务器终端，及时获取所需的运行参数，当获取的运行参数不正常，则发出警报，同时派维修人员及时前往维修。

本实用新型实施例通过云服务器平台(云服务器终端)对局域网内的多个进行智能监控有效地节省了人力资源和效率。

本实用新型通过电压检测模块、电流检测模块、温湿度检测模块、凝露检测模块对配电变压器的运行参数及运行环境参数进行远程监测，其集采集、控制、保护、通信一体化的新型智能配电终端，用于解决当前配电变压器的保护、监测、协调控制等问题，以解决配电台区自动化程度低、运行状况无法远程监测的问题；

本实用新型由于目前配变保护应用方面的不足，本项目从配变保护的综合角度出发，通过监测运行数据和保护数据的采集，研究低压总出线和分出线的保护定值整定匹配算法(正常数据处理模块内的数据对比，和预先设定的阈值进行对比)，以及低压线路故障判别方法；

本实用新型基于目前配电网通讯不可靠的特点以及相对分散的特点，从分布式智能架构的角度设计，实现不依赖于通讯的配变无功电压控制策略。当通讯正常情况下，能够通过预先烧录的程序实现无功电压控制的最优化协调控制；当通讯异常情况下，也能根据预先设置的无功电压曲线通过数据处理模块自动运行，实现配变台区低电压的综合协调治理；

本实用新型基于智能配变终端的配电台区在线监控系统，实现台区的智 能化功能，考虑集成计量自动化的故障处理数据，综合用户投诉电话信息和智能配变终端中的量测信息，综合判断台区的故障，辅助判断故障类型和故障点，提高运维抢修人员的工作效率，提高供电可靠性；

本实用新型通过标准化的智能配变终端装置，实现台区的统一管理，尤其是电压质量治理的综合管控。本终端装置以配电变压器的无载分接头档位优化、无功补偿装置和有载调压分接头的联合优化控制，同时接收主站协调控制系统的优化指令，实现馈线级电压质量的综合治理；

本实用新型配电变压器的运维管理功能，需要结合供电所的现场运行管理人员。本项目通过智能配变终端的监测数据，通过相应的通讯隔离和加密装置(数据处理中的常规加密设置防止数据的泄漏)，实现手机客户端的在线访问功能，有效提升运维管理人员的工作效率。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。