一种箱式变电站设备租赁智能管理系统及其工作方法

1.本公开属于箱式变电站运维技术领域，尤其涉及一种箱式变电站设备租赁智能管理系统及其工作方法。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.箱式变电站在我国的应用十分广泛，其优势主要体现在：结构紧凑，占地少；安装方便，建造快速；投资省，效益高；组合方式灵活，通用性互换性强；可靠性和安全性比较高；外形美观，易与环境协调。由于其自身具有的传统土建变电站没有的优势，使箱式变电站的应用可以为我国人民生产生活中的用电提供稳定的保障，特别适用于城网建设与改造，矿山、工厂企业、油气田和风力发电站，它替代了原有的土建配电房，配电站，成为新型的成套变配电装置，是继土建变电站之后崛起的一种崭新的变电站。由于箱式变电站的供电效率较传统土建变电站的效率更高，其作为新型的变电站模式，在我国的城乡电网建设工作中，已经取得了一定规模的应用。
4.发明人发现，常规的箱式变电站仍存在不够完备的地方：比如无法实现电力参数的在线监测；不具备故障在线诊断功能；监测数据仅局限于历史记录和当前监测，存在一定的时滞性；通信端口单一，未实现网络化管理；采集数据精确度受外界影响因素易发生偏移等；在箱式变电站租赁市场，因为管理不到位，经常出现设备超负荷运行、变压器使用环境不满足要求、用户随意变更使用地点、租借期满不及时归还等现象，给变压器生产厂家造成巨大的经济损失。
5.同时，随着电网的改造建设步伐加快，人们对电网智能化、稳定化的要求越来越高，传统的箱式变电站已经不能满足电网建设的需求。为了实现供配电质量的可靠性和稳定性，同时减少电力工作者的工作量，研发一个集保护、监视、控制、通信等多种功能于一体的新型箱式变电站智能租赁管理系统，具有十分重要的意义。然而，现有的箱式变电站租赁管理系统均无法解决上述存在的问题，无法满足用户需求。


技术实现要素：

6.本公开为了解决上述问题，提供了一种箱式变电站设备租赁智能管理系统及其工作方法，所述方案不仅能够及时掌握箱式变电站的运行工况，还能够定位其使用地点，当租借合同期满时，及时提醒用户归还或强行限制用户继续使用。
7.根据本公开实施例的第一个方面，提供了一种箱式变电站设备租赁智能管理系统，包括：远程测控终端装置、4g/gprs无线通信模块以及客户端平台，其中：
8.所述远程测控终端装置设置于变电站现场，包括嵌入式系统模块，所述嵌入式系统模块连接有传感器模块以及北斗/gps双模定位授时模块；所述传感器模块包括：环境温度传感器、环境湿度传感器、电弧光检测传感器和开关触点温度检测传感器；所述传感器模
块将采集的信号传输给所述嵌入式系统模块；
9.所述4g/gprs无线通信模块与所述远程测控终端装置连接，其用于所述远程测控终端装置数据信息的收发；
10.所述客户端平台用于基于所述4g/gprs无线通信模块与所述远程测控终端进行交互，对所述远程测控终端进行远程控制。
11.进一步地，所述环境温度传感器用于获取箱式变电站内部空间的环境温度；环境湿度传感器用于获取箱式变电站内部空间的环境湿度；所述电弧光检测传感器采用非接触式安装，设有3路电弧光检测传感器，分别从三个不同的方向检测开关柜关键节点的局放；所述开关触点温度检测传感器采用非接触式安装，设有3路红外测温传感器，分别测量开关触点a相、b相、c相三相触点温度。
12.进一步地，所述系统还包括智能无功功率补偿控制器，其用于测量变电站三相电压、三相电流、无功功率、有功功率及功率因数，并通过并接电容器对无功功率自动补偿。
13.进一步的，所述智能无功功率补偿控制器通过接口与远程测控终端装置连接，将变电站三相电压、三相电流、无功功率、有功功率及功率因数传输至远程测控终端装置。
14.进一步的，所述4g/gprs无线通信模块用于将远程测控终端装置发送的串口数据转换为4g/gprs信号，并通过移动通信网络基站，将信号远程传输至指定服务器，客户端平台通过以太网，采用tcp/udp协议，从指定ip地址中读取远程测控终端装置发送的数据。
15.进一步的，当客户端平台需要向远程测控终端装置发送数据或控制指令时，首先将数据或指令通过以太网络传输至指定服务器，指定服务器利用4g/gprs无线移动网络将数据发送至4g/gprs无线通信模块，再通过串口转至所述远程测控终端装置。
16.进一步的，所述客户端平台用于管理控制多台箱式变电站，包括变电站档案管理、租借状态显示、设备工作参数显示、环境参数显示、故障参数显示以及设备实际安装使用位置显示。
17.进一步的，所述客户端平台用于向用户发送提醒短信，远程控制远程测控终端装置，实现跳闸断电。
18.根据本公开实施例的第二个方面，提供了一种箱式变电站设备租赁智能管理系统的工作方法，其利用了上述的一种箱式变电站设备租赁智能管理系统，所述方法包括：
19.在变电站工作时，实时监测变电站设备的电流、电压、有功功率、无功功率以及功率因数，实时监测变电站的环境参数和安全参数，保证变电站能够正常工作；
20.在变电站租赁过程中，获取变电站的安装使用位置，并将所有监测参数及位置信息通过无线网络汇集至远端控制平台；
21.远端控制平台根据实际监测到的设备工作参数、设备环境参数、设备安全参数、设备实际安装使用位置信息与对应设备的档案信息进行对比分析，若超出了限定的时间、位置及电气参数，向用户发出短信提示；若参数严重偏离，则远程自动控制闸刀开关跳闸；
22.当租借合同期满时，发出告警提醒用户归还或强行限制用户继续使用。
23.与现有技术相比，本公开的有益效果是：
24.(1)本公开所述智能管理系统，在变电站工作时，能够实时监测变电站设备的电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数等参数，实时监测变电站的环境参数和安全参数，确保变电站能够正常工作；变电站租赁工作时能够获得变电站的安装使用位置，并且能够
将所有监测参数及位置信息通过无线网络汇集至智能管理系统软件平台。
25.(2)本公开所述智能管理系统根据实际监测到的设备工作参数、设备环境参数、设备安全参数、设备实际安装使用位置等信息与对应设备的档案信息进行对比分析，如果超出了限定的时间、位置、电气参数等，及时向用户发出短信提示，如果参数严重偏离，则远程自动控制闸刀开关跳闸，从而保护设备安全及业主利益。
26.(3)本公开所述方案不仅能够及时掌握变压器的运行工况，还能够定位其使用地点，当租借合同期满，及时提醒用户归还或强行限制用户继续使用。
27.本公开附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。
附图说明
28.构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
29.图1为本公开实施例一中所示的远程测控终端装置结构框图；
30.图2为本公开实施例二中所示的箱式变电站设备租赁智能管理系统的工作方法流程图。
具体实施方式
31.下面结合附图与实施例对本公开做进一步说明。
32.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
33.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
34.在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
35.实施例一：
36.本实施例的目的是提供一种箱式变电站设备租赁智能管理系统。
37.一种箱式变电站设备租赁智能管理系统，包括：远程测控终端装置、4g/gprs无线通信模块及客户端平台；如图1所示，所述远程测控终端装置是箱式变电站智能管理系统的关键单元，安装在变电站现场，主要由嵌入式系统、环境温度传感器、环境湿度传感器、电弧光检测传感器、开关触点温度检测传感器、北斗/gps双模定位及授时模块等单元构成。
38.进一步地，所述环境温度传感器感知箱式变电站内部空间的环境温度；环境湿度传感器感知箱式变电站内部空间的环境湿度；所述电弧光检测传感器为非接触式安装，设有3路电弧光检测传感器，分别从三个不同的方向检测开关柜关键节点局放；所述开关触点温度检测传感器为非接触式安装，设有3路红外测温传感器，分别测量开关触点a相、b相、c相三相触点温度。
39.进一步地，所述智能无功功率补偿控制器测量变电站三相电压、三相电流、无功功
率、有功功率、功率因数等参数，并通过并接电容器对无功功率自动补偿。同时，智能无功功率补偿控制器通过接口与远程测控终端装置连接，将变电站三相电压、三相电流、无功功率、有功功率、功率因数等参数传输至远程测控终端装置。
40.进一步地，所述北斗/gps双模式定位授时模块通过北斗/gps双模芯片，获取变电站工作期间的地理位置信息。
41.进一步地，所述嵌入式系统包括cpu、flash、时钟芯片及中间继电器等部分。
42.所述客户端平台管理控制多台箱式变电站，包括变电站档案管理、租借状态显示、设备工作参数显示、环境参数显示、故障参数显示、设备实际安装使用位置显示。同时，所述客户端平台向用户发送提醒短信，远程控制远程测控终端装置，实现跳闸断电。
43.作为可选择的实施方式，所述远程测控终端装置通过环境温度传感器监测箱式变电站内部空间的环境温度；通过环境湿度传感器监测箱式变电站内部空间的环境湿度；通过采用非接触式安装3路开关触点温度传感器，分别测量开关触点a相、b相、c相三相触点温度；采用非接触式安装设有3路电弧光检测传感器，分别从三个不同的方向检测开关柜关键节点局放。通过智能无功功率补偿控制器测量变电站三相电压、三相电流、无功功率、有功功率、功率因数等参数，并通过并接电容器对无功功率自动补偿，同时，智能无功功率补偿控制器通过接口与远程测控终端装置连接，可以将变电站三相电压、三相电流、无功功率、有功功率、功率因数等参数传输至远程测控终端装置。
44.所述远程测控终端装置包含有北斗/gps双模式定位授时模块，能够确定变电站工作期间的地理位置，记录租赁期间变电站的位置移动轨迹。整个系统的数据传输采用4g/gprs无线模块，所述4g/gprs无线模块通过接口与远程测控终端装置连接，将串口数据转换为4g/gprs信号，通过移动通信网络，将信号远程传输至客户端平台。
45.所述4g/gprs无线通信模块通过接口与远程测控终端装置连接，将串口数据转换为4g/gprs信号，通过移动通信网络基站，将信号远程传输至指定服务器，客户端平台通过以太网，采用tcp/udp协议，从指定ip地址中读取远程测控终端装置发送的数据。当客户端平台需要向远程测控终端装置发送数据或控制指令时，首先将数据或指令通过以太网络传输至服务器，服务器利用4g/gprs无线移动网络将数据发送至4g无线传输模块，再通过串口转至远程测控终端装置。
46.所述客户端平台管理控制多台箱式变电站，包括档案管理；箱式变电站运行状态显示；设备工作参数、设备环境参数、设备安全参数、设备实际安装使用位置等参数详细显示；远程控制现场远程测控终端，发送提醒短信，跳闸断电；记录保持变电站位置及运动轨迹；添加或删除一个变电站。
47.所述远程测控终端装置存储每一台出租的箱式变电站的设备类型、设备编号、设备生产日期、设备电气参数、租赁起止时间、允许安装使用位置、用户单位名称、用户手机号码、用户联系人等信息档案资料。
48.箱式变电站设备租赁智能管理系统的档案资料分别存储在客户端平台数据库和远程测控终端中。存储在远程测控终端中的档案资料，用于本机超时跳闸；存储在客户端平台数据库中的档案资料，用于远程超时跳闸、用户私自变更使用位置跳闸、超负荷跳闸、发送短信及其他智能管理工作。因为用户档案信息有可能发生变更，信息变更后平台数据库及时与远程测控终端之间进行档案资料的同步更新。更新方式采用以下两种方式进行：
49.(1)手动同步更新
50.手动点击“档案更新”菜单，将对应编号的变电站档案信息，从平台数据库下发到远程测控终端，然后从远程测控终端读取该变电站档案信息，并与平台数据库存储的档案信息比较，如果数据相同，则表示更新成功。
51.(2)自动同步更新
52.系统每天同步更新一次系统管理的所有变电站档案信息。
53.所述远程测控终端装置包含嵌入式系统，嵌入式系统包括cpu、flash、时钟芯片及中间继电器等部分。所述一种箱式变电站设备租赁智能管理系统有三个时间单元需要同步，进而保证信息管理与控制动作的一致性。这三个时间单元分别是卫星授时时间单元、客户端平台时间单元、远程测控终端装置时钟芯片时间单元。以卫星授时时间单元的时间为准，每天同步一次客户端平台时间单元和远程测控终端装置时钟芯片时间单元。因各种原因，当远程测控终端装置接收不到卫星授时时间信息，则客户端平台时间单元和远程测控终端装置时钟芯片时间单元自行计时。
54.所述远程测控终端装置接收远程客户端平台发送的跳闸信号，通过所述中间继电器控制变电站闸刀开关跳闸断电。因各种原因，当远程测控终端装置接收不到远程客户端平台发送的信号，远程测控终端装置本机通过卫星授时芯片获取时间信息，与存储在本机内存中的租赁合同时间信息比较，超出合同时间，则通过中间继电器控制变电站闸刀开关跳闸断电；因各种原因，当远程测控终端装置接收不到卫星授时时间信息，则通过本机自带的时钟芯片读取时间信息，与存储在本机内存中的租赁合同时间信息比较，超出合同时间，则通过中间继电器控制变电站闸刀开关跳闸断电。
55.所述远程客户端向变电站下发控制信号、修改档案资料。这些交互信息通过4g/gprs通信网络进行远程传输。远程客户端发送的短信提醒分为三个等级，一级提醒为最低等级，三级提醒为最高等级。当在租的箱式变电站工作参数超出了合同限定的时间、位置、电气参数；变电站闸刀开关触点温度过高；开关柜高压端绝缘子可能会发生局部放电现象，产生电弧光等违规和危险操作时，所述远程客户端及时向用户发出短信提示，告知用户发生的违规事项及业主即将采取的强制措施。
56.当租借企业严重违规，收到短信提示后拒不整改，系统将自动跳闸，强行禁止用户继续使用。闸刀开关的实际工作状态，通过无线网络传输至远程客户端。强制跳闸可通过两种模式实现：
57.(1)本机跳闸模式
58.该模式由安装在箱式变电站中的远程测控终端自行完成。远程测控终端根据卫星授时时间信息与存储在远程测控终端内部的合同时间档案信息比对，超出合同规定时间则强行跳闸断电。
59.(2)远程跳闸模式
60.该模式由远程客户端平台读取卫星授时时间信息、地理位置信息、变电站工作状态信息、环境参数信息、安全参数信息，与存储在客户端平台数据库中的档案信息比对，超出规定范围则强行跳闸断电。
61.实施例二：
62.本实施例的目的是提供一种箱式变电站设备租赁智能管理系统的工作方法。
63.如图2所示，一种箱式变电站设备租赁智能管理系统的工作方法，其利用了上述的一种箱式变电站设备租赁智能管理系统，所述方法包括：
64.在变电站工作时，实时监测变电站设备的电流、电压、有功功率、无功功率以及功率因数等参数，实时监测变电站的环境参数和安全参数，保证变电站能够正常工作；
65.在变电站租赁工作时，获取变电站的安装使用位置，并将所有监测参数及位置信息通过无线网络汇集至远端控制平台；
66.远端控制平台根据实际监测到的设备工作参数、设备环境参数、设备安全参数、设备实际安装使用位置信息与对应设备的档案信息进行对比分析，若超出了限定的时间、位置及电气参数，向用户发出短信提示；若参数严重偏离，则远程自动控制闸刀开关跳闸；
67.当租借合同期满时，发出告警提醒用户归还或强行限制用户继续使用。在更多实施例中，还提供：
68.上述实施例提供的一种箱式变电站设备租赁智能管理系统及其工作方法可以实现，具有广阔的应用前景。
69.以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。