一种电力系统终端运行远程智能监控装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种电力系统终端运行远程智能监控装置，包括对变压器各个参量进行监控的变压器监控部分，对线路及设备进行监控的线路监控部分，对变电站所的内部环境进行监控的防盗监控部分；所述的变压器监控部分、线路监控部分、防盗监控部分将采集的各参数信息通过无线数据传输网络传输到监控终端。本发明通过无线传输的方式传输到监控终端，而不通过终端的服务器或终端平台进行集中数据处理，直接通过无线传输的方式传输至手机APP中，数据处理简单，并且，在通过修订方式还原信号后，能够准确得出监控结果。
【专利说明】
一种电力系统终端运行远程智能监控装置
技术领域
[0001] 本发明涉及电力系统监控领域，尤其涉及一种电力系统终端运行远程智能监控装 置及方法。
【背景技术】
[0002] 随着现代科学技术的不断发展，各领域提高管理效率、降低管理成本的要求越来 越高，尤其像工厂企事业单位变配电所这样网点多、分布散、日常维护管理是通过人工巡查 的方式，这存在两大问题:一是成本较高，要花费大量的人力和时间；二是效率较低，如果某 配电房发生功率因数故障不能及时发现面临的罚款，被偷抢、设备故障等意外，无法及时发 现处理。
[0003] 目前市场上也有很多防盗设备，但都存在一些问题，不适合应用在配电房的无人 值守方面。问题主要表现在以下两个方面:功能较单一，不够智能，无法完成诸如环境监测、 设备监测、门禁等任务;无记忆功能，无法将一些日常事务保存下来，并且，最终监控获取的 信息监控不方便。
[0004] 鉴于上述缺陷，本发明创造者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种电力系统终端运 行远程智能监控装置。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
[0007] -种电力系统终端运行远程智能监控装置，包括对变压器各个参量进行监控的变 压器监控部分，对线路及设备进行监控的线路监控部分，对变电站所的内部环境进行监控 的防盗监控部分；
[0008] 其中，所述的变压器监控部分包括电压电流测量模块，其对变压器的负载电流进 行监测，判定有无超载现象;监测电压是否正常，有无过压、欠压现象；
[0009] 还包括温度测量模块，监测变压器的温度是否正常，有无超过预设温度的现象； [0010]还包括瓦斯压力测量模块，实时监测变压器瓦斯压力是否正常动作；
[0011] 还包括断电监测模块，监测运行汇总的断路器是否因故障跳闸断电；
[0012] 还包括功率监测模块，监测运行中的有功无攻功率因数是否正常;并且，检测电能 电量使用情况；
[0013]还包括谐波监测模块，检测变压器运行中的谐波现象；
[0014] 上述各个测量模块和监测模块按照需要或者实时或者变压器运行中的各个参量 信息，对运行设备是否正常工作进行监测；
[0015] 所述的线路监控部分包括线路漏电监测模块，测量各供电线路及设备有无漏电现 象，避免人身触电；
[0016] 还包括线路温度监测模块，实时监测运行中的电缆温度及运行设备温度是否正 常，避免因温度过高发生火灾；
[0017] 还包括光电传感器，其安装在变电站室内，实时检测室内有无烟雾、火光现象，判 断是否有火灾危险；
[0018] 所述的防盗监控部分包括门控传感器、室内雷达探测器、视频监控头，监测是否有 人进入，发生危险；
[0019] 所述的变压器监控部分、线路监控部分、防盗监控部分将采集的各参数信息通过 无线数据传输网络传输到监控终端。
[0020] 进一步地，所述的电压电流测量模块，在采样时，每次取连续的他个周期，采样M1 次，在每一周期内取一瞬时值i，按照下述公式进行计算得出Im，
[0021] ⑴
[0022]式中，ImQk表示在N1个周期内的电流平均幅值，Im表示计算所得电流幅值，N 1表示每 次取样周期，Mi表示取样次数，w表示信号传输频率，Θ表示初始相角，在0-30°之间；k和j表 示序号。
[0023] 进一步地，所述的功率监测模块，对采样的功率计算过程依据下述公式(2)计算。
[0024] ⑵：
[0025]式中，？》表示计算所得功率值，Im〇k表示在N1个周期内的电流平均幅值，U mQk表示在 N1个周期内的电压平均幅值，1^表示取样次数。
[0026]进一步地，所述的监控终端内还设置有信号调整模块，其包括一采样模块、一信号 处理模块和一调整电路，其中，所述采样模块，其对所述故障出现时刻至自愈时刻的时间间 隔t内的信号进行采样;所述信号处理模块，其按照预设的参数对该信号进行调整发送至所 述调整电路;所述调整电路，生成调整后的信号波形；
[0027]所述信号采样模块，在时间间隔t内，平均分配为N2个区间，在每个区间内选择M2个 完整的波形，在每一周期内选择间断的X2个点，记录每个点的瞬时电流值i〇。
[0028] 进一步地，所述信号处理模块对选择的每个点进行调整，按下述公式（3)进行调 整；
[0029] Im=P X io (3)
[0030] 其中，^表示调整后的采样点的瞬时电流值，P表示调整系数，i〇表示采样点的瞬时 电流值。
[0031] 进一步地，所述的监控终端分别还对采集的各个传感器及温度监测模块的信息进 行调整;包括一光电转换模块、一滤波模块、一放大模块和一判决模块，其中，所述光电转换 模块对接收到的光信号转化成电信号，电信号经过滤波模块滤去干扰信号，经过放大模块 将信号放大的需要的强度，判决模块对信号均衡，根据判决公式对电信号进行判决，矫正信 号传输过程中产生的干扰。
[0032] 进一步地，所述监控终端通过下述判决公式进行信号恢复；
[0033]
(,5:)
[0034] 上述公式中Uk为各个传感器采集的输入信号序列处的均值，yk为监控终端的判决 模块接收到的序列，σ 2为噪声的方差，则恢复出的最有可能序列可有上述公式计算得出。
[0035] 与现有相比本发明的有益效果在于：本发明通过无线传输的方式传输到监控终 端，如手机ΑΡΡ，而不通过终端的服务器或终端平台进行集中数据处理，直接通过无线传输 的方式传输至手机APP中，数据处理简单，并且，在通过修订方式还原信号后，能够准确得出 监控结果。
[0036] 本发明通过测量多种信号参数，并通过无线传输网络传输至监控终端内，对不同 的测量方式采样的数据进行不同类型的数据还原。
【附图说明】
[0037] 图1为本发明的电力系统终端运行远程智能监控装置的功能框图。
【具体实施方式】
[0038]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0039] 请参阅图1所示，本发明实施例的电力系统终端运行远程智能监控装置包括对变 压器各个参量进行监控的变压器监控部分，对线路及设备进行监控的线路监控部分，对变 电站所的内部环境进行监控的防盗监控部分。
[0040] 其中，所述的变压器监控部分包括电压电流测量模块，其对变压器的负载电流进 行监测，判定有无超载现象;监测电压是否正常，有无过压、欠压现象；
[0041] 还包括温度测量模块，监测变压器的温度是否正常，有无超过预设温度的现象； [0042]还包括瓦斯压力测量模块，实时监测变压器瓦斯压力是否正常动作；
[0043] 还包括断电监测模块，监测运行汇总的断路器是否因故障跳闸断电；
[0044] 还包括功率监测模块，监测运行中的有功无攻功率因数是否正常;并且，检测电能 电量使用情况；
[0045] 还包括谐波监测模块，检测变压器运行中的谐波现象。
[0046] 上述各个测量模块和监测模块按照需要或者实时或者变压器运行中的各个参量 信息，对运行设备是否正常工作进行监测。
[0047] 所述的线路监控部分包括线路漏电监测模块，测量各供电线路及设备有无漏电现 象，避免人身触电；
[0048] 还包括线路温度监测模块，实时监测运行中的电缆温度及运行设备温度是否正 常，避免因温度过高发生火灾；
[0049] 还包括光电传感器，其安装在变电站室内，实时检测室内有无烟雾、火光现象，判 断是否有火灾危险。
[0050] 所述的防盗监控部分包括门控传感器、室内雷达探测器、视频监控头，监测是否有 人进入，发生危险。
[0051] 所述的变压器监控部分、线路监控部分、防盗监控部分将采集的各参数信息通过 无线数据传输网络传输到监控终端。
[0052] 在本实施例中，监控终端为移动设备，可为手机，通过安装在其上的APP进行数据 接收、数据处理。
[0053] 本发明实施例的电压电流测量模块，在采样时，每次取连续的见个周期，采样M1次， 在每一周期内取一瞬时值i，按照下述公式进行计算得出I m，
[0054] ⑴
[0055]式中，Im〇k表示在N1个周期内的电流平均幅值，Im表示计算所得电流幅值，N 1表示每 次取样周期，Mi表示取样次数，w表示信号传输频率，Θ表示初始相角，在0-30°之间；k和j表 示序号。
[0056] 在所述的监控终端内设置有电流幅值的阈值范围I1-I2,经上述计算得到的电流 幅值1^判断其是否在预设阈值Ii~I 2范围内，若是，则断定所述电流故障存在，若否，则重新 进行取样判断。
[0057] 电压电流测量模块采样方法与所述电流的采样方法相同，在同一时刻同时对电压 瞬时值u和电流瞬时值i进行采样，计算公式为将（1)中的电流信息替换成相应的电压信息， 得出电压幅值Um。
[0058] 所述的功率监测模块，对采样的功率计算过程依据下述公式(2)计算。
[0059] (2)
[0060] 式中，pm表示计算所得功率值，ImQk表示在N 1个周期内的电流平均幅值，UmtJk表示在 N1个周期内的电压平均幅值，1^表示取样次数。
[0061] 本发明中的电流和电压信号的采集，对多区段多周期内的信息进行采样，采样点 在每一周期内的任意位置，根据公式（1)进行电流幅值的确定;根据电流、电压参数计算功 率，使得数据获取的标准一致，更接近实际信号。
[0062] 在本发明实施例的监控终端内还设置有信号调整模块，其包括一采样模块、一信 号处理模块和一调整电路，其中，所述采样模块，其对所述故障出现时刻至自愈时刻的时间 间隔t内的信号进行采样;所述信号处理模块，其按照预设的参数对该信号进行调整发送至 所述调整电路;所述调整电路，生成调整后的信号波形。
[0063]所述信号采样模块，在时间间隔t内，平均分配为N2个区间，在每个区间内选择M2个 完整的波形，在每一周期内选择间断的X2个点，记录每个点的瞬时电流值i〇。
[0064] 所述信号处理模块对选择的每个点进行调整，按下述公式(3)进行调整；
[0065] im=P X io (3)
[0066] 其中，^表示调整后的采样点的瞬时电流值，P表示调整系数，i〇表示采样点的瞬时 电流值;调整系数P按下述公式(4)计算，
[0067]
：(4；)
[0068] 式中，ρ表示调整系数，iQ1和iQ2表示同一采样周期内的两个点的瞬时电流采样值， N表示采样次数，k表示采样序列。
[0069] 监控终端通过对传输后的信号进行调整，获取实时的真实数据信息，并通过该最 终的信号对电压、电流和功率信息进行判定。
[0070] 电压、电流信号等交流信号通过转换系数对各项数据进行还原，该种恢复方式更 加准确，对交流波信号具有较佳的还原精度。
[0071] 在本发明实施例中，所述的监控终端分别还对采集的各个传感器及温度监测模块 的信息进行调整;包括一光电转换模块、一滤波模块、一放大模块和一判决模块，其中，所述 光电转换模块对接收到的光信号转化成电信号，电信号经过滤波模块滤去干扰信号，经过 放大模块将信号放大的需要的强度，判决模块对信号均衡，根据判决公式对电信号进行判 决，矫正信号传输过程中产生的干扰。
[0072]恢复出原始信号后，经过电光转换器将恢复信号转换为光信号继续传输。
[0073] 所述监控终端通过下述判决公式进行信号恢复；
[0074]
CS)
[0075]上述公式中Uk为各个传感器采集的输入信号序列Xk的均值，yk为监控终端的判决 模块接收到的序列，σ2为噪声的方差，则恢复出的最有可能序列可有上述公式计算得出。 [0076]经过上述判决公式的恢复，对应找到每个序列的信号值，完成最终的信号恢复。 [0077] 本发明通过无线传输的方式传输到监控终端，如手机ΑΡΡ，而不通过终端的服务器 或终端平台进行集中数据处理，直接通过无线传输的方式传输至手机APP中，数据处理简 单，并且，在通过修订方式还原信号后，能够准确得出监控结果。
[0078] 本发明实施例，通过测量多种信号参数，并通过无线传输网络传输至监控终端内， 对不同的测量方式采样的数据进行不同类型的数据还原。
[0079] 本发明实施例的无线数据传输网络包括导入模块、组建模块和验证模块，导入模 块将各种电压值、电流值、电功率值进行数据解析并转换，按照预设的格式进行导入；
[0080] 所述的组件模块，组建模型化的比特率集合Rb，配网重构与电容器投切;所述配网 重构就是通过改变每个单元的组合状态，选择合适用户的供电路径，达到降低网损、平衡负 荷；
[0081 ] 所述的验证模炔基于模型验证规则进行单元验证;所述验证规则是通过数学表达 式进行验证，所述表达式分别为：
[0084]式中Rb为比特率集合，RB为波特率集合，A为常数，所述比特率集合Rb表示的是每 秒钟传送的二进制位数，所述波特率集合RB表示的是信号每秒钟变换的次数，因此，当Rb>
[0082]
[0083] RB时，所述验证规则遵循所述公式(6)，由于传输的二进制位数的速度大于信号变化的次 数，使得所述验证的过程加快，缩短了验证的时间，达到省时的目的。
[0085]当RbSRB时，所述验证规则遵循所述公式(7)，由于传输的二进制位数的速度小于 或等于信号变化的次数，有公式可知，Rb大于1倍的RB，故使得所述验证过程加快，缩短验证 时间，达到省时的目的。
[0086]经过无线数据传输模块的数据处理，在数据传输过程中，数据传输速度快;通过数 据网络的验证以及后期监控终端的恢复还原，数据传输的精度提高，尤其适合处理多种电 力参数的监控。
[0087]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其 发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种电力系统终端运行远程智能监控装置，其特征在于，包括对变压器各个参量进 行监控的变压器监控部分，对线路及设备进行监控的线路监控部分，对变电站所的内部环 境进行监控的防盗监控部分； 其中，所述的变压器监控部分包括电压电流测量模块，其对变压器的负载电流进行监 ，判定有无超载现象;监测电压是否正常，有无过压、欠压现象； 还包括溫度测量模块，监测变压器的溫度是否正常，有无超过预设溫度的现象； 还包括瓦斯压力测量模块，实时监测变压器瓦斯压力是否正常动作； 还包括断电监测模块，监测运行汇总的断路器是否因故障跳闽断电； 还包括功率监测模块，监测运行中的有功无攻功率因数是否正常;并且，检测电能电量 使用情况； 还包括谐波监测模块，检测变压器运行中的谐波现象； 上述各个测量模块和监测模块按照需要或者实时或者变压器运行中的各个参量信息， 对运行设备是否正常工作进行监测； 所述的线路监控部分包括线路漏电监测模块，测量各供电线路及设备有无漏电现象， 避免人身触电； 还包括线路溫度监测模块，实时监测运行中的电缆溫度及运行设备溫度是否正常，避 免因溫度过高发生火灾； 还包括光电传感器，其安装在变电站室内，实时检测室内有无烟雾、火光现象，判断是 否有火灾危险； 所述的防盗监控部分包括口控传感器、室内雷达探测器、视频监控头，监测是否有人进 入，发生危险； 所述的变压器监控部分、线路监控部分、防盗监控部分将采集的各参数信息通过无线 数据传输网络传输到监控终端。2. 根据权利要求1所述的电力系统终端运行远程智能监控装置，其特征在于，所述的电 压电流测量模块，在采样时，每次取连续的化个周期，采样化次，在每一周期内取一瞬时值i， 按照下述公式进行计算得出Im，(1) 式中，ImOk表示在化个周期内的电流平均幅值，表示计算所得电流幅值，化表示每次取 样周期，Ml表示取样次数，W表示信号传输频率，0表示初始相角，在0-30°之间；k和j表示序 号。3. 根据权利要求2所述的电力系统终端运行远程智能监控装置，其特征在于，所述的功 率监测模块，对采样的功率计算过程依据下述公式(2)计算。(2) 式中，Pm表示计算所得功率值，ImOk表示在化个周期内的电流平均幅值，UmOk表示在化个 周期内的电压平均幅值，化表示取样次数。4. 根据权利要求1所述的电力系统终端运行远程智能监控装置，其特征在于，所述的监 控终端内还设置有信号调整模块，其包括一采样模块、一信号处理模块和一调整电路，其 中，所述采样模块，其对所述故障出现时刻至自愈时刻的时间间隔t内的信号进行采样;所 述信号处理模块，其按照预设的参数对该信号进行调整发送至所述调整电路;所述调整电 路，生成调整后的信号波形； 所述信号采样模块，在时间间隔t内，平均分配为化个区间，在每个区间内选择M2个完整 的波形，在每一周期内选择间断的X2个点，记录每个点的瞬时电流值io。5. 根据权利要求4所述的电力系统终端运行远程智能监控装置，其特征在于，所述信号 处理模块对选择的每个点进行调整，按下述公式(3)进行调整； im=pX io (3) 其中，im表示调整后的采样点的瞬时电流值，P表示调整系数，io表示采样点的瞬时电流 值。6. 根据权利要求1所述的电力系统终端运行远程智能监控装置，其特征在于，所述的监 控终端分别还对采集的各个传感器及溫度监测模块的信息进行调整;包括一光电转换模 块、一滤波模块、一放大模块和一判决模块，其中，所述光电转换模块对接收到的光信号转 化成电信号，电信号经过滤波模块滤去干扰信号，经过放大模块将信号放大的需要的强度， 判决模块对信号均衡，根据判决公式对电信号进行判决，矫正信号传输过程中产生的干扰。7. 根据权利要求6所述的电力系统终端运行远程智能监控装置，其特征在于，所述监控 终端通过下述判决公式进行信号恢复；巧') 上述公式中Uk为各个传感器采集的输入信号序列Xk的均值，yk为监控终端的判决模块 接收到的序列，O2为噪声的方差，则恢复出的最有可能序列可有上述公式计算得出。
【文档编号】H02J13/00GK105914877SQ201610265796
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月26日
【发明人】吕文良, 吕忠华
【申请人】吕忠华