CN103941784A - 配电站环境监控采集系统及其监控采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种配电站环境监控采集系统，该采集系统包含：传感器，其设置于配电站中实时采集配电站环境信息并上传；监控测控装置，其电路连接传感器的输出端，接收传感器采集的配电站环境信息；通讯模块，其双向电路连接监控测控装置，将采集做得的配电站环境信息向外通讯输出。本发明设有温湿度采集器、水浸传感器和点型感烟器可分别探测配电站的温湿度、是否进水和火灾情况，如发生异常则实时告警并向外上传相应信息，全方位的对配电站环境进行监测，保证电网安全和供电可靠性。

Description

配电站环境监控采集系统及其监控采集方法

技术领域

本发明涉及一种配电站信息采集技术，具体涉及一种配电站环境监控采集系统及其监控采集方法。

背景技术

随着社会经济的发展，配电站的数量不断增多，其地理位置越来越分散，这给周期性巡视带来了一定的困难。不仅配电站的维护存在很多问题，而且城市土地的紧张、居民区现代化高层建筑大量涌现，导致越来越多的配电站建在潮湿的地下，运行环境的优劣直接影响到电气设备的正常运行。

配电站作为电网末端，地理位置分散，电压等级较低，一般是无人值守，担负直接为本区域用户直接输送电能的任务。通过对多个配电站的调研，发现其数量众多、运行环境复杂，是电网中存在安全隐患最多的部分：随着居民区变电站数量不断增加，周期性巡视负担越来越重；某些变电站运行环境恶劣，在极端气象条件下，对供电可靠性和电气设备本身运行不利；夏季的高温、潮湿会影响一次设备绝缘、控制设备操作和计量装置精度；地下的变电站还存在雨水过大和地下水管破裂形成的漏水隐患；位于地下变电站常因通风不好导致氧气含量不足；环网柜和SF6气体对巡视和检修人员的安全威胁等。

配电站内电气设备的安全稳定直接关系到配电网的可靠运行，为了保证电气设备的正常运行，预防电力事故，及时获取配电站温度、湿度、水浸等辅助环境数据对于电气设备安全运行至关重要。另外，由于配电站地理位置比较分散，且没有建成专用的数据传输通道，因此在实现了监测功能的基础上，还要解决各站监测数据的通讯问题。在通讯方式的选择上，架设专线前期投入较大，光纤通信施工成本高，电力线载波系统的稳定性、可靠性较差。

发明内容

本发明提供一种配电站环境监控采集系统及其监控采集方法，能实现配电站环境数据的采集，使用方便、始终在线、资费合理，保障电网安全和供电可靠性。

为实现上述目的，本发明提供一种配电站环境监控采集系统，其特点是，该采集系统包含：

传感器，其设置于配电站中实时采集配电站环境信息并上传；

监控测控装置，其电路连接传感器的输出端，接收传感器采集的配电站环境信息；

通讯模块，其双向电路连接监控测控装置，将采集做得的配电站环境信息向外通讯输出。

上述传感器包含：

温湿度采集器，其电路连接监控测控装置输入端，采集并上传配电站内温湿度信息；

水浸传感器，其电路连接监控测控装置输入端，探测配电站内有积水即告警并上传积水信息；

点型感烟器，其电路连接监控测控装置输入端，探测配电站内有火灾即告警并上传火灾信息。

上述监控测控装置包含：

监控测控装置主控电路，其通过总线接口电路连接传感器；

显示模块，其电路连接所述监控测控装置主控电路；

电平转换模块，其电路连接所述监控测控装置主控电路和通讯模块。

上述温湿度采集器包含：

温湿度采集器主控电路；其通过总线接口电路连接监控测控装置；

时钟模块，其电路连接所述温湿度采集器主控电路；

温度传感器，其电路连接所述温湿度采集器主控电路；

湿度传感器，其电路连接所述温湿度采集器主控电路。

上述监控测控装置的输出端还连接有风机控制器和空调控制器；

上述风机控制器和空调控制器分别包含：

主控电路，其通过总线接口电路连接监控测控装置；

开关量输出，其电路连接所述的主控电路；

控制器件，其输入端电路连接所述开关量输出，输出端电路连接风机或空调。

上述通讯模块采用GPRS或CDMA数据传输单元。

一种上述配电站环境监控采集系统的监控采集方法，其特点是，该方法包含：

传感器实时监测配电站环境信息并传输至监控测控装置；

监控测控装置通过通讯模块将实时监测的配电站环境信息上传。

上述监控测控装置中设有温湿度阈值，当监控测控装置接收到配电站环境信息的温湿度信息超过该阈值，配电站环境信息即向空调控制器和风机控制器发出控制指令，以控制空调和/或风机启停，调节配电站内温湿度环境。

上述水浸传感器实时探测配电站内是否有积水，若探测得到有积水，则水浸传感器和/或监控测控装置声光告警，并向外上传积水信息。

上述点型感烟器实时探测配电站内是否有火灾，若探测得到有火灾，则点型感烟器和/或监控测控装置声光告警，并向外上传火灾信息。

本发明配电站环境监控采集系统及其监控采集方法和现有技术的配电站环境监测技术相比，其优点在于，本发明设有温湿度采集器、水浸传感器和点型感烟器可分别探测配电站的温湿度、是否进水和火灾情况，如发生异常则实时告警并向外上传相应信息，全方位的对配电站环境进行监测，保证电网安全和供电可靠性；

本发明监控测控装置中设有温湿度阈值，当监控测控装置接收到配电站环境信息的温湿度信息超过该阈值，配合风机控制器和空调控制器，控制空调和/或风机启停，调节配电站内温湿度环境，保证电网安全和供电可靠性。

附图说明

图1为本发明配电站环境监控采集系统的电路示意图；

图2为本发明监控测控装置的电路模块图；

图3为本发明温湿度采集器的电路模块图；

图4为本发明风机控制器或空调控制器的电路模块图。

具体实施方式

以下结合附图，进一步说明本发明具体实施例。

如图1所示，本发明公开一种配电站环境监控采集系统，该采集系统包含：设置在配电站内各处的传感器，电路连接传感器的输出端的监控测控装置1和双向电路连接监控测控装置的通讯模块，通讯模块外接后续设备。监控测控装置1输出端还电路连接有风机控制器7和空调控制器6。

传感器包含分别电路连接监控测控装置1输入端的温湿度采集器3、水浸传感器4和点型感烟器5。

通讯模块2用于将采集做得的配电站环境信息向外通讯输出。通讯模块2采用GPRS或CDMA数据传输单元（DTU）。本实施例中，通讯模块2采用型号为YOUREN-GRPS-DTU。

监控测控装置1用于接收传感器采集的配电站环境信息，进行预处理、A/D转换和上传，并向风机控制器7和空调控制器6发送控制指令。

如图2所示，监控测控装置1包含监控测控装置主控电路11、显示模块12、电平转换模块13、总线接口14和电源15。

监控测控装置主控电路11通过总线接口14电路连接传感器。监控测控装置主控电路11采用MSP430单片机+LCD的解决方案，系统只需一个单片就可代管传统的51单片机+ROM、RAM和FO扩展+AD+看门狗，无需任何扩展，此方案的优点是仪器体积小，硬件电路简单，检测故障容易，开发成本低，系统的稳定性和可靠性高，抗干扰能力得到了加强。本发明中，监控测控装置主控电路11可采用型号为C8051F020的单片机。此处总线接口14采用MAX485。

电源15采用SE2405-120W芯片，电路连接监控测控装置主控电路11并为其供电。

显示模块12选用DMT64480-WT芯片，其电路连接监控测控装置主控电路11，可进行告警和参数显示。

电平转换模块13选用MAX232芯片，其电路连接监控测控装置主控电路11和通讯模块2。实现将监控测控装置主控电路11输出的信息进行处理后发送至通讯模块2，由通讯模块2向外上传。

如图3所示， 若干个温湿度采集器3配置在配电站内，用于实时采集并上传配电站内温湿度信息，其包含：温湿度采集器主控电路31，以及分别电路连接该温湿度采集器主控电路31的时钟模块32、温度传感器33、湿度传感器34、电源模块36和总线接口35。

温湿度采集器主控电路31通过总线接口35电路连接至监控测控装置1。本实施例中，温湿度采集器主控电路31采用C8051F020芯片，总线接口35选用型号MAX485。

时钟模块32选用DS1302芯片，为温湿度采集器主控电路31提供时钟信号。

温度传感器33选用DHT11芯片，实时检测配电站内的温度信息上传至温湿度采集器主控电路31。

湿度传感器34选用SHT15芯片，实时检测配电站内的湿度信息上传至温湿度采集器主控电路31。

电源模块36选用SE2405-120W芯片，电路连接温湿度采集器主控电路31并为其供电。

水浸传感器4安装在配电站的电缆沟内，当遇到电缆沟内有积水问题时，发出报警信号，报警时间及积水点向监控测控装置1实时传送，并由通讯模块2向外发送。水浸传感器4选用点式水浸传感器，全密封防水结构，不锈钢双针探头，检测高度可调节，通过其输出的继电器触点信号，可实现远程报警及远程设备的控制。

点型感烟器5设置在配电室内，实时探测配电站内火灾情况，在变配电室发生火灾时，点型感烟器会发出声光报警信号即时报警，并上传火灾信息至监控测控装置1，由监控测控装置1通过风机控制器7和空调控制器6关闭风机和空调，并禁止风机和空调启动，报警时间通讯模块2向外发送。

如图4所示，风机控制器和空调控制器分别包含：主控电路41，电路连接主控电路41的开关量输出42、电源模块45和总线接口44，以及输入端电路连接开关量输出42的控制器件43。

主控电路41通过总线接口44电路连接监控测控装置，接收来自监控测控装置1的控制命令。本实施例中，主控电路41选用C8051F020芯片，总线接口44选用MAX485芯片。

开关量输出42接收主控电路41发出的控制指令并发送至控制器件43，其选用SDT-SS-120M芯片。

控制器件43接收开关量输出42的指令，根据指令控制风机或空调。其选用CJX2-1810芯片。

电源模块45选用SE2405-120W，其电路连接主控电路41并为其供电。

通过空调控制器6可对空调进行远程或自动控制，无需人员到现场即可完成设定时间点自动定时开启和关闭空调，根据温度、湿度设定自动开启和关闭空调制冷，实时监测空调的运行状态，实现制热、除湿、温度调节、送风控制等各种调节功能。当设备出现故障时，采取故障联动控制，进行实时报警，及时通知维护人员进行维修。空调开启和关闭状态及时间通过通讯模块2实时向外上传。

通过风机控制器7可对风机进行远程或自动控制，无需人员到现场即可启停风机；可设定时间点自动定时开启和关闭风机；可根据湿度设定自动开启和关闭风机；风机开启和关闭状态及时间通过通讯模块2实时向外上传。

本发明还公开了一种配电站环境监控采集系统的监控采集方法，该方法包含以下步骤：

传感器实时监测配电站环境信息并传输至监控测控装置1；

监控测控装置1通过通讯模块2将实时监测的配电站环境信息上传。

监控测控装置2中设有温湿度阈值，当监控测控装置2接收到配电站环境信息的温湿度信息（由温湿度采集器3测得）超过该阈值，配电站环境信息即向空调控制器6和风机控制器7发出控制指令，以控制空调和/或风机启停，调节配电站内温湿度环境。

水浸传感器4实时探测配电站内是否有积水，若探测得到有积水，则水浸传感器4和/或监控测控装置1进行声光告警，并向外上传积水信息。

点型感烟器5实时探测配电站内是否有火灾，若探测得到有火灾，则点型感烟器5和/或监控测控装置1进行声光告警，并向外上传火灾信息。

本发明通过上述电路设备实现如下功能：

消防报警：感烟器感应到烟雾时，主控制器报警，同时把信号即时传送到远方服务器。

水浸报警：水浸传感器感应到水时，主控制器报警，同时把信号即时传送到远方服务器。

温湿度定时采集：根据设定的采集周期，定时采集温湿度数值，并传输至远方服务器。

高温制冷：无消防报警时，当温湿度采集器检测到温度高于阈值时，自动启动空调“制冷”，温度低于回差时，运行指定时间后，停止空调运行。

高湿除湿：无消防报警和高温制冷时，当温湿度采集器检测到湿度高于阈值时，自动启动空调“除湿”，湿度低于回差时，运行指定时间后，停止空调运行。

高湿排风：无消防报警、高温制冷和高湿除湿时，当户内温湿度采集器与户外温湿度采集器监测的湿度差值高于阈值时，自动通风指定时间。 

定时排风：无消防报警、高温制冷、高湿除湿和高湿排风时，按指定时间，自动通风。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种配电站环境监控采集系统，其特征在于，该采集系统包含：

传感器，其设置于配电站中实时采集配电站环境信息并上传；

监控测控装置，其电路连接传感器的输出端，接收传感器采集的配电站环境信息；

通讯模块，其双向电路连接所述监控测控装置，将采集做得的配电站环境信息向外通讯输出。

2.如权利要求1所述的配电站环境监控采集系统，其特征在于，所述传感器包含：

温湿度采集器，其电路连接监控测控装置输入端，采集并上传配电站内温湿度信息；

水浸传感器，其电路连接监控测控装置输入端，探测配电站内有积水即告警并上传积水信息；

点型感烟器，其电路连接监控测控装置输入端，探测配电站内有火灾即告警并上传火灾信息。

3.如权利要求1所述的配电站环境监控采集系统，其特征在于，所述监控测控装置包含：

监控测控装置主控电路，其通过总线接口电路连接传感器；

显示模块，其电路连接所述监控测控装置主控电路；

电平转换模块，其电路连接所述监控测控装置主控电路和通讯模块。

4.如权利要求2所述的配电站环境监控采集系统，其特征在于，所述温湿度采集器包含：

温湿度采集器主控电路；其通过总线接口电路连接监控测控装置；

时钟模块，其电路连接所述温湿度采集器主控电路；

温度传感器，其电路连接所述温湿度采集器主控电路；

湿度传感器，其电路连接所述温湿度采集器主控电路。

5.如权利要求1所述的配电站环境监控采集系统，其特征在于，所述监控测控装置的输出端还连接有风机控制器和空调控制器；

所述风机控制器和空调控制器分别包含：

主控电路，其通过总线接口电路连接监控测控装置；

开关量输出，其电路连接所述的主控电路；

控制器件，其输入端电路连接所述开关量输出，输出端电路连接风机或空调。

6.如权利要求1所述的配电站环境监控采集系统，其特征在于，所述通讯模块采用GPRS或CDMA数据传输单元。

7.一种如权利要求1至6中任意一项权利要求所述配电站环境监控采集系统的监控采集方法，其特征在于，该方法包含：

传感器实时监测配电站环境信息并传输至监控测控装置；

监控测控装置通过通讯模块将实时监测的配电站环境信息上传。

8.如权利要求7所述的配电站环境智能控制系统，其特征在于，所述监控测控装置中设有温湿度阈值，当监控测控装置接收到配电站环境信息的温湿度信息超过该阈值，配电站环境信息即向空调控制器和风机控制器发出控制指令，以控制空调和/或风机启停，调节配电站内温湿度环境。

9.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述水浸传感器实时探测配电站内是否有积水，若探测得到有积水，则水浸传感器和/或监控测控装置声光告警，并向外上传积水信息。

10.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述点型感烟器实时探测配电站内是否有火灾，若探测得到有火灾，则点型感烟器和/或监控测控装置声光告警，并向外上传火灾信息。