CN103986229A - 一种应用于电力领域的高压用户工作监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于电力领域的高压用户工作监测系统及方法，主要由主线保护电路、浪涌电压保护电路、高压智能端、传输电路、视频监测电路、供电电路、MCU单片机、后台监控中心系统组成，所述MCU单片机分别连接主线保护电路、供电电路、视频监测电路、高压智能端、浪涌电压保护电路和传输电路，所述传输电路连接后台监控中心系统，所述主线保护电路包括分别同MCU单片机相连接的主线隔离保护电路和电子式电流互感器，所述主线隔离保护电路包括包括依次相连的交流接触器、继电器和智能断路器，所述交流接触器连接MCU单片机；所述方法包括：供电启动，自效应处理，保护，监控，后台监控中心系统处理。

Description

一种应用于电力领域的高压用户工作监测系统及方法

技术领域

本发明涉及超高电压监控领域，具体的说，是一种应用于电力领域的高压用户工作监测系统及方法。

背景技术

高压用户是电力系统中介于超高压用户和低压用户之间的用户，经常是将超高压用户通过变压成为诸如10KV然后再进行变压供给一个工厂或一条民用供电线路所组成的低压用户，在整个电力系统中是一个特别重要的环节，它的工作是否正常，不光能影响到整个高压供电下的所有用户，并且更能直接影响它所管辖下的低压用户，为此，需要监测系统来进行工作监测，而现在常用的监测系统都是独立的进行高压端监测和低压端监测，此种监测方式当会出现如下弊端：当高压端出现故障时，只会在高压端同超高压端进行隔离分割或备线接入，而不会同步在高压端同低压端进行隔离分割或备线接入；当低压端出现故障时，只会在高压端同低压端进行隔离分割或备线接入，而不会同步在高压端同超高压端进行隔离分割或备线接入，此两种弊端的出现，将造成整个电网线路的负荷不平衡，延伸新的故障或将原故障蔓延，影响更多的同网用户，造成极大的经济损失和生命安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于电力领域的高压用户工作监测系统及方法，克服现有技术的不足，采用单片机技术进行多种信息处理和控制，将高压电保护和低压端保护进行有机结合，达到一端出现故障而另一端可以同时隔离分割或备线接入保护的目的，并通过后台监控中心系统进行总控和备份，以达到双重保护的目的，利用视频监测技术进行高压用户工作状态的现场监视，并传输到后台监控中心系统让后台管理员直观监测到高压用户的物理工作状态，达到快速故障点确定响应的目的。

本发明通过下述技术方案实现：一种应用于电力领域的高压用户工作监测系统，主要由主线保护电路、浪涌电压保护电路、高压智能端、传输电路、视频监测电路、供电电路、MCU单片机、后台监控中心系统组成，所述MCU单片机分别连接主线保护电路、供电电路、视频监测电路、高压智能端、浪涌电压保护电路和传输电路，所述传输电路连接后台监控中心系统，所述主线保护电路包括分别同MCU单片机相连接的主线隔离保护电路和电子式电流互感器，所述主线隔离保护电路包括依次相连的交流接触器、继电器和智能断路器，所述交流接触器连接MCU单片机；

其中，MCU单片机，对前端监测的数据进行处理，并发送控制指令到主线隔离保护电路、浪涌电压保护电路、高压智能端进行制动操作；

高压智能端，连接于高压用户和超高压用户之间，通过MCU单片机控制，智能隔离或备线接入等方式保护高压用户同超高压用户之间的电能传输；

浪涌电压保护电路，当间接雷电和直接雷电影响或其他瞬时过压的电涌干扰突然产生尖峰电流或者电压时，MCU单片机将控制浪涌电压保护电路在极短的时间内导通分流；

主线隔离保护电路，通过MCU单片机控制，采用智能隔离分割、备线接入等方式保护接于高压用户上的低压用户。

其工作原理及作用为：同高压端配网线相连接的电子式电流互感器感应线路电压、电流等变化，当感应到高压端出现异常情况时，反馈信号到MCU单片机中进行自校应处理，在MCU单片机内，反馈信号经解码处理后同MCU单片机内预设定的电压、电流、功率等预警值进行对比，当处于超出预警值的临界范围时，将会发出一个动作指令到设置于主线路隔离保护电路中的交流接触器中进行信号变换后通过操作继电器来进一步操作智能断路器，智能断路器将进行一系列的诸如同后续低压用户的电路进行隔离分割，备线接入的同时高压智能端也将智能操动进行高压用户同超高压用户之间的诸如故障端灭弧、断路操作之类的隔离分割处理和备线接入处理，从而保障高压用户故障不会影响到超高压用户以及超高压用户下的同网高压用户也不会影响到高压用户下的低压用户，达到分割故障，保护其它用户的目的；在工作中，当间接雷电和直接雷电影响或其他瞬时过压的电涌干扰突然产生尖峰电流或者电压时，MCU单片机将控制接于低压用户上的浪涌电压保护电路在极短的时间内导通分流，避免低压用户上的用电设备损坏，同时浪涌电压保护电路还将信息反馈到MCU单片机中进行处理后传输到后台监控中心系统中进行存储和备份，以便后台监控中心系统能够实时的对用户进行用电指导。其中，供电电路为MCU单片机的正常工作提供必要的工作电压；当高压用户出现事故故障时，视频监测电路把高压用户现场工作状态的视频图像信号传输到后台监控中心系统，让后台管理员直观监测到高压用户的物理工作状态，达到快速故障点确定响应的目的，克服现有技术的不足，采用单片机技术进行多种信息处理和控制，将高压电保护和低压端保护进行有机结合，达到一端出现故障而另一端可以同时隔离分割或备线接入保护的目的，并通过后台监控中心系统进行总控和备份，以达到双重保护的目的，利用视频监测技术进行高压用户工作状态的现场监视，并传输到后台监控中心系统让后台管理员直观监测到高压用户的物理工作状态，达到快速故障点确定响应的目的。

为更好的实现本发明所述系统，所述后台监控中心系统主要由监控中心主机系统组成，所述监控中心主机系统连接传输电路。

其工作原理及作用为：MCU单片机将自校应处理数据，浪涌电压保护动作事件记录数据、高压智能端保护动作事件记录数据、主线隔离保护电路所作出的保护动作事件记录数据，现场监控数据传输到后台监控中心系统进行备份、命令控制等处理，以便后台能通知工作人员进行快速的现场处理判断和维护，从而达到最快响应的目的。

为更好的实现本发明所述系统，所述视频监测电路主要由视频采集电路连接红外摄像仪所组成，所述视频采集电路连接MCU单片机。

其工作原理及作用为：设置于高压用户工作现场的红外摄像仪实时监控高压用户的物理工作现状，并将监控到的信息通过视频采集电路进行处理后发往MCU单片机中进行深度处理以备传输到监控中心主机系统中进行展示、备份，以便后台能通知工作人员进行快速的现场处理判断和维护，从而达到最快响应的目的。

在本发明所述系统中，所述MCU单片机优选为ADUC7023，ADUC7023是一款完全集成的1 MSPS、12位数据采集系统，在单芯片内集成高性能多通道ADC、16位/32位MCU和Flash/EE存储器。ADC具有多达12路单端输入。另外还有4个ADC输入通道也可以和4个DAC的输出引脚复用。ADC可以在单端模式或差分输入模式下工作，ADC输入电压范围为0 V至VREF。低漂移带隙基准电压源、温度传感器和电压比较器完善了ADC的外设设置。通过编程可将DAC输出范围设置为两种电压范围之一。DAC输出具有一个增强特性，能够在看门狗或软件复位时序中保持其输出电压。

为更好的实现本发明所述系统，所述传输电路采用GPRS传输电路，GPRS传输电路是基于现有成熟的GPRS通讯技术为数据传输平台的一种传输方式，具有高速、稳定、远距离传输的能力，能够为远距离信息传输搭建一个成熟稳定，安全可靠的平台。

一种应用于电力领域的高压用户工作监测的方法，包括以下步骤：

步骤A：供电启动，供电电路对MCU单片机供电启动工作；

步骤B：自效应处理，电子式电流互感器感应线路电压、电流等变化并传输到MCU单片机中进行自校应处理；

步骤C：保护，高压用户或低压用户保护；

步骤D：监控，视频监测电路对现场进行监控；

步骤E：后台监控中心系统处理，将步骤B的自校应处理数据、步骤C的保护动作事件记录数据、步骤D的现场监控数据传输到后台监控中心系统进行备份、命令控制等处理。

进一步的，为更好的实现本发明所述方法，所述步骤C包含以下步骤：

步骤C1，经步骤B处理后，监测出有浪涌干扰时，MCU单片机将控制浪涌电压保护电路工作；

步骤C2，经步骤B处理后，监测出高压用户的用电信息超出预警值出现用电异常时，主线隔离保护电路，将通过MCU单片机控制，采用智能隔离分割、备线接入等方式保护接于高压用户上的低压用户；

步骤C3，经步骤B处理后，监测出高压用户的用电信息超出预警值出现用电异常时，同步MCU单片机将控制高压智能端通过隔离分割、备线接入等方式保护高压用户同超高压用户之间的电能传输。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

1、本发明克服现有技术的不足，采用单片机技术进行多种信息处理和控制，将高压电保护和低压端保护进行有机结合，达到一端出现故障而另一端可以同时分割和替换保护的目的，并通过后台监控中心系统进行总控和备份，以达到双重保护的目的，利用视频监测技术进行高压用户工作状态的现场监视，并传输到后台监控中心系统让后台管理员直观监测到高压用户的物理工作状态，达到快速故障点确定响应的目的。

2、本发明所述一种应用于电力领域的高压用户工作监测系统能够通过后台监控中心系统及时通知工作人员进行快速的现场处理判断和维护，从而达到最快响应的目的。

3、本发明所述一种应用于电力领域的高压用户工作监测系统能够通过红外摄像仪进行实时的视频监控，以达到全程监控高压用户工作状态的目的。

4、本发明所述一种应用于电力领域的高压用户工作监测系统采用GPRS传输电路，GPRS传输电路是基于现有成熟的GPRS通讯技术为数据传输平台的一种传输方式，具有高速、稳定、远距离传输的能力，能够为远距离信息传输搭建一个成熟稳定，安全可靠的平台。

附图说明

图1为本发明的原理框图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

一种应用于电力领域的高压用户工作监测系统，如图1所示，主要由主线保护电路、浪涌电压保护电路、高压智能端、传输电路、视频监测电路、供电电路、MCU单片机、后台监控中心系统组成，所述MCU单片机分别连接主线保护电路、供电电路、视频监测电路、高压智能端、浪涌电压保护电路和传输电路，所述传输电路连接后台监控中心系统，所述主线保护电路包括分别同MCU单片机相连接的主线隔离保护电路和电子式电流互感器，所述主线隔离保护电路包括包括依次相连的交流接触器、继电器和智能断路器，所述交流接触器连接MCU单片机；

其中，MCU单片机，对前端监测的数据进行处理，并发送控制指令到主线隔离保护电路、浪涌电压保护电路、高压智能端进行制动操作；

高压智能端，连接于高压用户和超高压用户之间，通过MCU单片机控制，智能隔离或备线接入等方式保护高压用户同超高压用户之间的电能传输；

浪涌电压保护电路，当间接雷电和直接雷电影响或其他瞬时过压的电涌干扰突然产生尖峰电流或者电压时，MCU单片机将控制浪涌电压保护电路在极短的时间内导通分流；

主线隔离保护电路，通过MCU单片机控制，采用智能隔离分割、备线接入等方式保护接于高压用户上的低压用户。

其工作原理及作用为：同高压端配网线相连接的电子式电流互感器感应线路电压、电流等变化，当感应到高压端出现异常情况时，反馈信号到MCU单片机中进行自校应处理，在MCU单片机内，反馈信号经解码处理后同MCU单片机内预设定的电压、电流、功率等预警值进行对比，当处于超出预警值的临界范围时，将会发出一个动作指令到设置于主线路隔离保护电路中的交流接触器中进行信号变换后通过操作继电器来进一步操作智能断路器，智能断路器将进行一系列的诸如同后续低压用户的电路进行隔离分割，备线接入的同时高压智能端也将智能操动进行高压用户同超高压用户之间的诸如故障端灭弧、断路操作之类的隔离分割处理和备线接入处理，从而保障高压用户故障不会影响到超高压用户以及超高压用户下的同网高压用户也不会影响到高压用户下的低压用户，达到分割故障，保护其它用户的目的；在工作中，当间接雷电和直接雷电影响或其他瞬时过压的电涌干扰突然产生尖峰电流或者电压时，MCU单片机将控制接于低压用户上的浪涌电压保护电路在极短的时间内导通分流，避免低压用户上的用电设备损坏，同时浪涌电压保护电路还将信息反馈到MCU单片机中进行处理后传输到后台监控中心系统中进行存储和备份，以便后台监控中心系统能够实时的对用户进行用电指导。其中，供电电路为MCU单片机的正常工作提供必要的工作电压；当高压用户出现事故故障时，视频监测电路把高压用户现场工作状态的视频图像信号传输到后台监控中心系统，让后台管理员直观监测到高压用户的物理工作状态，达到快速故障点确定响应的目的，克服现有技术的不足，采用单片机技术进行多种信息处理和控制，将高压电保护和低压端保护进行有机结合，达到一端出现故障而另一端可以同时隔离分割或备线接入保护的目的，并通过后台监控中心系统进行总控和备份，以达到双重保护的目的，利用视频监测技术进行高压用户工作状态的现场监视，并传输到后台监控中心系统让后台管理员直观监测到高压用户的物理工作状态，达到快速故障点确定响应的目的。

实施例2：

本实施例是在实施例1的基础上进一步优化，进一步的，为更好的实现本发明所述系统，所述后台监控中心系统主要由监控中心主机系统组成，所述监控中心主机系统连接传输电路。

其工作原理及作用为：MCU单片机将自校应处理数据，浪涌电压保护动作事件记录数据、高压智能端保护动作事件记录数据、主线隔离保护电路所作出的保护动作事件记录数据，现场监控数据传输到后台监控中心系统进行备份、命令控制等处理，以便后台能通知工作人员进行快速的现场处理判断和维护，从而达到最快响应的目的。

实施例3：

本实施例是在实施例1的基础上进一步优化，为更好的实现本发明所述系统，如图1所示，所述视频监测电路主要由视频采集电路连接红外摄像仪所组成，所述视频采集电路连接MCU单片机。

其工作原理及作用为：设置于高压用户工作现场的红外摄像仪实时监控高压用户的物理工作现状，并将监控到的信息通过视频采集电路进行处理后发往MCU单片机中进行深度处理以备传输到监控中心主机系统中进行展示、备份，以便后台能通知工作人员进行快速的现场处理判断和维护，从而达到最快响应的目的。

实施例4：

本实施例是在实施例1的基础上进一步优化，在本发明所述系统中，所述MCU单片机优选为ADUC7023，ADUC7023是一款完全集成的1 MSPS、12位数据采集系统，在单芯片内集成高性能多通道ADC、16位/32位MCU和Flash/EE存储器。ADC具有多达12路单端输入。另外还有4个ADC输入通道也可以和4个DAC的输出引脚复用。ADC可以在单端模式或差分输入模式下工作，ADC输入电压范围为0 V至VREF。低漂移带隙基准电压源、温度传感器和电压比较器完善了ADC的外设设置。通过编程可将DAC输出范围设置为两种电压范围之一。DAC输出具有一个增强特性，能够在看门狗或软件复位时序中保持其输出电压。

实施例5：

本实施例是在实施例1的基础上进一步优化，为更好的实现本发明所述系统，所述传输电路采用GPRS传输电路，GPRS传输电路是基于现有成熟的GPRS通讯技术为数据传输平台的一种传输方式，具有高速、稳定、远距离传输的能力，能够为远距离信息传输搭建一个成熟稳定，安全可靠的平台。

实施例6：

一种应用于电力领域的高压用户工作监测的方法，包括以下步骤：

步骤A：供电启动，供电电路对MCU单片机供电启动工作；

步骤B：自效应处理，电子式电流互感器感应线路电压、电流等变化并传输到MCU单片机中进行自校应处理；

步骤C：保护，高压用户或低压用户保护；

步骤D：监控，视频监测电路对现场进行监控；

步骤E：后台监控中心系统处理，将步骤B的自校应处理数据、步骤C的保护动作事件记录数据、步骤D的现场监控数据传输到后台监控中心系统进行备份、命令控制等处理。

实施例7：

本实施例是在实施例6的基础上进一步优化，进一步的，为更好的实现本发明所述方法，所述步骤C包含以下步骤：

步骤C1，经步骤B处理后，监测出有浪涌干扰时，MCU单片机将控制浪涌电压保护电路工作；

步骤C2，经步骤B处理后，监测出高压用户的用电信息超出预警值出现用电异常时，主线隔离保护电路，将通过MCU单片机控制，采用智能隔离分割、备线接入等方式保护接于高压用户上的低压用户；

步骤C3，经步骤B处理后，监测出高压用户的用电信息超出预警值出现用电异常时，同步MCU单片机将控制高压智能端通过隔离分割、备线接入等方式保护高压用户同超高压用户之间的电能传输。

本发明克服现有技术的不足，采用单片机技术进行多种信息处理和控制，将高压电保护和低压端保护进行有机结合，达到一端出现故障而另一端可以同时分割和替换保护的目的，并通过后台监控中心系统进行总控和备份，以达到双重保护的目的，利用视频监测技术进行高压用户工作状态的现场监视，并传输到后台监控中心系统让后台管理员直观监测到高压用户的物理工作状态，达到快速故障点确定响应的目的。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种应用于电力领域的高压用户工作监测系统，其特征在于：主要由主线保护电路、浪涌电压保护电路、高压智能端、传输电路、视频监测电路、供电电路、MCU单片机、后台监控中心系统组成，所述MCU单片机分别连接主线保护电路、供电电路、视频监测电路、高压智能端、浪涌电压保护电路和传输电路，所述传输电路连接后台监控中心系统，所述主线保护电路包括分别同MCU单片机相连接的主线隔离保护电路和电子式电流互感器，所述主线隔离保护电路包括依次相连的交流接触器、继电器和智能断路器，所述交流接触器连接MCU单片机；

其中，MCU单片机，对前端监测的数据进行处理，并发送控制指令到主线隔离保护电路、浪涌电压保护电路、高压智能端进行制动操作；

高压智能端，连接于高压用户和超高压用户之间，通过MCU单片机控制，智能隔离或备线接入等方式保护高压用户同超高压用户之间的电能传输；

浪涌电压保护电路，当间接雷电和直接雷电影响或其他瞬时过压的电涌干扰突然产生尖峰电流或者电压时，MCU单片机将控制浪涌电压保护电路在极短的时间内导通分流；

主线隔离保护电路，通过MCU单片机控制，采用智能隔离分割、备线接入等方式保护接于高压用户上的低压用户。

2.根据权利要求1所述一种应用于电力领域的高压用户工作监测系统，其特征在于：所述后台监控中心系统主要由监控中心主机系统组成，所述监控中心主机系统连接传输电路。

3.根据权利要求1所述一种应用于电力领域的高压用户工作监测系统，其特征在于：所述视频监测电路主要由视频采集电路连接红外摄像仪所组成，所述视频采集电路连接MCU单片机。

4.根据权利要求1所述一种应用于电力领域的高压用户工作监测系统，其特征在于：所述传输电路采用GPRS传输电路。

5.根据权利要求1所述一种应用于电力领域的高压用户工作监测系统，其特征在于：所述MCU单片机为ADUC7023。

6.一种应用于电力领域的高压用户工作监测的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤A：供电启动，供电电路对MCU单片机供电启动工作；

步骤B：自效应处理，电子式电流互感器感应线路电压、电流等变化并传输到MCU单片机中进行自校应处理；

步骤C：保护，高压用户或低压用户保护；

步骤D：监控，视频监测电路对现场进行监控；

步骤E：后台监控中心系统处理，将步骤B的自校应处理数据、步骤C的保护动作事件记录数据、步骤D的现场监控数据传输到后台监控中心系统进行备份、命令控制等处理。

7.根据权利要求6所述一种应用于电力领域的高压用户工作监测的方法，其特征在于：所述步骤C包含以下步骤：

步骤C1，经步骤B处理后，监测出有浪涌干扰时，MCU单片机将控制浪涌电压保护电路工作；

步骤C2，经步骤B处理后，监测出高压用户的用电信息超出预警值出现用电异常时，主线隔离保护电路，将通过MCU单片机控制，采用智能隔离分割、备线接入等方式保护接于高压用户上的低压用户；

步骤C3，经步骤B处理后，监测出高压用户的用电信息超出预警值出现用电异常时，同步MCU单片机将控制高压智能端通过隔离分割、备线接入等方式保护高压用户同超高压用户之间的电能传输。