CN104242459A - 变电站实时监测分析系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站实时监测分析系统，包括数据采集模块、数据传输模块和数据处理模块。所述数据采集模块车载于巡检车，使所述数据采集模块可自由移动地采集变电站各种设备的数据。所述数据采集模块通过数据传输模块传输给数据处理模块，所述数据处理模块进行实时监测及智能分析，从而实现电力设备远程智能式监控。本变电站实时监测分析系统，能自主灵活地选择监测范围和对象，有效克服定点安装监控平台不能移动的缺点，不仅扩大了监控范围，而且减小了远距离监控带来的温度误差导致电压致热型设备的测温不准等问题，提高了工作效率，减少了人力物力。本发明还提供一种变电站实时监测分析方法。

Description

变电站实时监测分析系统及其方法

技术领域

本发明涉及监测技术领域，特别涉及一种变电站实时监测分析系统及其方法。

背景技术

目前，随着变电站无人值守技术的迅速发展，在线红外监测系统在有线局域网中的运用越来越广泛，它能降低变电站的运行成本，减少运行维护人员，达到减人增效的目的，也能协助工作人员在电气设备发生故障之前解决故障，确保电气设备的正常运行。现今采用的固定式定点安装的红外监控系统，监控前端不能自由移动、监控的覆盖率低、有效监控面积小，容易带来远距离测量电力设备测温不准等问题。另外，采用铺轨移动的红外监控系统，铺轨的位置选择、运行轨道的设计和轨道的后期维护都需要投入大量的人力物力，铺轨成本较高，并且可以监测的区域也有限。

发明内容

基于此，有必要针对固定式定点安装的红外监控系统监控的覆盖率低、有效监控面积小，容易带来远距离测量电力设备测温不准等问题，提供一种监控范围大的变电站实时监测分析系统。

另外，还有必要提供一种应用上述变电站实时监测分析系统的变电站实时监测分析方法。

一种变电站实时监测分析系统，包括数据采集模块、数据传输模块和数据处理模块；所述数据采集模块承载于巡检车，所述数据采集模块采集变电站各种设备的数据；所述数据传输模块包括服务器和无线网络，所述服务器储存和传输所述数据采集模块采集的数据,所述数据传输模块将数据采集模块采集到的数据传输到所述数据处理模块；所述数据处理模块包括客户端和服务器终端，所述客户端和所述服务器终端连接，所述客户端调用所述服务器的数据，对采集的数据进行实时监测及智能分析，实现电力设备远程智能式监控。

在其中一个实施例中，变电站实时监测分析系统采用自由组网式的结构，包括一个或多个所述数据采集模块，所述数据传输模块还包括运营商基站，所述运营商基站为一个或多个，所述数据采集模块通过无线网络将数据传输给所述运营商基站。

在其中一个实施例中，一个运营商基站和一个数据采集模块设置在一个变电站内；一个变电站内的多台巡检车同时监控，或者多个变电站内的多台巡检车同时监控。

在其中一个实施例中，所述客户端为一个或多个，一个客户端远程监控一个或多个变电站的多台巡检车，或者多个客户端远程监控一个巡检车。

在其中一个实施例中，所述数据采集模块为监控前端，所述监控前端包括摄像机和红外热像仪，红外与可见光双通道匹配显示，所述监控前端可360度旋转；所述巡检车包括车身、电动升降柱及车轮，所述电动升降柱安装在所述车身上，所述监控前端安装在所述电动升降柱上，所述电动升降柱控制所述监控前端的自由伸缩；所述车轮安装在车身底部，所述车轮的滚动带动所述数据采集模块的自由移动。

在其中一个实施例中，所述客户端包括巡检功能设置模块，所述巡检功能设置模块包括巡检参数设置模块、巡检控制模块和巡检记录数据处理模块，所述巡检功能设置模块采用可编程的自动巡检监控模式，所述巡检参数设置模块对巡检的参数进行设置，所述巡检控制模块根据所述巡检参数设置模块的参数设置自动对变电站内各带电设备进行巡检，所述巡检记录数据处理模块对巡检的数据进行记录与处理。

在其中一个实施例中，所述巡检参数设置模块包括云台预置位设置单元、红外测温点设置单元、报警条件设置单元和巡检模式设置单元，所述巡检模式设置包括定时巡检、隔时巡检和不巡检三种模式；实时监测分析系统所述巡检记录数据处理模块包括报警记录查询、运行记录查询、运行状态查询和生成及打印报告；实时监测分析系统所述巡检记录数据处理模块包括报警记录查询、运行记录查询、运行状态查询和生成及打印报告。

一种变电站实时监测分析方法，包括以下步骤：

数据处理模块设置客户端的巡检功能设置模块的巡检功能；

车载于巡检车的数据采集模块根据所述巡检功能设置模块的设置，自由移动地采集变电站各种设备的数据；

数据传输模块将所述数据传输模块采集的数据通过服务器储存和显示，并通过无线网络传输到所述数据处理模块；

数据处理模块对所述客户端调用的所述服务器的数据进行实时监测及智能分析。

在其中一个实施例中，数据处理模块设置客户端的巡检功能设置模块的巡检功能的步骤，包括：

巡检参数设置模块设置巡检的参数；

巡检控制模块根据所述巡检参数设置模块的参数设置自动对变电站内各带电设备进行巡检；

巡检记录数据处理模块对巡检的数据进行记录与处理。

在其中一个实施例中，车载于巡检车的数据采集模块根据所述巡检功能设置模块的设置，自由移动地采集变电站各种设备的数据的步骤，包括：

判断是否达到设置的报警条件，若是，则发出警报，不进行数据采集；

若否，则不发出警报，监控前端根据预设的巡检功能自动对各设备进行图像采集及测温。

一种变电站实时监测分析系统，包括数据采集模块、数据传输模块和数据处理模块。所述数据采集模块车载于巡检车，使所述数据采集模块可自由移动地采集变电站各种设备的数据。所述数据采集模块通过数据传输模块传输给数据处理模块，所述数据处理模块进行实时监测及智能分析，从而实现电力设备远程智能式监控。本变电站实时监测分析系统，能自主灵活地选择监测范围和对象，有效克服定点安装监控平台不能移动的缺点，不仅扩大了监控范围，而且减小了远距离监控带来的温度误差导致电压致热型设备的测温不准等问题，提高了工作效率，减少了人力物力。本发明还提供一种变电站实时监测分析方法。

附图说明

图1为本发明变电站实时监测分析系统的第一较佳实施例示意图；

图2为本发明的巡检车的一实施例的示意图；

图3为本发明的巡检功能设置模块的一实施例的示意图；

图4为本发明变电站实时监测分析系统的第二较佳实施例示意图；

图5为本发明变电站实时监测分析方法的一实施例示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，以下根据附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

如图1所示，一实施例的变电站实时监测分析系统100，包括数据采集模块110、数据传输模块120和数据处理模块130。

所述数据采集模块110车载于所述巡检车200(见图2)，使所述数据采集模块110自由移动，自主灵活地采集变电站各种设备的数据。所述巡检车200承载所述数据采集模块110的自由移动，从而实现所述数据采集模块110自主灵活地选择监测范围和对象，有效克服定点安装监控平台不能移动的缺点，不仅扩大了监控范围，而且减小了远距离监控带来的温度误差导致电压致热型设备的测温不准等问题。

所述数据传输模块120包括服务器121和无线网络122，对采集的数据进行存储、显示和处理，并且所述数据传输模块120对所述数据采集模块110进行操控；所述数据传输模块120将采集的数据通过所述无线网络122传输到所述数据处理模块130。具体地，所述服务器121为视频服务器。

所述数据处理模块130包括服务器终端131和客户端132，所述服务器终端131与所述客户端132通过有线局域网相连接。所述客户端132接入有线局域网，有线局域网内不同PC(计算机)授予不同权限，通过有线局域网即可进行查看、巡视、管理控制等操作，提高系统的安全性。特别地，所述数据处理模块130的客户端132也可通过无线网络直接与所述服务器121连接。如此，所述客户端132可通过所述服务器121中远程巡视设备运行状态，查看巡视日志，并调用所述服务器121的数据，对采集的数据进行实时监测及智能分析，实现电力设备远程智能式监控。

所述客户端132包括巡检功能设置模块400(见图4)，所述巡检功能设置模块400具备灵活多样的巡检方式，根据所述巡检功能设置模块400的设定，控制所述数据采集模块110的智能巡检，并对采集的数据进行实时监测、自动分析和设备故障诊断。

变电站实时监测分析系统100中，所述数据处理模块130通过所述数据传输模块120，与所述数据采集模块110建立联系，实时传输远程数据。基于无线网络和有线局域网络，可应用于变电站智能监控，实现“五遥”功能(遥测，遥信，遥调，遥控和遥视)，能够合理优化和配置设备的停运检修时间，提高供电质量，实现无人值守电力智能巡检，故障提前预警，快速隔离故障，自我恢复和有线局域网重构等功能。

如图2所示，所述巡检车200承载所述数据采集模块110的自由移动，使所述数据采集模块110自主灵活地采集变电站各种设备的数据。

在本实施例中，所述数据采集模块110为监控前端，所述监控前端车载于巡检车200，所述监控前端采集变电站各种设备的数据。

具体地，所述监控前端为设置有摄像机和红外热像仪的监控前端。所述监控前端包括摄像机和红外热像仪，且可360度自由旋转，采集监控前端周围的数据，自动进行温度与图像扫描，捕捉到变电站内电气设备情况，以实现前端无人执守电力智能巡检，摄像机和红外热像仪的设置能实现红外与可见光双通道匹配显示。所述监控前端采用红外与可见光匹配显示，可同时观测变电站现场多监控点的实时情况，全方位了解变电站设备运行情况，同时可见光与红外相匹配，也更有利于发现设备故障。

具体地，在本实施例中所述摄像机为高清透雾高速球型摄像机。更具体地，在本实施例中，所述红外热像仪为FLIR A系列红外热像仪，所述摄像机为Sony 480摄像机。

所述巡检车200采用机动式全天候的车载结构，包括车身210、电动升降柱220及车轮230，所述电动升降柱220的顶端可安装监控前端，所述电动升降柱可带动监控前端的升降，控制所述监控前端的自由伸缩。所述车轮230安装在车身210底部，所述车轮230的滚动带动所述巡检车200的自由移动。

所述车身210均采用高强度不锈钢材质，车身210全面密封，防水等级达到IP 65，能实现恶劣环境下的正常工作。在本实例中，所述车身210为长方体空间结构，可以理解的是所述车身210不限于此结构。

所述电动升降柱220穿过车身210的上表面，所述电动升降柱220在行程范围内升降。具体地，在本实施例中，所述电动升降柱220行程为500mm(毫米)，整体可控高度为1236mm～1736mm。

所述电动升降柱220的升降控制监控前端的自由伸缩，能灵活适应不同高度的电力设备检测需要，方便不同高度的电力设备监测需要，同时所述监控前端，360度自由旋转，能够全方位多视场的红外监控，有效减小远距离监控带来的温度误差导致电压致热型设备的测温不准等问题，另外所述电动升降柱220可伸缩的结构也有利于巡检车200的储存与运输。

所述车轮230滚动可以控制所述巡检车200的移动，使巡检车200不受轨道和定位系统约束，轻松扩大了监控范围，同时也方便不同监控区域蹲点式监控和巡检车200的替换、调配与管理。

具体地，在本实施例中，所述巡检车200具有四个车轮230，四个车轮230分别安装在车身210的四个角上，所述车轮230直径为6寸。

变电站实时监测分析系统100，配置红外及可见光一体的监控前端、巡检车200、监控电脑和UPS电源等器件，对变电站电气设备自动进行温度与图像扫描，以实现前端无人执守电力智能巡检，后端通过所述数据传输模块120与所述数据处理模块130连接，用于控制监控系统参数设置及实现自动预警、自动录像和自动分析，使与温度等密切相关的设备维护从预防性的人工检修提升到预知性的无损检测。

如图3所示，另一实施例的变电站实时监测分析系统300，采用自由组网式的结构。变电站实时监测分析系统300包括数据采集模块310、数据传输模块320和数据处理模块330。

变电站实时监测分析系统300可包括一个或多个所述数据采集模块310，每个数据采集模块310包括一个或多个数据采集子模块(未图示)。所述数据采集子模块车载于巡检车311，采集变电站各种设备的数据。可以理解的是，每个变电站内设置一个数据采集模块310，也就是每个变电站内包括一个或多个所述巡检车311，分别为巡检车1、巡检车2、……、巡检车n，对应承载一个或多个数据采集子模块。

所述数据传输模块320包括运营商基站321和互联网322。具体地，所述数据传输模块320可包括一个或多个运营商基站321，所述数据采集模块310通过无线网络将数据传输给所述运营商基站321。

变电站实时监测分析系统300的一个运营商基站321和一个数据采集模块310设置在一个变电站内。每个变电站对应一个运营商基站321，分别为运营商基站1、……、运营商基站m。可以实现一个变电站内的多台巡检车311同时监控，或者多个变电站内的多台巡检车311同时监控。

所述数据处理模块330包括客户端331和服务器终端332。所述数据处理模块130包括服务器终端332和客户端331，所述服务器终端332与所述客户端331通过有线局域网连接。所述客户端331接入有线局域网，有线局域网内不同PC(计算机)授予不同权限，通过有线局域网即可进行查看、巡视、管理控制等操作，提高系统的安全性。

所述数据处理模块330可包括一个或多个客户端331，分别为客户端1、客户端2、……、客户端x，多个客户端331通过局域网连通，使多个客户端331远程监控一个巡检车311，也可实现一个客户端331远程监控多个变电站的多台巡检车311。

特别的，所述客户端331配置有监控软件，且通过一个监控软件界面可访问多个变电站的数据，监控软件多画面显示现场监测画面。

变电站实时监测分析系统300采用综合数据管理，实行网络化控制，对观测、控制带来了极大的方便，同时对于变电站实时监测分析系统扩容也提供了方便，只需一根网线接入内网就可完成扩容。

所述巡检车311采集周围环境的数据，采集的数据被所述运营商基站321接收，所述运营商基站321通过互联网322将数据传输给所述数据处理模块330，再接入到有线局域网，客户端331对变电站的数据进行实时监测及智能分析，访问服务器远程监控设备的运行状态，随时调取报警记录及监控图片。

变电站实时监测分析系统300自带数据库，数据管理系统方便，所有设定与数据存储在独立数据库中，不需要每次更改参数，所有数据及图片都存储在数据库中，便于数据管理，具有良好的网络安全性和智能化的报警查询方式与友好的用户操作界面。

如图4所示，所述巡检功能设置模块400包括巡检参数设置模块410、巡检控制模块420和巡检记录数据处理模块430。

所述巡检功能设置模块410采用可编程的自动巡检监控模式，所述巡检参数设置模块410对巡检的参数进行设置，所述巡检控制模块420根据所述巡检参数设置模块410的参数设置自动对变电站内各带电设备进行巡检，所述巡检记录数据处理模块430对巡检的数据进行记录与处理。

所述巡检参数设置模块410包括云台预置位设置单元411、红外测温点设置单元412、报警条件设置单元413和巡检模式设置单元414。

所述云台预置位设置单元411包括添加，删除。监控前端可设置多个预置位，观测不同角度、不同距离的带电设备，通过所述云台预置位设置单元411可以添加或删除预置位设置单元。

所述红外测温点设置单元412包括测温点、区域设置单元。每个预置位可设定不同的红外参数，包括测温点、测温区域、测温方式、辐射系数等，以保证红外成像清晰，测温准确。

所述报警条件设置单元413可以设置报警条件，达到设置的报警条件就会发出报警信号。通过预先设定的巡检参数设置，监控前端自动对各设备进行图像采集及测温，如发现异常则发出报警信号及存储图像与数据。

所述巡检模式设置单元414采用可编程的自动巡检监控模式，具备灵活多样的巡检方式，包括定时巡检、隔时巡检和不巡检三种模式。定时巡检是指巡检车每天都定时在设定的时间点开始巡检，只巡检设定的时间点。隔时巡检是指当设备在巡检完一轮后，根据设置隔时的时间再进行下一轮巡检。不巡检模式是指不启动巡检模式。

所述巡检控制模块420包括各种连接状态查询单元421、预置位控制单元422、测温设置单元423和测温及报告存储单元424。所述各种连接状态查询单元421可以对变电站内各带电设备的各种连接状态进行查询。所述预置位控制单元422，控制变电站内各带电设备自动按照所述巡检参数设置模块410预设的预置位巡检，自动调用测温点、测温区域、测温方式、辐射系数等参数，对设备进行准确测温以及判断是否达到设置的报警条件从而决定是否报警。

所述巡检记录数据处理模块430包括报警记录查询单元431、运行记录查询单元432、运行状态查询单元433和生成及打印报告单元434。所述巡检记录数据处理模块430自动存储警报和运行数据、图片和录像等，只需事后调用数据库中的数据，即可快速了解巡检过程中设备情况，并调用进行分析。

所述报警记录查询单元431可以查询所述巡检记录数据处理模块430自动存储的警报、数据、图片和录像等。运行记录查询单元432可以查询所述巡检记录数据处理模块430自动存储的运行数据、图片和录像等。所述运行状态查询单元432可以查询运行故障，能够进行故障诊断。所述生成及打印报告单元434可以自动生成及打印所要查询的报告。

本发明还提供一种变电站实时监测分析系统的监测分析方法，基于数据采集模块、数据传输模块和数据处理模块实现。数据采集模块车载于巡检车，采集变电站各种设备的数据，并通过数据传输模块传输给数据处理模块。数据采集模块包括服务器和无线网络，数据处理模块包括服务器终端和客户端，客户端包括巡检功能设置模块，巡检功能设置模块采用可编程的自动巡检监控模式。如图5所示，变电站实时监测分析方法包括以下步骤：

步骤S510：数据处理模块设置客户端的巡检功能设置模块的巡检功能。

所述巡检功能设置模块包括巡检参数设置模块、巡检控制模块和巡检记录数据处理模块。

步骤S520：车载于巡检车的数据采集模块根据所述巡检功能设置模块的设置自由移动地采集变电站各种设备的数据。

步骤S530：数据传输模块将所述数据传输模块采集的数据通过服务器储存并通过无线网络传输到所述数据处理模块。

步骤S540：数据处理模块对所述客户端调用的所述服务器的数据进行实时监测及智能分析。

在其中一个实施例中，数据处理模块设置客户端的巡检功能设置模块的巡检功能的步骤，包括：

所述巡检参数设置模块设置巡检的参数。

所述巡检控制模块根据所述巡检参数设置模块的参数设置自动对变电站内各带电设备进行巡检。

所述巡检记录数据处理模块对巡检的数据进行记录与处理。

在其中一个实施例中，车载于巡检车的数据采集模块根据所述巡检功能设置模块的设置自由移动地采集变电站各种设备的数据的步骤，还包括：

判断是否达到设置的报警条件，若是，则发出警报，不进行数据采集。这时，可调用所述巡检记录数据处理模块自动存储的警报和运行数据、图片和录像，即可快速了解巡检过程中设备情况，并调用进行分析。

若否，则不发出警报，所述数据采集模块，根据预设的巡检功能自动对各设备进行图像采集及测温。

变电站实时监测分析系统的监测分析方法，所述数据采集模块，根据所述巡检功能设置模块的设置，采集变电站各种设备的数据，所述数据处理模块通过所述传输模块接收采集的数据，并对采集的数据进行实时监测及智能分析，实现了所述数据采集模块自动按照所述巡检参数设置模预设参数，对设备进行准确测温以及判断是否达到设置的报警条件从而决定是否报警，同时所述数据处理模块自动存储警报、运行数据、图片和录像、实时监测、自动分析和设备故障诊断。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种变电站实时监测分析系统，其特征在于，包括数据采集模块、数据传输模块和数据处理模块；所述数据采集模块承载于巡检车，所述数据采集模块采集变电站各种设备的数据；所述数据传输模块包括服务器和无线网络，所述服务器储存和传输所述数据采集模块采集的数据,所述数据传输模块将数据采集模块采集到的数据传输到所述数据处理模块；所述数据处理模块包括客户端和服务器终端，所述客户端和所述服务器终端连接，所述客户端调用所述服务器的数据，对采集的数据进行实时监测及智能分析，实现电力设备远程智能式监控。

2.根据权利要求1所述的变电站实时监测分析系统，其特征在于，变电站实时监测分析系统采用自由组网式的结构，包括一个或多个所述数据采集模块，所述数据传输模块还包括运营商基站，所述运营商基站为一个或多个，所述数据采集模块通过无线网络将数据传输给所述运营商基站。

3.根据权利要求2所述的变电站实时监测分析系统，其特征在于，一个运营商基站和一个数据采集模块设置在一个变电站内；一个变电站内的多台巡检车同时监控，或者多个变电站内的多台巡检车同时监控。

4.根据权利要求3所述的变电站实时监测分析系统，其特征在于，所述客户端为一个或多个，一个客户端远程监控一个或多个变电站的多台巡检车，或者多个客户端远程监控一个巡检车。

5.根据权利要求1所述的变电站实时监测分析系统，其特征在于，所述数据采集模块为监控前端，所述监控前端包括摄像机和红外热像仪，红外与可见光双通道匹配显示，所述监控前端可360度旋转；所述巡检车包括车身、电动升降柱及车轮，所述电动升降柱安装在所述车身上，所述监控前端安装在所述电动升降柱上，所述电动升降柱控制所述监控前端的自由伸缩；所述车轮安装在车身底部，所述车轮的滚动带动所述数据采集模块的自由移动。

6.根据权利要求1所述的变电站实时监测分析系统，其特征在于，所述客户端包括巡检功能设置模块，所述巡检功能设置模块包括巡检参数设置模块、巡检控制模块和巡检记录数据处理模块，所述巡检功能设置模块采用可编程的自动巡检监控模式，所述巡检参数设置模块对巡检的参数进行设置，所述巡检控制模块根据所述巡检参数设置模块的参数设置自动对变电站内各带电设备进行巡检，所述巡检记录数据处理模块对巡检的数据进行记录与处理。

7.根据权利要求6所述的变电站实时监测分析系统，其特征在于，所述巡检参数设置模块包括云台预置位设置单元、红外测温点设置单元、报警条件设置单元和巡检模式设置单元，所述巡检模式设置包括定时巡检、隔时巡检和不巡检三种模式；实时监测分析系统所述巡检记录数据处理模块包括报警记录查询、运行记录查询、运行状态查询和生成及打印报告；实时监测分析系统所述巡检记录数据处理模块包括报警记录查询、运行记录查询、运行状态查询和生成及打印报告。

8.一种变电站实时监测分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

数据处理模块设置客户端的巡检功能设置模块的巡检功能；

车载于巡检车的数据采集模块根据所述巡检功能设置模块的设置，自由移动地采集变电站各种设备的数据；

数据传输模块将所述数据传输模块采集的数据通过服务器储存和显示，并通过无线网络传输到所述数据处理模块；

数据处理模块对所述客户端调用的所述服务器的数据进行实时监测及智能分析。

9.根据权利要求8所述的变电站实时监测分析方法，其特征在于，

数据处理模块设置客户端的巡检功能设置模块的巡检功能的步骤，包括：

巡检参数设置模块设置巡检的参数；

巡检控制模块根据所述巡检参数设置模块的参数设置自动对变电站内各带电设备进行巡检；

巡检记录数据处理模块对巡检的数据进行记录与处理。

10.根据权利要求8所述的变电站实时监测分析方法，其特征在于，车载于巡检车的数据采集模块根据所述巡检功能设置模块的设置，自由移动地采集变电站各种设备的数据的步骤，包括：

判断是否达到设置的报警条件，若是，则发出警报，不进行数据采集；

若否，则不发出警报，监控前端根据预设的巡检功能自动对各设备进行图像采集及测温。