CN104600846B - 一种变电站通信自动化设备线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明一种变电站通信自动化设备线监测系统是一种基于信号灯监测分析技术的变电站通信自动化设备线监测系统，涉及电力生产的技术领域，尤其涉及对电力生产中通信自动化设备实时监测技术，提高电力设备运维信息化水平和巡视作业效率、效益。包括光纤、色谱分析仪和控制中心，光纤安装在被监控设备的指示灯前端，光纤的另一端与色谱分析仪相连，色谱分析仪通过网络与控制中心相连；所述色谱分析仪由电子光栅芯片、数字信号处理器和网络芯片组成，电子光栅芯片上设有多路光纤耦合接口，数字信号处理器分别与电子光栅芯片以及网络芯片相连，网络芯片设有网络接口。该系统运用科学的管理手段提高巡检工作效率，提高设备的安全管理水平。
Description
技术领域
本发明一种变电站通信自动化设备线监测系统是一种基于信号灯监测分析技术的变电站通信自动化设备线监测系统，涉及电力生产的技术领域，尤其涉及对电力生产中通信自动化设备实时监测技术，提高电力设备运维信息化水平和巡视作业效率、效益。
背景技术
变电站作为整个电网中的一个节点，在电网中担负着电能传输、分配任务。在电网调度统一指挥和协调下，电网各节点，如变电站、发电厂具体实施和保障电网的安全、稳定、可靠运行。变电站继电保护、自动化系统、通信系统是保证上述任务完成的基础。因此,变电站自动化系统是电网自动化系统的一个重要组成部分。变电站自动化系统既要能运行高效、实时、可靠,对变电站内设备进行统一监测、管理、协调和控制。同时，它又必须与电网调度自动化系统进行实时、有效的信息交换、信息共享，优化电网操作，提高电网安全稳定运行水平，提高经济效益，并为电网自动化的进一步发展留下空间。
变电站通信自动化设备给电网的安全运行带来的作用是不言而喻的。但是站内通信自动化设备较多，且很多设备外形上极为相似，名称较为接近。对于原本就对通信自动化设备专业知识就很缺乏的变电运维人员来说，就难上加难了。作为能准确判断通信自动化设备状态的设备信号灯，由于生产厂家仅仅在面板上标注对应的英文名称；每个信号灯的颜色、闪烁状态，表示着不同的含义，反应设备不同的运行状况。变电站内的通信自动化设备信号灯数量巨大，在如此繁杂的信号灯中准确地找出对应的一个，并能准确的说出对应的含义，将是一件困难的任务。
目前在变电站设备检测领域，通常采用以下手段进行检测：
1）采用巡检机器人，通过摄像头对设备进行图片抓拍或者摄像，然后将图片/短片传输至控制中心，通过人工对图片查阅的方式实现对设备的巡检；
2）对信号灯的管脚引线，对引线进行电气检测；
3）现场人工巡检。
第一种方式，成本高，识别效率低，检测结果在一定程度上会受人为主观因素影响。第二种方式对被监测设备会造成二次干扰。第三种完全依靠人工巡检效率极其低下。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足之处提供一种变电站通信自动化设备线监测系统，采集变电站通信自动化设备信号灯发出的光，并且通过光纤耦合，传导至色谱分析仪，由色谱分析仪对采集到的光信号进行分析和处理，从而得到变电站通信自动化设备的信号灯状态。
一种电站通信自动化设备线监测系统是采取以下技术方案实现的：
电站通信自动化设备线监测系统包括光纤、色谱分析仪和控制中心，光纤安装在被监控设备的指示灯前端，光纤的另一端与色谱分析仪相连，色谱分析仪通过网络与控制中心相连；
所述色谱分析仪由电子光栅芯片、数字信号处理器和网络芯片组成，电子光栅芯片上设有多路光纤耦合接口，数字信号处理器分别与电子光栅芯片以及网络芯片相连，网络芯片设有网络接口。
变电站通信自动化设备信号灯的光信号通过光纤耦合，接入色谱分析仪，色谱分析仪内的电子光栅芯片将耦合得到的光信号转换成亮度、色度、饱和度，色谱分析仪内的数字信号处理器根据得到的光数字分量运算得出变电站通信自动化设备的状态信息，并将故障信息通过网络接口传输给控制中心。
控制中心具有计算机和数据库，数据库内存储各自动化设备的预置参数，通过将色谱分析仪传递的故障信息与预置参数的比对，作出声光报警和短信报警，同时将指示状态信息以表格、图像、或光字牌等形式在计算机显示屏上报告，控制中心将所述的指示状态信息通报给其它数据库系统，在更大范围、更高层面对设备运行状态进行统一监控管理。
控制中心还可以通过网络将设备信息以短信方式发送到维护人员手机上，实现快速通报的功能。
所述光纤采用普通塑料光纤，直径范围为0.5mm至2mm，取材方便，成本低廉。
一种电站通信自动化设备线监测系统运用科学的管理手段提高巡检工作效率，提高设备的安全管理水平。其具备如下优点：
1）加强设备巡检的运行管理，使设备巡检管理标准化、规范化、体系化，保证设备安全、可靠运行。
2）使得设备巡检的信息能够及时传递，信息的上行下达能够及时便利的实现。
3）可以准确地判断出故障点，为运维检修作业提供切实可靠的依据。
4）可以大大提高巡检工作的效率，并且可以实现巡检数据共享，为决策的制定提供准确、全面的第一手数据。
附图说明
以下将结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明电站通信自动化设备线监测系统的系统架构图；
图2是本发明的色谱分析仪内电子光栅原理图；
图3是本发明的色谱分析仪内电子光栅合成得到RGB分量的波长覆盖范围示意图。
具体实施方式
参照附图1，本发明电站通信自动化设备线监测系统包括光纤、色谱分析仪和控制中心，光纤安装在被监控设备的指示灯前端，光纤的另一端与色谱分析仪相连，色谱分析仪通过网络与控制中心相连；
所述色谱分析仪由电子光栅芯片、数字信号处理器和网络芯片组成，电子光栅芯片上设有多路光纤耦合接口，数字信号处理器分别与电子光栅芯片以及网络芯片相连，网络芯片设有网络接口。
变电站通信自动化设备信号灯的光信号通过光纤耦合，接入色谱分析仪，色谱分析仪内的电子光栅芯片将耦合得到的光信号转换成亮度、色度、饱和度，色谱分析仪内的数字信号处理器根据得到的光数字分量运算得出变电站通信自动化设备的状态信息，并将故障信息通过网络接口传输给控制中心。
控制中心具有计算机和数据库，数据库内存储各自动化设备的预置参数，通过将色谱分析仪传递的故障信息与预置参数的比对，作出声光报警和短信报警，同时将指示状态信息以表格、图像、或光字牌等形式在计算机显示屏上报告，控制中心将所述的指示状态信息通报给其它数据库系统，在更大范围、更高层面对设备运行状态进行统一监控管理。
控制中心还可以通过网络将设备信息以短信方式发送到维护人员手机上，实现快速通报的功能。
参照附图2~3，色谱分析仪通过电子光栅对各个色谱分量的输出，可以合成得到RGB分量，红色波长λ=为600~1100nm；绿色波长λ为 480~650nm；蓝色波长λ为 350~600nm。信号灯光谱分析仪中电子光栅的5个输出分量覆盖的波长分别是：蓝色（b），450~480nm；绿色（g），480-550nm；黄色（y）550-600nm；橙色（o），600~640nm；红色（r），640~750nm。
各个颜色和RGB的对应关系可以用如下公式描述：
其中，r1~r5、g1~g5、b1~b5是电子光栅各路输出的增益系数。由此算出的R、G、B数值真实反应了信号灯的实际颜色和发光亮度。根据这个颜色和亮度，可以知道信号灯的亮灭状态，从而获知通信自动化设备的运行状态。由于色谱仪可以多点、高速采样分析，因此为大规模进行信号灯监测分析提供了可靠的技术基础，这使得“通信自动化设备自动巡检”更实际、更实用。
本发明电站通信自动化设备线监测系统可实时监测通信自动化设备，对设备故障的判断准确、及时，为电力生产安全提供了一道安全屏障。使用时具有如下优点：
1、无干扰：被监测通信自动化设备的信号灯通过光纤采集、传递进入色谱分析仪，这使得监测设备和被监测设备没有电气连接，避开了干扰被监测设备正常运行的潜在风险。
2、无破坏：无需对被监测设备进行改装。
3、实时性高：色谱分析仪对信号灯进行高速采样、分析，可实现毫秒级的故障判别。
4、灵活性高：色谱分析仪可以分布在各个变电站独立运行，所有数据信息可以通过网络传送至监控中心集中管理，也可以分发至多个分支部门进行专项实时监控。
Claims (4)
1.一种电站通信自动化设备线监测系统，其特征在于：包括光纤、色谱分析仪和控制中心，光纤安装在被监控设备的指示灯前端，光纤的另一端与色谱分析仪相连，色谱分析仪通过网络与控制中心相连；
所述色谱分析仪由电子光栅芯片、数字信号处理器和网络芯片组成，电子光栅芯片上设有多路光纤耦合接口，数字信号处理器分别与电子光栅芯片以及网络芯片相连，网络芯片设有网络接口；
变电站通信自动化设备信号灯的光信号通过光纤耦合，接入色谱分析仪，色谱分析仪内的电子光栅芯片将耦合得到的光信号转换成亮度、色度、饱和度，色谱分析仪内的数字信号处理器根据得到的光数字分量运算得出变电站通信自动化设备的状态信息，并将故障信息通过网络接口传输给控制中心；
控制中心具有计算机和数据库，数据库内存储各自动化设备的预置参数，通过将色谱分析仪传递的故障信息与预置参数的比对，作出声光报警和短信报警，同时将指示状态信息以表格、图像、或光字牌形式在计算机显示屏上报告。
2.根据权利要求1所述的电站通信自动化设备线监测系统，其特征在于：控制中心将所述的指示状态信息通报给其它数据库系统。
3.根据权利要求1所述的电站通信自动化设备线监测系统，其特征在于：控制中心还能够通过网络将设备信息以短信方式发送到维护人员手机上。
4.根据权利要求1所述的电站通信自动化设备线监测系统，其特征在于：所述光纤采用塑料光纤，直径范围为0.5mm至2mm。
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