CN104716741B - 变电站远程监测系统及其远程监测方法 - Google Patents

变电站远程监测系统及其远程监测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种变电站远程监测系统及其远程监测方法,能够实时的对变电站的各项指标进行在线监测,例如变压器、断路器、避雷器内的各种监测数据,当变电站的某项指标出现异常时,能够及时发出报警声音,并且在监测模块的显示屏上显示故障数据及故障器件,以提醒工作人员,提高了数据监控的准确性和及时性,也提高了数据传送的安全性和可靠性。同时在远程监控中心实时对变电站监控数据进行分析处理,查找故障原因及故障源,生成检修参考方案,指导变电站的维护人员及时清除故障。此外,本发明还能对巡检人员的检修记录及时进行录入、监测及反馈,提醒巡检人员及时完成的常规检修。

Description

变电站远程监测系统及其远程监测方法
技术领域
本发明涉及一种变电站远程监测系统及其远程监测方法,特别涉及一种基于无线传感网络的变电站远程监测系统及远程监测方法。
背景技术
由于电能在人们的生产生活中扮演着越来越重要的角色,为确保输电系统的安全可靠,就需要对变电站的各项指标进行实时有效的监测。目前,我国家大部分变电站采用离线监测的方法,电力公司需要专门的工作人员对变电站设备进行定期的检修,其工作量较大、人力成本较高,此外,每次检修均需要停电工作,影响供电可靠性,给人们的生产生活带来损失和不便,而且停电工作可能给电网安全带来风险。随着国内变电站智能化建设的快速推进,部分变电站开发了一些在线监测系统,但都是基于有线通信模式的本地单项监控系统,只能监控本地变电站的某一项数据。由于变电站异构的分布式特点,现有的变电站监测系统种类繁多、智能化程度低,监控系统内部调度协调性差,不同变电站之间的数据共享性较差。
发明内容
本发明提出了一种变电站远程监测系统及其远程监测方法,有效解决了现有技术中存在的监测数据实时性差、监测系统智能化程度低、监控系统内部调度协调性差、无法监控常规巡检状态等技术问题。为解决上述问题,本发明提供如下技术方案:
本发明提供一种变电站远程监测系统,包括:
至少一监测模块,设置于一变电站内,用于获取至少一变电站实时监测数据;
至少一ZigBee节点,每一ZigBee节点连接至一监测模块,用于传送所述变电站实时监测数据至一ZigBee协调器;
一ZigBee协调器,无线连接至至少一ZigBee节点,用于传送所述变电站实时监测数据至一PC机和/或一远程监控中心,以及用于传送所述远程监控中心发送的一报警信号至所述监测模块;
一PC机,通过一数据总线连接至所述ZigBee协调器,用于从所述ZigBee协调器获取至少一变电站实时监测数据,录入至少一巡检人员的检修信息,并实时显示所述变电站实时监测数据及所述巡检人员检修信息;以及
一远程监控中心,无线连接至所述PC机,通过至少一GSM基站无线连接至所述ZigBee协调器;用于从所述ZigBee协调器和/或所述PC机获取所述变电站实时监测数据,根据所述变电站实时监测数据对变电站进行综合性能评估,获取至少一变电站数据评估结果,并将所述变电站数据评估结果传送至所述PC机;用于从所述PC机获取所述巡检人员检修信息;若所述远程监控中心在预设时间内未获取所述巡检人员检修信息,发送一提示信息至所述PC机,用以提示巡检人员及时对变电站器件进行常规检修;
其中,所述监测模块包括:
一传感器组,包括设置于所述变电站内的至少一传感器,用于采集模拟信号格式的变电站实时监测数据;
一信号调理电路模块,连接至所述传感器组,用于将所述模拟信号格式的变电站实时监测数据转变为数字信号格式的变电站实时监测数据;
一微处理器,通过所述信号调理电路连接至所述传感器组,通过一串行接口连接至一ZigBee节点;用于根据至少一时钟信号控制实时监测数据的采集频率,根据监测需求的采集频率提取所述数字信号格式的变电站实时监测数据;将所述数字信号格式的变电站实时监测数据封装为数据包,并通过所述ZigBee节点传送该数据包至所述ZigBee协调器;将所述变电站实时监测数据与该数据预设阈值范围对比,当所述变电站实时监测数据超出预设阈值范围时,所述微处理器发出一报警信号;
一显示器,连接至所述微处理器,用于显示所述变电站实时监测数据;以及
一时钟电路模块,连接至所述微处理器,用于提供至少一时钟信号至所述微处理器。
其中,所述信号调理电路模块包括:
一放大器电路模块,用于放大所述模拟信号格式的变电站实时监测数据;
一滤波器电路模块,用于过滤所述模拟信号格式的变电站实时监测数据;以及
一模数转换器电路模块,用于将所述模拟信号格式的变电站实时监测数据为数字信号格式的变电站实时监测数据;
其中,所述传感器组依次通过所述放大器电路模块、所述滤波器电路模块、所述模数转换器电路模块连接至所述微处理器。
其中,所述监测模块还包括:
一继电器,连接至所述微处理器,用于获取所述微处理器发出的报警信号,所述继电器接收到报警信号时,由断开状态转换为连通状态;所述继电器不能接收到报警信号时,由连通状态转换为断开状态;以及
一报警器,连接至所述继电器,当所述继电器由断开状态转变为连通状态时,所述报警器发出报警声音;当所述继电器由连通状态转变为断开状态时,所述报警器停止发出报警声音。
其中,所述监测模块可以为变压器监测模块,所述传感器为设置于所述变电站的变压器内部或外部的变电站传感器组;所述变电站传感器组包括:
一化学传感器,用于采集所述变压器中油中溶解的气体含量数据;
一电流传感器,用于采集所述变压器中的套管电容数据及漏电电流数据;
一光纤温度传感器,用于采集所述变压器中绕组温度数据;
一超高频传感器,用于采集所述变压器中局部放电量数据;
一油位传感器,用于采集所述变压器中油位数据;
一油温传感器,用于采集所述变压器中油温数据;
一压力传感器,用于采集所述变压器中油压数据;以及
一铁芯接地穿心式电流传感器,用于采集所述变压器中接地电流数据。
其中,所述监测模块可以为断路器监测模块,所述传感器为设置于所述变电站的断路器内部或外部的断路器传感器组;所述断路器传感器组包括:
一气压变送器,用于采集断路器中SF6气压数据;
一温度变送器,用于采集断路器中SF6气体温度数据;
一微水变送器,用于采集断路器中SF6中微量水分含量数据;
一电流互感器,用于采集断路器中分合闸电流数据;以及
一位移变送器,用于采集断路器中断路器电流数据。
其中,所述监测模块可以为避雷器监测模块,所述传感器为设置于所述变电站的避雷器内部或外部的避雷器传感器组;所述避雷器传感器组包括一光纤电流传感器,用于采集避雷器中漏电电流数据、阻性电流数据和放电计数器的动作次数数据。
本发明还包括一种变电站远程监测方法,包括如下步骤:
通过设置于一变电站内的传感器组采集模拟信号格式的变电站实时监测数据;
对所述模拟信号格式的变电站实时监测数据进行数据处理,获取数字信号格式的变电站实时监测数据;
根据监测需求的采集频率提取至少一所述数字信号格式的变电站实时监测数据;
将每一数字信号格式的变电站实时监测数据与该变电站数据预设阈值范围对比,若所述变电站实时监测数据超出所述变电站数据预设阈值范围,发送一报警信号至一用于控制一报警器的继电器,控制所述报警器发出报警声音;
将所述数字信号格式的变电站实时监测数据封装为数据包,并通过一ZigBee节点传送该数据包至一ZigBee协调器;
一PC机从所述ZigBee协调器获取至少一变电站实时监测数据,录入至少一巡检人员检修信息,并实时显示所述变电站实时监测数据及所述巡检人员检修信息;
一远程监控中心从所述ZigBee协调器和/或所述PC机获取所述变电站实时监测数据,并从所述PC机获取所述巡检人员检修信息;若远程监控中心在预设时间内未获取所述巡检人员检修信息,发送一提示信息至所述PC机,用以提示巡检人员及时对变电站器件进行常规检修;
所述远程监控中心根据所述变电站实时监测数据对变电站进行综合性能评估,获取至少一变电站数据评估结果;以及
所述远程监控中心将所述变电站数据评估结果传送至所述PC机。
其中,对所述模拟信号格式的变电站实时监测数据进行数据处理,获取数字信号格式的变电站实时监测数据,包括如下步骤:
放大所述模拟信号格式的变电站实时监测数据;
过滤所述模拟信号格式的变电站实时监测数据;以及
将所述模拟信号格式的变电站实时监测数据转换为数字信号格式的变电站实时监测数据。
其中,所述远程监控中心根据所述变电站实时监测数据对变电站进行综合性能评估,获取至少一变电站数据评估结果,包括如下步骤:
将每一变电站实时监测数据与该变电站数据预设阈值范围对比,若任一变电站实时监测数据超出所述变电站数据预设阈值范围,判定该变电站实时监测数据异常,判定对应该变电站实时监测数据的变电站器件发生故障并发出一报警信号,所述报警信号通过所述协调器被发送至一用于控制一报警器的继电器,控制所述报警器发出报警声音;
根据异常的变电站实时监测数据及对应该变电站实时监测数据的故障诊断模型分析故障的潜在原因;
根据获取异常的变电站实时监测数据的传感器所对应的传感器ID进行故障定位,获取故障源;
根据所述故障的潜在原因及所述故障源获取故障分析结果;以及
根据所述故障分析结果生成至少一检修可参考方案;所述故障分析结果及所述检修参考方案即为所述变电站数据评估结果。
其中,所述变电站实时监测数据包括变压器实时监测数据、断路器实时监测数据和避雷器实时监测数据;所述变电站内的传感器组包括设置于所述变电站的变压器内部或外部的变电站传感器组,设置于所述变电站的断路器内部或外部的断路器传感器组,以及设置于所述变电站的避雷器内部或外部的避雷器传感器组。
本发明优点在于,提出一种变电站远程监测系统及其远程监测方法,能够实时的对变电站的各项指标进行在线监测,例如变压器、断路器、避雷器内的各种监测数据,当变电站的某项指标出现异常时,能够及时发出报警声音,并且在监测模块的显示屏上显示故障数据及故障器件,以提醒工作人员,提高了数据监控的准确性和及时性,也提高了数据传送的安全性和可靠性。同时在远程监控中心实时对变电站监控数据进行分析处理,查找故障原因及故障源,生成检修参考方案,指导变电站的维护人员及时清除故障。此外,本发明还能对巡检人员的检修记录及时进行录入、监测及反馈,提醒巡检人员及时完成的常规检修。
附图说明
图1为本发明所述变电站远程监测系统的结构框图;
图2为本发明所述监测模块的结构框图;
图3为本发明所述变电站远程监测方法的流程图;
图4为本发明中对所述模拟信号格式的变电站实时监测数据进行数据处理的方法的流程图;
图5为本发明中对变电站进行综合性能评估方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本发明的具体实施方式,使本领域的技术人员更清楚地理解如何实现本发明。应当理解,尽管本发明描述了其优选的具体实施方案,然而这些只是对实施方案的阐述,而不是限制本发明的范围。
如图1所示,本发明涉及一种变电站远程监测系统,包括:
至少一监测模块1,设置于一变电站内,用于获取至少一变电站实时监测数据。所述变电站实时监测数据包括变压器实时监测数据、断路器实时监测数据和避雷器实时监测数据。
至少一ZigBee节点2,每一ZigBee节点连接至一监测模块,用于传送所述变电站实时监测数据至一ZigBee协调器;每一ZigBee节点及与其对应的监测模块皆位于变电站内某一位置,如变压器、断路器或避雷器的内部或外部。本发明中采用基于CC2530开发的ZigBee模块无线通信模块,具有多对一的无线通信功能,包括多个节点和一个协调器。
一ZigBee协调器3,通过ZigBee通信网络无线连接至至少一ZigBee节点2,并获取所述变电站实时监测数据;通过至少一GPRS通信模块传送所述变电站实时监测数据至一PC机和/或一远程监控中心,以及用于传送所述远程监控中心发送的一报警信号至所述监测模块;ZigBee协调器3通过发送广播指令接收来自与其相应的ZigBee节点2所发送的数据。
一PC机4,通过一RS232数据总线连接至所述ZigBee协调器,用于从所述ZigBee协调器获取至少一变电站实时监测数据,录入至少一巡检人员的检修信息,并实时显示所述变电站实时监测数据及所述巡检人员检修信息,以供本地工作人员或检修人员参考。巡检人员定时对变电站设备(例如变压器、断路器或避雷器等)进行常规检修,巡检人员每次检修完成后都在该变电站的PC机4上录入检修信息,PC机4通过GPRS模块将所述检修信息上传至远程监控中心5,并且从远程监控中心5获取至少一提示信息和/或至少一警报信息。
一远程监控中心5,通过无线通信模块(优选GPRS模块)无线连接至所述PC机,通过至少一GSM基站6无线连接至ZigBee协调器3,也就是说, ZigBee协调器3、远程监控中心5皆可以通过一无线通信模块(优选GPRS模块)无线连接至某一GSM基站,ZigBee协调器3与远程监控中心5之间通过多个GSM基站组成的基站网络实现通信,进行无线数据交换。
远程监控中心5用于从所述PC机获取所述巡检人员检修信息;若所述远程监控中心在预设时间内未获取所述巡检人员检修信息,发送一提示信息至所述PC机,用以提示巡检人员及时对变电站器件进行常规检修。
远程监控中心5用于从所述ZigBee协调器和/或所述PC机获取所述变电站实时监测数据,根据所述变电站实时监测数据对变电站进行综合性能评估,获取至少一变电站数据评估结果,并将所述变电站数据评估结果传送至所述PC机。根据所述变电站实时监测数据对变电站进行综合性能评估是指,将每一变电站实时监测数据与该变电站数据预设阈值范围(工作人员事先预设的、在变电站正常工作状态下的各个数据或指标的阈值范围)对比,若任一变电站实时监测数据超出所述变电站数据预设阈值范围,判定该变电站实时监测数据异常,判定对应该变电站实时监测数据的变电站器件发生故障并发出一报警信号,所述报警信号通过所述协调器被发送至一用于控制一报警器的继电器,从而控制所述报警器发出报警声音。根据异常的变电站实时监测数据及对应该变电站实时监测数据的故障诊断模型分析故障的潜在原因;根据获取异常的变电站数据的传感器对应的传感器ID(每一传感器都有一对应的传感器ID)进行故障定位,获取故障源;根据所述故障的潜在原因及所述故障源获取故障分析结果;以及根据故障分析结果生成至少一检修可参考方案;所述故障分析结果及所述检修参考方案即为所述变电站数据评估结果。故障诊断模型是将变电站监测数据与常见的变电站故障现象建立对应关系,当变电站的某些设备(变压器、断路器、避雷器)中某一器件由于某一原因产生故障时,相应地,某一个或某些个变电站监测数据会出现异常。利用所述故障诊断模型,根据出现异常的变电站实时监测数据可以判断出发生故障的器件及故障原因。
如图2所示,监测模块1包括:
一传感器组11,包括设置于所述变电站内的至少一传感器,用于采集模拟信号格式的变电站实时监测数据。
一信号调理电路模块12,通过一数据采集接口18连接至传感器组11,用于将所述模拟信号格式的变电站实时监测数据转变为数字信号格式的变电站实时监测数据;信号调理电路模块12包括:一放大器电路模块121,用于放大所述模拟信号格式的变电站实时监测数据,将所述变电站实时监测数据的模拟信号进行放大处理;一滤波器电路模块122,用于过滤所述模拟信号格式的变电站实时监测数据,将采集到的所述变电站实时监测数据模拟信号进行过滤处理,滤除其中的噪声信号;以及一模数转换器电路模块123,用于将所述模拟信号格式的变电站实时监测数据为数字信号格式的变电站实时监测数据,将模拟信号转换为数字信号。传感器组11依次通过放大器电路模块121、滤波器电路模块122、模数转换器电路模块123连接至微处理器13。
一微处理器(MCU)13,通过所述信号调理电路连接至所述传感器组,通过一串行接口20连接至一ZigBee节点2;微处理器(MCU)13根据至少一时钟信号控制实时监测数据的采集频率,根据监测需求的采集频率提取所述数字信号格式的变电站实时监测数据,同时也会提取其他的有用信息,包括用于采集监测数据的传感器所对应的传感器ID、采集到监测数据的设备(变压器、断路器、避雷器等)的状态数据,以及数据采集时间(采集到某一数据的精确时间)等。微处理器(MCU)13将所述数字信号格式的变电站实时监测数据按照统一的数据协议封装为数据包,并通过所述ZigBee节点传送该数据包至所述ZigBee协调器。此处所述统一的数据协议是指用户根据需要自定义的一个数据协议,通过该数据协议将采集的数据进行整理、封装,通过所述ZigBee节点、所述ZigBee协调器传送该数据包至远程监测中心或PC机,远程监测中心或PC机根据该数据协议对接收到的数据包进行解析,获取变电站内各设备的实时监测数据。所述微处理器将所述变电站实时监测数据与该数据预设的阈值范围对比,当所述变电站实时监测数据超出预设阈值的范围(工作人员事先预设的各个数据或指标的阈值范围)时,所述微处理器发出一报警信号;微处理器(MCU)13,可以采用STM32f107VC处理器为核心处理芯片。
一显示器14,优选液晶显示器,连接至所述微处理器,用于在监测模块1上直接显示所述变电站实时监测数据。
一时钟电路模块15,连接至所述微处理器,用于提供至少一时钟信号至微处理器13,以便微处理器13根据时钟信号控制实时监测数据的采集频率。一般情况下,微处理器13每隔1分钟读取一次传感器组11所采集到的变电站实时监测数据。
监测模块1还包括:
一继电器16,连接至所述微处理器,用于获取所述微处理器发出的报警信号。所述继电器接收到报警信号时,由断开状态转换为连通状态;所述继电器不能接收到报警信号时,由连通状态转换为断开状态;以及
一报警器17,连接至继电器16,当所述继电器由断开状态转变为连通状态时,所述报警器发出报警声音;当所述继电器由连通状态转变为断开状态时,所述报警器停止发出报警声音。
监测模块1还包括一电源模块19,连接至微处理器(MCU)13,用于为监测模块1内部的各个电子部件及电路模块进行供电。
所述监测模块可以为变压器监测模块,所述传感器为设置于所述变电站的变压器内部或外部的变电站传感器组。所述变电站传感器组包括:
一化学传感器,用于采集所述变压器中油中溶解的气体含量数据,包括H2、CO、CO2、CH4、C2H4等气体和以及H2O(微水监测),用以实现对变压器油中溶解气体的监测,判断变压器设备内部存在的潜伏性故障,该监测项目为油中溶解气体及微水监测。
一电流传感器,用于采集所述变压器中的套管电容数据及漏电电流数据,用以判断高压套管的介质损耗、等效电容或漏电电流等参量,该监测项目为套管监测。
一光纤温度传感器(4-20mA),用于采集所述变压器中绕组温度数据,用以对变压器绕组温度进行实时监测并判断其健康状况,以此来进行变压器的负荷调整和预知性维修,该监测项目为绕组温度监测。
一超高频传感器,用于采集所述变压器中局部放电量数据,用以实现对主变局部放电的检测,诊断和定位,该监测项目为局部放电监测。
一油位传感器,用于采集所述变压器中油位数据,用以实时监测变压器中油位的变化,该监测项目为油位监测。
一油温传感器,用于采集所述变压器中油温数据,用以对变压器油温进行实时监测并判断其健康状况,以此来进行变压器的负荷调整和预知性维修,该监测项目为油温监测。
一压力传感器,用于采集所述变压器中油压数据,用以反映油压变化信息和油压变化趋势,该监测项目为油压监测。
一铁芯接地穿心式电流传感器,用于采集所述变压器中接地电流数据,用以监测变压器铁芯正常和发生多点接地时的电容电流,以判断铁芯是否存在接地故障,防止故障扩大、避免烧损铁芯,该监测项目为主变铁芯多点接地电流监测。
所述监测模块可以为断路器监测模块,所述传感器为设置于所述变电站的断路器内部或外部的断路器传感器组;所述断路器传感器组包括:
一气压变送器(4-20mA),用于采集断路器中SF6气压数据,用以通过监测SF6气体压力变化确定是否有泄漏,该监测项目为SF6气体泄露情况监测。
一温度变送器(4-20mA),用于采集断路器中SF6气体温度数据;用以通过监测温度确定SF6气体的绝缘性,该监测项目为SF6气体绝缘性监测。
一微水变送器(4-20mA),用于采集断路器中SF6中微量水分含量数据;用以通过监测微水含量确定SF6气体的绝缘性,该监测项目为SF6气体绝缘性监测。
一电流互感器,用于采集断路器中分合闸电流数据,用以监测分合闸的起始时间,该监测项目为断路器动作特性监测。
一位移变送器,用于采集断路器的中断路器电流数据,用以确定断路器的行程,该监测项目为断路器动作特性监测。
所述监测模块可以为避雷器监测模块,所述传感器为设置于所述变电站的避雷器内部或外部的避雷器传感器组;所述避雷器传感器组包括一光纤电流传感器,用于采集避雷器中漏电电流数据、阻性电流数据和放电计数器的动作次数数据,根据电流的变化情况,可及时判断避雷器运行过程中因内部受潮、机械损伤、电阻片老化等造成的异常情况,防止事故的发生,该监测项目为避雷器漏电电流监测、阻性电流监测和放电计数器的动作次数监测。
本发明所述变电站远程监测系统,可以包括同一变电站内的多个变压器监测模块、多个断路器监测模块、多个避雷器监测模块,同时监控同一变电站内的多个变压器、多个断路器、多个避雷器;也可以同时监控多个变电站。
如图3所示,本发明还包括一种变电站远程监测方法,对应于上述的变电站远程监测系统,包括如下步骤:
步骤1)通过设置于一变电站内的传感器组采集模拟信号格式的变电站实时监测数据。所述变电站实时监测数据包括变压器实时监测数据、断路器实时监测数据和避雷器实时监测数据;所述变电站内的传感器组包括设置于所述变电站的变压器内部或外部的变电站传感器组,设置于所述变电站的断路器内部或外部的断路器传感器组,以及设置于所述变电站的避雷器内部或外部的避雷器传感器组。应用于变压器、断路器及避雷器的传感器组,其具体结构、采集的数据、实现的功能与上述的变电站远程监测系统内的相应传感器组相同。
步骤2)对所述模拟信号格式的变电站实时监测数据进行数据处理,获取数字信号格式的变电站实时监测数据;将所述变电站实时监测数据由模拟信号转为数字信号。
步骤3)根据监测需求的采集频率提取至少一所述数字信号格式的变电站实时监测数据,同时也会提取其他的有用信息,包括用于采集监测数据的传感器所对应的传感器ID、采集到监测数据的设备(变压器、断路器、避雷器等)的状态数据,以及数据采集时间(采集到某一数据的精确时间)等。
步骤4)将每一数字信号格式的变电站实时监测数据与该变电站数据预设阈值范围对比,若所述变电站实时监测数据超出所述变电站数据预设阈值范围,发送一报警信号至一用于控制一报警器的继电器,控制所述报警器发出报警声音。
步骤5)将所述数字信号格式的变电站实时监测数据封装为数据包,并通过一ZigBee节点传送该数据包至一ZigBee协调器。此处所述统一的数据协议是指用户根据需要自定义的一个数据协议,通过该数据协议将采集的数据进行整理、封装,通过所述ZigBee节点、所述ZigBee协调器传送该数据包至远程监测中心或PC机。
步骤6)一PC机从所述ZigBee协调器获取至少一变电站实时监测数据,根据所述统一的数据协议对接收到的数据包进行解析,获取变电站内各设备的实时监测数据。录入至少一巡检人员检修信息,并实时显示所述变电站实时监测数据及所述巡检人员检修信息。
步骤7)一远程监控中心从所述ZigBee协调器和/或所述PC机获取所述变电站实时监测数据(从所述ZigBee协调器获取相应的数据包后,根据所述统一的数据协议对接收到的数据包进行解析,从而获取所述变电站实时监测数据),并从所述PC机获取所述巡检人员检修信息;若远程监控中心在预设时间内未获取所述巡检人员检修信息,说明所述巡检人员未能及时按照规定进行常规检修,发送一提示信息至所述PC机,用以提示巡检人员及时对变电站器件进行常规检修。
步骤8)所述远程监控中心根据所述变电站实时监测数据对变电站进行综合性能评估,获取至少一变电站数据评估结果,包括所述故障分析结果及所述检修参考方案。
步骤9)所述远程监控中心将所述变电站数据评估结果传送至所述PC机。
如图4所示,步骤2)对所述模拟信号格式的变电站实时监测数据进行数据处理,获取数字信号格式的变电站实时监测数据,具体包括如下步骤:
步骤201)放大所述模拟信号格式的变电站实时监测数据,将所述变电站实时监测数据的模拟信号进行放大处理。
步骤202)过滤所述模拟信号格式的变电站实时监测数据,将采集到的所述变电站实时监测数据模拟信号进行过滤处理,滤除其中的噪声信号。
步骤203)将所述模拟信号格式的变电站实时监测数据转换为数字信号格式的变电站实时监测数据,将模拟信号转换为数字信号。
如图5所示,步骤8)所述远程监控中心根据所述变电站实时监测数据对变电站进行综合性能评估,获取至少一变电站数据评估结果,具体包括如下步骤:
步骤801)将每一变电站实时监测数据与该变电站数据预设阈值范围对比,若任一变电站实时监测数据超出所述变电站数据预设阈值范围,判定该变电站实时监测数据异常,判定对应该变电站实时监测数据的变电站器件发生故障并发出一报警信号,所述报警信号通过所述协调器被发送至一用于控制一报警器的继电器,控制所述报警器发出报警声音。
步骤802)根据异常的变电站实时监测数据及对应该变电站实时监测数据的故障诊断模型分析故障的潜在原因;故障诊断模型是将变电站监测数据与常见的变电站故障现象建立对应关系,当变电站的某些设备(变压器、断路器、避雷器)中某一器件由于某一原因产生故障时,相应地,某一个或某些个变电站监测数据会出现异常;利用所述故障诊断模型,根据出现异常的变电站实时监测数据可以判断出发生故障的器件及故障原因。
步骤803)根据获取异常的变电站数据的传感器对应的传感器ID进行故障定位,获取故障源也即发生故障的器件编号。
步骤804)根据所述故障的潜在原因及所述故障源获取故障分析结果。
步骤805)根据故障分析结果生成至少一检修可参考方案;所述故障分析结果及所述检修参考方案即为所述变电站数据评估结果。根据所述故障诊断模型中常见的变电站故障现象,事先存储每一故障现象对应的变电站检修维护方案至所述故障诊断模型,或者,另行存储为一个数据库,根据故障分析结果即可调用相应的至少一检修可参考方案。
本发明提出一种变电站远程监测系统及其远程监测方法,能够实时的对变电站的各项指标进行在线监测,例如变压器、断路器、避雷器内的各种监测数据,当变电站的某项指标出现异常时,能够及时发出报警声音,并且在监测模块的显示屏上显示故障数据及故障器件,以提醒工作人员,提高了数据监控的准确性和及时性,也提高了数据传送的安全性和可靠性。同时在远程监控中心实时对变电站监控数据进行分析处理,查找故障原因及故障源,生成检修参考方案,指导变电站的维护人员及时清除故障。此外,本发明还能对巡检人员的检修记录及时进行录入、监测及反馈,提醒巡检人员及时完成的常规检修。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,本技术领域的普通技术人员在不脱离本发明原理及技术方案的前提下,还可以对此做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种变电站远程监测系统,其特征在于,包括:
至少一监测模块,设置于一变电站内,用于获取至少一变电站实时监测数据;
至少一ZigBee节点,每一ZigBee节点连接至一监测模块,用于传送所述变电站实时监测数据至一ZigBee协调器;
一ZigBee协调器,无线连接至至少一ZigBee节点,用于传送所述变电站实时监测数据至一PC机和/或一远程监控中心;
一PC机,通过一数据总线连接至所述ZigBee协调器,用于从所述ZigBee协调器获取至少一变电站实时监测数据,录入至少一巡检人员的检修信息,并实时显示所述变电站实时监测数据及所述巡检人员检修信息;以及
一远程监控中心,无线连接至所述PC机,通过至少一GSM基站无线连接至所述ZigBee协调器;用于从所述ZigBee协调器和/或所述PC机获取所述变电站实时监测数据,根据所述变电站实时监测数据对变电站进行综合性能评估,获取至少一变电站数据评估结果,并将所述变电站数据评估结果传送至所述PC机;用于从所述PC机获取所述巡检人员检修信息;若所述远程监控中心在预设时间内未获取所述巡检人员检修信息,发送一提示信息至所述PC机,用以提示巡检人员及时对变电站器件进行常规检修;
其中,所述监测模块包括:
一传感器组,包括设置于所述变电站内的至少一传感器,用于采集模拟信号格式的变电站实时监测数据;
一信号调理电路模块,连接至所述传感器组,用于将所述模拟信号格式的变电站实时监测数据转变为数字信号格式的变电站实时监测数据;
一微处理器,通过所述信号调理电路连接至所述传感器组,通过一串行接口连接至一ZigBee节点;用于根据至少一时钟信号控制实时监测数据的采集频率,根据监测需求的采集频率提取所述数字信号格式的变电站实时监测数据;将所述数字信号格式的变电站实时监测数据封装为数据包,并通过所述ZigBee节点传送该数据包至所述ZigBee协调器;将所述变电站实时监测数据与该数据预设阈值范围对比,当所述变电站实时监测数据超出预设阈值范围时,所述微处理器发出一报警信号;
一显示器,连接至所述微处理器,用于显示所述变电站实时监测数据;以及
一时钟电路模块,连接至所述微处理器,用于提供至少一时钟信号至所述微处理器;
所述监测模块还包括:
一继电器,连接至所述微处理器,用于获取所述微处理器发出的报警信号,所述继电器接收到报警信号时,由断开状态转换为连通状态;所述继电器不能接收到报警信号时,由连通状态转换为断开状态;以及
一报警器,连接至所述继电器,当所述继电器由断开状态转变为连通状态时,所述报警器发出报警声音;当所述继电器由连通状态转变为断开状态时,所述报警器停止发出报警声音。
2.如权利要求1所述的变电站远程监测系统,其特征在于,所述信号调理电路模块包括:
一放大器电路模块,用于放大所述模拟信号格式的变电站实时监测数据;
一滤波器电路模块,用于过滤所述模拟信号格式的变电站实时监测数据;以及
一模数转换器电路模块,用于将所述模拟信号格式的变电站实时监测数据为数字信号格式的变电站实时监测数据;
其中,所述传感器组依次通过所述放大器电路模块、所述滤波器电路模块、所述模数转换器电路模块连接至所述微处理器。
3.如权利要求1所述的变电站远程监测系统,其特征在于,所述监测模块为变压器监测模块,所述传感器为设置于所述变电站的变压器内部或外部的变电站传感器组;所述变电站传感器组包括:
一化学传感器,用于采集所述变压器中油中溶解的气体含量数据;
一电流传感器,用于采集所述变压器中的套管电容数据及漏电电流数据;
一光纤温度传感器,用于采集所述变压器中绕组温度数据;
一超高频传感器,用于采集所述变压器中局部放电量数据;
一油位传感器,用于采集所述变压器中油位数据;
一油温传感器,用于采集所述变压器中油温数据;
一压力传感器,用于采集所述变压器中油压数据;以及
一铁芯接地穿心式电流传感器,用于采集所述变压器中接地电流数据。
4.如权利要求1所述的变电站远程监测系统,其特征在于,所述监测模块为断路器监测模块,所述传感器为设置于所述变电站的断路器内部或外部的断路器传感器组;所述断路器传感器组包括:
一气压变送器,用于采集断路器中SF6气压数据;
一温度变送器,用于采集断路器中SF6气体温度数据;
一微水变送器,用于采集断路器中SF6中微量水分含量数据;
一电流互感器,用于采集断路器中分合闸电流数据;以及
一位移变送器,用于采集断路器中断路器电流数据。
5.如权利要求1所述的变电站远程监测系统,其特征在于,所述监测模块为避雷器监测模块,所述传感器为设置于所述变电站的避雷器内部或外部的避雷器传感器组;所述避雷器传感器组包括一光纤电流传感器,用于采集避雷器中漏电电流数据、阻性电流数据和放电计数器的动作次数数据。
6.一种变电站远程监测方法,其特征在于,包括如下步骤:
通过设置于一变电站内的传感器组采集模拟信号格式的变电站实时监测数据;
对所述模拟信号格式的变电站实时监测数据进行数据处理,获取数字信号格式的变电站实时监测数据;
根据监测需求的采集频率提取至少一所述数字信号格式的变电站实时监测数据;
将每一数字信号格式的变电站实时监测数据与该变电站数据预设阈值范围对比,若所述变电站实时监测数据超出所述变电站数据预设阈值范围,发送一报警信号至一用于控制一报警器的继电器,控制所述报警器发出报警声音;
将所述数字信号格式的变电站实时监测数据封装为数据包,并通过一ZigBee节点传送该数据包至一ZigBee协调器;
一PC机从所述ZigBee协调器获取至少一变电站实时监测数据,录入至少一巡检人员检修信息,并实时显示所述变电站实时监测数据及所述巡检人员检修信息;
一远程监控中心从所述ZigBee协调器和/或所述PC机获取所述变电站实时监测数据,并从所述PC机获取所述巡检人员检修信息;若远程监控中心在预设时间内未获取所述巡检人员检修信息,发送一提示信息至所述PC机,用以提示巡检人员及时对变电站器件进行常规检修;
所述远程监控中心根据所述变电站实时监测数据对变电站进行综合性能评估,获取至少一变电站数据评估结果;以及
所述远程监控中心将所述变电站数据评估结果传送至所述PC机;
其中,所述远程监控中心根据所述变电站实时监测数据对变电站进行综合性能评估,获取至少一变电站数据评估结果,包括如下步骤:
将每一变电站实时监测数据与该变电站数据预设阈值范围对比,若任一变电站实时监测数据超出所述变电站数据预设阈值范围,判定该变电站实时监测数据异常,判定对应该变电站实时监测数据的变电站器件发生故障并发出一报警信号,所述报警信号通过所述协调器被发送至一用于控制一报警器的继电器,控制所述报警器发出报警声音;
根据异常的变电站实时监测数据及对应该变电站实时监测数据的故障诊断模型分析故障的潜在原因;
根据获取异常的变电站实时监测数据的传感器所对应的传感器ID进行故障定位,获取故障源;
根据所述故障的潜在原因及所述故障源获取故障分析结果;以及
根据所述故障分析结果生成至少一检修可参考方案;所述故障分析结果及所述检修参考方案即为所述变电站数据评估结果。
7.如权利要求6所述的变电站远程监测方法,其特征在于,对所述模拟信号格式的变电站实时监测数据进行数据处理,获取数字信号格式的变电站实时监测数据,包括如下步骤:
放大所述模拟信号格式的变电站实时监测数据;
过滤所述模拟信号格式的变电站实时监测数据;以及
将所述模拟信号格式的变电站实时监测数据转换为数字信号格式的变电站实时监测数据。
8.如权利要求7所述的变电站远程监测方法,其特征在于,所述变电站实时监测数据包括变压器实时监测数据、断路器实时监测数据和避雷器实时监测数据;所述变电站内的传感器组包括设置于所述变电站的变压器内部或外部的变电站传感器组,设置于所述变电站的断路器内部或外部的断路器传感器组,以及设置于所述变电站的避雷器内部或外部的避雷器传感器组。
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