CN104993601A - 一种箱式变电站远程控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种箱式变电站远程控制系统，包括网络结构，其特征在于，所述的网路结构包括依次连接的现场模块、通讯模块和管理模块，现场模块为装置在箱式变电站内采集箱式变电站电量和非电量数据的仪表，通讯模块为通讯服务器和无线GPRS调制解调器，通讯服务器集中采集现场模块收集到的数据并利用无线GPRS调制解调器通过GPRS网络传输到管理模块，所述的管理模块为移动数据终端。本发明所述的箱式变电站远程控制系统基于GPRS网络在智能箱式变电站监控系统的应用实例，该系统成功解决了对箱式变电站进行监控中存在的布线困难问题，实现了远程监测系统的通讯问题，能够及时的掌握现场状况，并处理异常和事故，降低人工监控的工作量。

Description

一种箱式变电站远程控制系统

技术领域

本发明涉及变电站控制技术领域，尤其涉及一种箱式变电站远程控制系统。

背景技术

变电站，是为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低，这种升降电压的工作靠变电站来完成，变电站的主要设备是开关和变压器。变电站主要由高压柜、变压器室和低压柜三部分组成，高压柜和低压柜中又分为多个独立部分，例如开关柜、智能仪表柜等，在供电时，需要对开关柜中的各仪表以及温度，变压器等进行监测，以实时掌握变电站的情况，防止意外事故发生。

箱式变电站一般安装在负荷密集的工矿企业、港口、机场、城市公共建筑、高速公路、地下设施和居民住宅小区等场所；要对智能箱式变电站进行远程监控、系统组网，其布线施工比较困难，一般的现场总线组网方式就很难实现。箱式变电站的数量越来越多，而工作人员的数量有限，不能每个箱式变电站都每时每刻安排工作人员监控箱式变电站工作状况，在箱式变电站出现事故、异常或恶劣天气的状况下，不能及时掌握现场的设备情况、处理异常和事故，都会给电网带来更大的隐患和损失。

发明内容

本发明所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种箱式变电站远程控制系统，解决目前技术中箱式变电站监控布线困难，人工监控工作量大，不能及时掌握现场的设备情况、处理异常和事故，事故损失易蔓延扩大的问题。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：

一种箱式变电站远程控制系统，包括网络结构，其特征在于，所述的网路结构包括依次连接的现场模块、通讯模块和管理模块，现场模块为装置在箱式变电站内采集箱式变电站电量和非电量数据的仪表，通讯模块为通讯服务器和无线GPRS调制解调器，通讯服务器集中采集现场模块收集到的数据并利用无线GPRS调制解调器通过GPRS网络传输到管理模块，所述的管理模块为移动数据终端。本发明所述的箱式变电站远程控制系统基于GPRS网络在智能箱式变电站监控系统的应用实例，该系统成功解决了对箱式变电站进行监控中存在的布线困难问题，实现了远程监测系统的通讯问题，能够及时的掌握现场状况，并处理异常和事故，降低人工监控的工作量。

进一步的，所述的现场模块包括设置在箱式变电站内的进线多功能电力仪表、漏电报警装置、温湿度控制装置、馈线测量仪表、开关量I/O模块、风机故障检测装置对箱式变电站的各项性能参数进行数据收集。对箱式变电站的高低压主断路器实时监测，进行故障报警，变位报警；馈线断路器状态实时监测及开关变位报警；各馈线回路的漏电报警；箱式变电站内部温度异常报警；风机故障报警；及运行电压的缺相和不平衡状况等进行监测，掌握箱式变电站的各项运行性能参数。

进一步的，所述的通讯服务器采用嵌入式计算机对箱式变电站内部数据进行采集、运算、管理和存储，嵌入式计算机的软件代码小、高度自动化、响应速度快等特点，适合于要求实时和多任务的体系。嵌入式计算机主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统(内嵌Linux操作系统)及应用软件系统等组成，可独立工作，支持用户编程操作。无线GPRS调制解调器主要实现通讯服务器与无限公网的数据传输，GPRS可以提供4种不同的编码方式，这些编码方式也分别提供不同的错误保护能力，GPRS技术的应用提高了系统的通讯组网灵活性、稳定性。

进一步的，所述的管理模块为email接收计算机终端和短消息接收手机终端接收箱式变电站的内部运行数据。

进一步的，所述箱式变电站远程控制系统的工作流程包括运行故障报警流程和实时数据采集流程。

进一步的，所述的运行故障报警流程主要为箱式变电站内部高压开关状态实时监控和变位报警，首先是启动报警任务并初始化系统，采集箱式变电站的各项数据后进行运算分析处理，判断是否产生故障报警，是则编辑报警短信存储后进行发送，并且设置时间间隔进行重复发送提醒工作人员，避免工作人员错过提醒，确保事故能够得到及时处理，缩短故障恢复时间。

进一步的，所述的实时数据采集流程主要完成对箱式变电站内部的实时数据进行监测，首先启动数据采集任务，设置定时采集数据的时间点，时间到点后初始化系统进行数据采集，然后通讯服务器登陆邮箱编辑采集数据的邮件发送至email接收计算机终端。

与现有技术相比，本发明优点在于：

本发明所述的箱式变电站远程控制系统解决了对箱式变电站进行监控中存在的布线困难问题，实现了远程监测箱式变电站，只要有GPRS网络覆盖的场所即可完成对箱式变电站子站的监控，不设监控主站，系统的实时数据采用定时发送，报警信息实时短消息发送，大大减少了利用GPRS网络产生的数据流量费用，减少系统运行的成本，降低系统的运行费用；

本系统是基于嵌入式计算机系统完成的，数据采集、报警发送、邮件发送都是有通讯服务器即嵌入式计算机完成，嵌入式计算机内嵌Linux操作系统，具有很强的稳定性与可靠性，避免系统因软件和硬件造成的系统故障，提高了系统运行的免维护性；

系统所有的功能都是由嵌入式计算机负责完成，嵌入式计算机采用了具有实时性很高的Linux操作系统，同时借助于覆盖范围广，覆盖信号强，传输速度快的GPRS网络，极大提高了系统数据采集、运算处理和报警发送的实时性，极大的提高了报警系统实时性，缩短故障报警的响应时间。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为运行故障报警流程结构图；

图3为实时数据采集流程结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开的一种箱式变电站远程控制系统，解决了对箱式变电站进行监控中存在的布线困难问题，实现了远程监测系统的通讯问题，系统运行稳定可靠，降低工作人员的工作量，及时掌握现场的设备情况、处理异常和事故。

如图1至图3所示，一种箱式变电站远程控制系统，包括网络结构，其特征在于，所述的网路结构包括依次连接的现场模块1、通讯模块2和管理模块3，现场模块1为装置在箱式变电站内采集箱式变电站电量和非电量数据的仪表，通讯模块2为通讯服务器和无线GPRS调制解调器，通讯服务器集中采集现场模块1收集到的数据并利用无线GPRS调制解调器通过GPRS网络传输到管理模块3，所述的管理模块3为移动数据终端，采用email接收计算机终端和短消息接收手机终端。

现场模块1包括设置在箱式变电站内的进线多功能电力仪表、漏电报警装置、温湿度控制装置、馈线测量仪表、开关量I/O模块、风机故障检测装置对箱式变电站的各项性能参数进行数据收集。

进线多功能电力仪表对低压进线侧的全电参量的测量：如检测进线回路的电压、电流、有功功率、无功功率、频率、功率因数等电参量；同时还可以实现对进线回路遥信量的检测，如：进线刀闸，断路器位置，断路器故障等；通过自身的继电器输出模块，完成远程合分断路器的功能。

漏电报警装置通过安装在各个回路的零序电流互感器分别采集各回路的漏电流，同时对超出安全警戒的漏电信息发出报警；提高各馈线回路用电安全指数。

温湿度控制装置主要检测箱式变电站内部的温湿度和变压器铁心温度；通过箱式变电站内部的风机和温控器，调节箱式变电站内部的温湿度指数；为箱式变电站内部元器件提供稳定的工作环境；从而提高内部元器件的使用寿命和安全运行指数。

馈线测量仪表通过多回路监控单元实现对多条馈线回路点参量的集中采集，主要采集箱式变电站内部馈线回路的电流参量和开关位置信息；直观的了解箱式变电站内部各个馈线的运行负荷状态和开关位置。

风机故障检测装置完成对风机制冷风机运行状态进行检测判断，提高整个系统安全运行环境的指数。

通讯服务器采用嵌入式计算机，支持用户编程操作，通过用户设计应用程序，实现对箱式变电站内部数据采集、运算处理、任务管理、发送信息存储和与无线GPRS调制解调器的通讯等功能。

箱式变电站远程控制系统的工作流程包括运行故障报警流程和实时数据采集流程。运行故障报警流程首先是启动报警任务并初始化系统，采集箱式变电站的各项数据后进行运算分析处理，判断是否产生故障报警，是则编辑报警短信存储后进行发送，并且设置时间间隔进行重复发送提醒工作人员。

运行故障报警流程主要为箱式变电站内部高压开关状态实时监控和变位报警，报警内容包括：故障报警产生日期时间，站号，回路名称，报警内容等信息；报警范围为高低压主断路器实时监测，故障报警，变位报警；馈线断路器状态实时监测及开关变位报警；各馈线回路的漏电报警；箱式变电站内部温度异常报警；风机故障报警；及运行电压的缺相和不平衡报警等报警信息组成。该报警信息主要通过现场模块1对箱式变电站数据进行实时采集、运算、通讯上传至由智能通讯服务器，再由通讯服务器进行运算、分析判断；最后利用无线GPRS调制解调器把有效的报警信息通过GSM网络发送至指定用户手机；使用户及时响应故障报警，缩短故障恢复时间。同时考虑到GSM网络繁忙和用户手机是否在线等因素，支持报警信息多用户，多次间隔发送，保证信息及时传输至用户，增强系统运行的安全指数。

实时数据采集流程首先启动数据采集任务，设置定时采集数据的时间点，时间到点后初始化系统进行数据采集，然后通讯服务器登陆邮箱编辑采集数据的邮件发送至email接收计算机终端。

实时数据采集主要完成对箱式变电站内部的实时数据进行监测。邮件内容包括：子站ID号码，邮件发送日期时间，高低侧遥测：三相电压，三相电流，环境温度，变压器温度；低压进线侧遥测：三相相电压，三相线电压，三相电流，有功功率，无功功率，功率因数，频率，吸收有功电度，无功电度，负荷率，不平衡率；以及馈线回路的三相电流，漏电流等信息。通讯服务器负责数据采集、处理和邮件数据发送；由于邮件发送是采用定时发送机制，为了保证报警数据的实时性，因此对实时数据的采集也是定时完成的，即在需要发送邮件之前由通讯服务器负责数据的采集，处理，存储；然后编辑邮件进行定时邮件发送，最终完成实时数据的远程发送。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以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 (7)

1.一种箱式变电站远程控制系统，包括网络结构，其特征在于，所述的网路结构包括依次连接的现场模块(1)、通讯模块(2)和管理模块(3)，现场模块(1)为装置在箱式变电站内采集箱式变电站电量和非电量数据的仪表，通讯模块(2)为通讯服务器和无线GPRS调制解调器，通讯服务器集中采集现场模块(1)收集到的数据并利用无线GPRS调制解调器通过GPRS网络传输到管理模块(3)，所述的管理模块(3)为移动数据终端。

2.根据权利要求1所述的箱式变电站远程控制系统，其特征在于，所述的现场模块(1)包括设置在箱式变电站内的进线多功能电力仪表、漏电报警装置、温湿度控制装置、馈线测量仪表、开关量I/O模块、风机故障检测装置对箱式变电站的各项性能参数进行数据收集。

3.根据权利要求1所述的箱式变电站远程控制系统，其特征在于，所述的通讯服务器采用嵌入式计算机对箱式变电站内部数据进行采集、运算、管理和存储。

4.根据权利要求1所述的箱式变电站远程控制系统，其特征在于，所述的管理模块(3)为email接收计算机终端和短消息接收手机终端。

5.根据权利要求4所述的箱式变电站远程控制系统，其特征在于，所述箱式变电站远程控制系统的工作流程包括运行故障报警流程和实时数据采集流程。

6.根据权利要求5所述的箱式变电站远程控制系统，其特征在于，所述的运行故障报警流程首先是启动报警任务并初始化系统，采集箱式变电站的各项数据后进行运算分析处理，判断是否产生故障报警，是则编辑报警短信存储后进行发送，并且设置时间间隔进行重复发送提醒工作人员。

7.根据权利要求5所述的箱式变电站远程控制系统，其特征在于，所述的实时数据采集流程首先启动数据采集任务，设置定时采集数据的时间点，时间到点后初始化系统进行数据采集，然后通讯服务器登陆邮箱编辑采集数据的邮件发送至email接收计算机终端。