CN105449854A - 基于物联网的gis配电装置监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于电力设备监控技术领域，特别是涉及一种基于物联网的GIS配电装置监控系统。其包括：GIS配电装置；连接于所述GIS配电装置用以采集其工作指标参数的感应器；连接于所述感应器用于处理该工作指标参数的控制器；连接于GIS配电装置和控制器之间还设有带电显示闭锁装置和定量泄漏报警系统，连接于所述控制器以传输经该控制器处理的工作指标参数的通信模块；与所述通信模块互联用以监控所述GIS配电装置工作状态的中央控制计算机；与所述中央控制计算机互联用以查询所述GIS配电装置监控结果的移动终端。便于及时准确的监测各个GIS配电装置，根据各个GIS配电装置的工作状态，便于发现故障迅速处理。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备监控技术领域，特别是涉及一种基于物联网的GIS配电装置监控系统。
背景技术
随着超高压、特高压输电工程的建设和发展，互联电网的覆盖区域逐步扩大，输变电设备运行安全对电网安全可靠运行的影响更为突出。对输变电设备的运行状态进行监测、故障诊断、状态评估，对提高输变电设备的运行可靠性与利用率，实现设备的优化管理具有重要科学意义和应用价值。
常见的高压配电装置的型式有三种：第一种是空气绝缘的常规配电装置，简称AIS；第二种是混合式配电装置，简称H－GIS；第三种是六氟化硫气体绝缘全封闭配电装置，简称GIS；GIS的优点在于占地面积小，可靠性高，安全性强，维护工作量很小，其主要部件的维修间隔不小于20年，但投资大，对运行维护的技术性要求很高。
GIS配电装置的缺点：①内部设备受损后恢复困难，维修时间间隔长。②内部维护、补气、换气或进入气室工作时对工作人员技术、卫生程度及环境要求严格，特别是要求检修人员对GIS设备性能掌握全面，对GIS各气室间隔位置清楚，对各气室GIS压力范围、GIS气体纯度标准掌握全面。
GIS配电装置的例行巡视检查项目包括如下：现场控柜内各种信号指示、带电显示指示、控制开关位置应正确、连锁位置指示正常。各种压力表的指示显示正常，并记录各气室的SF6压力、气动操作机构压力。注意辨别有无异音(放电)、异味。通风系统及SF6气体泄漏监测装置应良好等。外壳、法兰有无变形、脱漆，外部连接和接地有无松动锈蚀。套管应完好、无裂纹、无损伤、无放电现象。
传统的人工巡视检查虽然可以直接对GIS配电装置进行检查，但存在着如下一些问题：不能实时检测并发现存在的问题隐患；检测的频率受限于巡视人员的数量，若提高检测频率必将带来人工成本的上升；由于不能实时的监控并发现问题，容易产生烧毁GIS配电装置的事件；停电维修给用电客户带来无法估量的损失；对检修人员要求高。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于物联网的GIS配电装置监控系统，用于解决现有技术中用户无法准确和及时了解GIS配电装置工作状态，导致GIS配电装置发生故障无法及时处理的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于物联网的GIS配电装置监控系统，包括：
具有六氟化硫气体绝缘全封闭的GIS配电装置；
连接于所述GIS配电装置用以采集其工作指标参数的感应器；连接于所述感应器用于处理该工作指标参数的控制器；连接于GIS配电装置和控制器之间还设有带电显示闭锁装置和定量泄漏报警系统，连接于所述控制器以传输经该控制器处理的工作指标参数的通信模块；与所述通信模块互联用以监控所述GIS配电装置工作状态的中央控制计算机；与所述中央控制计算机互联用以查询所述GIS配电装置监控结果的移动终端。
作为优选地一种方案，所述感应器至少包括放电传感器、密度微水传感器和噪音传感器。
作为优选地一种方案，所述控制器为单片机、可编程逻辑控制器、数字信号处理器与ARM处理器中任意一种。
作为优选地一种方案，所述通信模块为GPS模块、GPRS模块、GSM模块和WIFI模块的一种或多种。
作为优选地一种方案，所述中央控制计算机包含地理信息子系统，适用于接收的工作指标参数按照所述GIS配电装置的地理位置信息分类，根据分类结果以图表方式对应显示每个地理位置信息不同的GIS配电装置工作指标参数。
作为优选地一种方案，所述中央控制计算机与所述控制器中均包含人工智能子系统，适用于根据接收的工作指标参数按其类别分类累加，判断每类工作指标参数是否在预设时间内累加值呈趋势性增加，如果该累加值呈趋势性增加，则将该工作指标参数发送至所述中央控制计算机；如果该累加值在预设时间内未呈趋势性增加，则不处理。
作为优选地一种方案，所述中央控制计算机包含专家子系统，适用于当检测到所述工作指标参数变化时，根据故障信息样本模型调整所述工作指标参数。
作为优选地一种方案，所述专家子系统，适用于根据所述工作指标参数变化时，按照其调整方案与调整结果存储于中央控制计算机，达到系统自学习和自修正功能。
作为优选地一种方案，所述移动终端为手机、平板电脑、掌上电脑、MP4与MP5中的任意一种或多种。
作为优选地一种方案，还包括电源模块，所述电源模块分别与通信模块、感应器、带电显示闭锁装置、定量泄漏报警系统和控制器相连。
如上所述，本发明的基于物联网的GIS配电装置监控系统，具有以下有益效果：
通过各类传感器采集GIS配电装置的各个工作指标参数，控制器将接收的各个工作指标参数数模转换经处理后，其中，还包括判断所述各个工作指标参数是否正常，当不正常时，则产生相应报警信号发送至中央控制计算机，通过通信模块发送至中央控制计算机显示；当某类工作指标参数出现变化时，根据中央控制计算机中专家系统对其进行相应调整。不仅避免了传统监控方式误报的可能，提高了监控的准确率，还达到自我修正的功能。
同时，将各个工作指标参数处理后，通过通信模块发送至中央控制计算机显示，便于及时准确的监测各个GIS配电装置，根据监控各个GIS配电装置的工作状态，可及时准确的检测GIS配电装置故障，便于故障维护，降低了人工巡查的强度，减少了维护开支，降低了维护成本。
附图说明
图1显示为本发明实施例中的一种基于物联网的GIS配电装置监控系统结构框图；
图2显示为本发明实施例中的一种基于物联网的GIS配电装置监控系统第一实施例结构框图。
元件标号说明：
1、GIS配电装置，2、感应器，3、控制器，4、通信模块，5、中央控制计算机，6、移动终端，7、带电显示闭锁装置，8、定量泄漏报警系统。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1所示，本发明提供一种基于物联网的GIS配电装置监控系统，包括：
GIS配电装置1；
连接于所述GIS配电装置1用于采集其工作指标参数的感应器2；连接于所述传感器用于处理该工作指标参数的控制器3；连接于GIS配电装置1和控制器3之间还设有带电显示闭锁装置和定量泄漏报警系统，连接于所述控制器3以传输已处理的工作指标参数的通信模块4；与所述通信模块4互联用以监控所述GIS配电装置1工作状态的中央控制计算机5，所述中央控制计算机5将接收到的工作指标参数以图表和地图方位的形式显示给用户，方便用户随时了解不同地理位置的GIS配电装置1工作状态。
实施例1
如图2所示，为本发明实施例中的一种基于物联网的GIS配电装置监控系统第一实施例结构框图。
所述感应器2至少包括所述感应器至少包括放电传感器、密度微水传感器和噪音传感器。依次通过上述传感器采集GIS配电装置1的局部放电、SF6气体湿度(微水含量、露点值)、压力，发送至控制器3。
其中，感应器2还包括摄像头，该摄像头采集GIS配电装置1的视频信号。还包括带电显示闭锁装置，所述带电显示闭锁装置7连接于GIS配电装置1和控制器3之间，用以采集GIS配电装置1的高压带电状态。
还包括定量泄漏报警系统8，所述定量泄漏报警系统8连接GIS配电装置和控制器之间，用以采集组合电器设备室环境中SF6气体(六氟化硫气体)泄漏情况和空气中含氧量。
还包括电源模块，所述电源模块分别与通信模块4、感应器2、带电显示闭锁装置7、定量泄漏报警系统8和控制器3相连。所述控制器3为单片机、可编程逻辑控制器3、数字信号处理器与ARM处理器中任意一种，所述控制器3是对接收到的工作指标参数进行模数转换，通过已知的人工智能算法处理该工作指标参数。
所述通信模块4为GPS模块、GPRS模块、GSM模块和WIFI模块的一种或多种，所述通信模块4为无线通信模块4，方便GIS配电装置1在野外作业时，随时随地将工作指标参数发送至中央控制计算机5，所述中央控制计算机5包括地理信息子系统51、专家子系统53和人工智能子系统52，实现了自动将工作指标参数生成相应图表功能。
其中，所述中央控制计算机5包含地理信息子系统51，适用于接收的工作指标参数按照所述GIS配电装置1的地理位置信息分类，根据分类结果以图表方式对应显示每个地理位置信息不同的GIS配电装置1工作指标参数。
在本实施例中，所述地理信息子系统51内置高德地图，通过高德地图获取该GIS配电装置1地理位置信息，根据地理位置信息分类区分不同的GIS配电装置1，在该地理位置信息基础下以图表的形式显示该GIS配电装置1所对应所有的工作指标参数。
所述中央控制计算机5与所述控制器3中均包含人工智能子系统52，适用于根据接收的工作指标参数按其类别分类累加，判断每类工作指标参数是否在预设时间内累加值呈趋势性增加，如果该累加值呈趋势性增加，则将该工作指标参数发送至所述中央控制计算机5；如果该累加值在预设时间内未呈趋势性增加，则不处理。
在本实施例中，所述感应器2中的各传感器采集的工作指标参数传输到控制器3，经过A/D转化，在控制器3进行分析判断，判断项目为是否为扰动信号。现在的监控产品对信息的采集使用的是脉冲触发式的报警，即当监测对象产生触发信号时，以高电平或编码信息发送到中央控制计算机；但是，实际上脉冲触发式的报警信息80％都是由于各种各样的扰动(比如：元器件性能不稳定、电压不稳定或监控参数的偶然变化)造成的，并不是真正的报警或信息。这种简单的判断会产生大量的错误判断和误报，造成智能监控产品功能的不稳定。
控制器3在工作指标参数采集阶段，会进行持续的信号采集而不仅仅是扑捉触发，采集后对各个工作指标参数进行累加算法，如果是扰动，在累加一定的时间后，会出现正负值抵消或者累加值为零；再或者，当出现脉冲信号之前或之后的一段时间里，不再出现，都可以视为偶发扰动，而非真正的信号。只有在连续出现一定时间，或则向一个方向的趋势值越来越大，才可视为真正的信号，用于报警。
所述中央控制计算机5包含专家子系统53，适用于当检测到所述工作指标参数变化时，根据故障信息样本模型调整所述工作指标参数。
所述专家子系统53，适用于根据所述工作指标参数变化时，按照其调整方案与调整结果存储于中央控制计算机，达到专家子系统自学习和自修正功能。
还包括移动终端6，与所述中央控制计算机5互联用于监控所述GIS配电装置1工作状态的移动终端6，所述移动终端6为手机、平板电脑、掌上电脑、MP4与MP5中的任意一种或多种。在本实施例中，通过移动终端6登录相应APP程序，在移动终端6上查询或监控中央控制计算机5的显示结果。
当用户需要了解全国各地的GIS配电装置1的工作状态，安排和调整油田的运营，只需坐在监控室通过中央控制计算机5，即可查询到各个GIS配电装置1的根据其工作指标参数生成的相应图表，或者依靠移动终端6的APP程序与中央控制计算机5互联，实现查询结果的共享。
综上所述，本发明通过各类传感器采集GIS配电装置1的各个工作指标参数，控制器3将接收的各个工作指标参数数模转换经处理后，其中，还包括判断所述各个工作指标参数是否正常，当不正常时，则产生相应报警信号发送至中央控制计算机5，通过通信模块4发送至中央控制计算机5显示；当某类工作指标参数出现变化时，根据中央控制计算机5中专家子系统对其进行相应调整。不仅避免了传统监控方式误报的可能，提高了监控的准确率，还达到自我修正的功能。
同时，将各个工作指标参数处理后，通过通信模块发送至中央控制计算机5显示，便于及时准确的监测各个GIS配电装置1，根据监控各个GIS配电装置1的工作状态，可及时准确的检测GIS配电装置1故障，便于故障维护，降低了人工巡查的强度，减少了维护开支，降低了维护成本。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种基于物联网的GIS配电装置监控系统，其特征在于，包括：
具有六氟化硫气体绝缘全封闭的GIS配电装置；
连接于所述GIS配电装置用以采集其工作指标参数的感应器；连接于所述感应器用于处理该工作指标参数的控制器；连接于GIS配电装置和控制器之间还设有带电显示闭锁装置和定量泄漏报警系统，连接于所述控制器以传输经该控制器处理的工作指标参数的通信模块；与所述通信模块互联用以监控所述GIS配电装置工作状态的中央控制计算机；与所述中央控制计算机互联用以查询所述GIS配电装置监控结果的移动终端。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的GIS配电装置监控系统，其特征在于，所述感应器至少包括放电传感器、密度微水传感器和噪音传感器。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的GIS配电装置监控系统，其特征在于，所述控制器为单片机、可编程逻辑控制器、数字信号处理器与ARM处理器中任意一种。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的GIS配电装置监控系统，其特征在于，所述通信模块为GPS模块、GPRS模块、GSM模块和WIFI模块的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的基于物联网的GIS配电装置监控系统，其特征在于，所述中央控制计算机包含地理信息子系统，适用于接收的工作指标参数按照所述GIS配电装置的地理位置信息分类，根据分类结果以图表方式对应显示每个地理位置信息不同的GIS配电装置工作指标参数。
6.根据权利要求5所述的基于物联网的GIS配电装置监控系统，其特征在于，所述中央控制计算机与所述控制器中均包含人工智能子系统，适用于根据接收的工作指标参数按其类别分类累加，判断每类工作指标参数是否在预设时间内累加值呈趋势性增加，如果该累加值呈趋势性增加，则将该工作指标参数发送至所述中央控制计算机；如果该累加值在预设时间内未呈趋势性增加，则不处理。
7.根据权利要求1所述的基于物联网的GIS配电装置监控系统，其特征在于，所述中央控制计算机包含专家子系统，适用于当检测到所述工作指标参数变化时，根据故障信息样本模型调整所述工作指标参数。
8.根据权利要求7所述的基于物联网的GIS配电装置监控系统，其特征在于，所述专家子系统，适用于根据所述工作指标参数变化时，按照其调整方案与调整结果存储于中央控制计算机，达到系统自学习和自修正功能。
9.根据权利要求1所述的基于物联网的GIS配电装置监控系统，其特征在于，所述移动终端为手机、平板电脑、掌上电脑、MP4与MP5中的任意一种或多种。
10.根据权利要求1所述的基于物联网的GIS配电装置监控系统，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块分别与通信模块、感应器、带电显示闭锁装置、定量泄漏报警系统和控制器相连。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160330 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |