CN106898961B - 基于电网故障信息分析预警系统 - Google Patents

Abstract

基于电网故障信息分析预警系统，用于方便监控人员监控电网故障信号。它包括信号处理单元、报警单元、调度控制系统和一体机，报警单元包括基座、打印机、转盘、壳体、指示灯、液晶屏、旋转机构和平移机构，在基座上设有打印机，在固定在基座上的立板上部转动安装有转盘，在立板上设有驱动转盘旋转的旋转机构；在转盘上设有壳体，在转盘上设有实现壳体与转盘相对固定的第一锁止机构；在壳体上设有指示灯和液晶屏，不同壳体上的指示灯可发出不同颜色的光，在每一壳体上还分别设有蓄电池和常开开关，蓄电池、指示灯、液晶屏和常开开关构成电流回路，在所述立板上设有闭合常开开关的平移机构。本发明可有效避免故障信息漏监现象的发生。

Description

基于电网故障信息分析预警系统

技术领域

本发明涉及电网故障预警技术领域，具体地说是一种基于电网故障信息分析预警系统。

背景技术

目前ems系统对变电站上送的信号没有进行深入的分析与处理，因此信号容易出现刷屏现象。此外供电公司监控人员对信号的认识也不够明确，对一些重要的信号容易因为大意而导致信号漏监，进而可能导致重大的电网事故。当前的人机界面系统只是简单地按照不同的信号等级进行分类报警，针对故障事项进行声音报警，对信号的分析与处理不足，对信号的分类与可能导致的问题不能直观展示和告警，造成监控员信号监视的惰性，不利于电网的安全的运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于电网故障信息分析预警系统，用于方便监控人员监控电网故障信号，同时避免漏监现象的发生。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：基于电网故障信息分析预警系统，它包括信号处理单元、报警单元、调度控制系统和一体机，所述信号处理单元与变电站无线通讯并接收变电站发送来的故障信息，所述一体机、调度控制系统、报警单元分别与信号处理单元通过网线连接或无线通讯，其特征是，

所述报警单元包括基座、立板、打印机、转盘、壳体、指示灯、液晶屏、旋转机构和平移机构，所述立板与基座固定连接，在所述基座上设有打印机，在所述立板的上部转动安装有转盘，在所述立板上设有驱动转盘旋转的旋转机构；

在所述转盘上可拆卸的安装有若干沿周向均匀布置的壳体，在所述转盘上设有实现壳体与转盘相对固定的第一锁止机构；

在所述壳体上设有指示灯和液晶屏，不同壳体上的指示灯可发出不同颜色的光，在每一壳体上还分别设有蓄电池和常开开关，同一壳体上的蓄电池、指示灯、液晶屏和常开开关构成电流回路，在所述立板上设有闭合常开开关的平移机构；所述液晶屏与控制器信号连接，所述控制器接收信号处理单元发送来的故障信息然后在液晶屏上显示，所述打印机接收信号处理单元发送来的信息指令后打印对应故障信息的解决处理措施。

进一步地，所述旋转机构包括电机、蜗轮、齿轮、齿圈和蜗杆，所述电机固定在立板上，所述蜗杆固定在电机的输出轴上，所述蜗杆与蜗轮啮合，所述蜗轮与齿轮共轴设置，所述齿轮与固定在转盘上的齿圈啮合配合。

进一步地，所述第一锁止机构包括锁止杆、插销、锁止弹簧和插块，所述转盘上划分成若干沿周向均匀设置的壳体放置区，在每一壳体放置区设有一对插块，所述壳体与插块插接配合；在所述壳体放置区设有横杆槽，在横杆槽中铰接安装有锁止杆，在所述转盘上设有第一固定环，在第一固定环与锁止杆的一端的操纵部之间设有锁止弹簧，在锁止杆的另一端设有插销，在锁止弹簧的作用下插销置于横杆槽中，壳体挤压操纵部时锁止杆摆动使得插销置于壳体底部的插孔中。

进一步地，在所述第一固定环的外壁上设有竖杆槽，所述操纵部置于竖杆槽中，所述插销为上部小、下部大的锥形结构。

进一步地，所述常开开关包括底座、固定杆、导电块、夹紧块、第二锁止机构和绝缘块，在所述底座上固定有固定杆，在固定杆的左右两侧分别设有与底座滑动连接的夹紧块，在底座与夹紧块之间设有推出弹簧，在推出弹簧的作用下夹紧块向靠近固定杆的一侧移动，在固定杆的上方设有导电块，在导电块与固定杆之间设有顶出弹簧；在左、右两侧的夹紧块上分别设有导电的触片，所述触片通过导线与电流回路连通，在底座上设有使得导电块与触片接触的第二锁止机构；在导电块上设有绝缘块，平移机构按压绝缘块时可驱使第二锁止机构实现将导电块与触片的接触，在底座上设有驱动第二锁止机构使得导电块与触片分离的释放机构。

进一步地，所述第二锁止机构包括锁止块和锁紧弹簧，在所述固定杆的左右两侧分别设有一个与底座滑动连接的锁止块，在固定杆与锁止块之间设有锁紧弹簧，锁止块置于夹紧块与固定杆之间，导电块的两端均置于锁止块与夹紧块之间，在所述导电块的内侧设有锁止扣，在锁止块上设有与锁止扣插接配合的锁止孔。

进一步地，还包括释放机构，所述释放机构包括旋钮、竖轴、转轮、曲柄和连杆，所述竖轴转动安装在底座上，所述旋钮固定在竖轴上且置于底座的外部，所述转轮固定在置于底座内部的竖轴上，在所述转轮上铰接安装有一对曲柄，在锁止块的底部固定有滑杆，在滑杆与对应的曲柄之间设有连杆。

进一步地，在夹紧块的顶部设有与导电块外侧对应的倾斜面，在锁止块的顶部设有与导电块内侧对应的倾斜面。

进一步地，在所述壳体上设有支撑环，所示液晶屏转动安装在支撑环上且在液晶屏的底部设有配重块。

本发明的有益效果是：本发明提供的基于电网故障信息分析预警系统，变电站接收到的故障信息可以传递至信号处理单元，信号处理单元可对故障信号进行分类、分析处理，并传递至一体机上显示；此外信号处理单元还向报警单元发送信号，此时报警单元上对应的指示灯变亮，以发出光提示。同时对应的液晶屏上显示故障信息，以通过文字的形式提醒监控人员，避免漏监。

附图说明

图1为本发明的示意图；

图2为报警单元的正面示意图；

图3为报警单元的背面示意图；

图4为报警单元的侧面示意图；

图5为转盘的正面示意图；

图6为转盘的侧面示意图；

图7为壳体放置区的示意图；

图8为图7中的A-A剖视图；

图9为图7中的B向局部向视图；

图10为壳体与指示灯、液晶屏的安装示意图；

图11为壳体的示意图；

图12为指示灯与液晶屏所在的电流回路示意图；

图13为常开开关的示意图；

图14为常开开关的内部结构示意图；

图15为平移机构的示意图；

图16为旋转机构的示意图；

图17为固定座的示意图；

图18为自然状态下常开开关的示意图；

图中：1基座，11立板，12横轴，13支撑体，14轴承，15打印机；

2转盘，20壳体放置区，201横杆槽，21第一固定环，211竖杆槽，212凹槽，22第二固定环，23齿圈，24齿轮，25蜗轮，26蜗杆，27电机，28通孔，29插块；

3壳体，31灯座，32指示灯，33支撑环，34液晶屏，35配重块，36蓄电池；

4锁止杆，41操纵部，42锁止弹簧，43插销；

5常开开关，51固定座，511安装槽，512端盖，513滑槽，514竖轴，515转轮，516曲柄，517连杆，518旋钮，519支耳，52滑杆，53锁止块，531锁紧弹簧，532弹簧槽，54固定杆，541顶出弹簧，55导电块，551锁止扣，56夹紧块，561支座，562推出弹簧，563触片，564导线，565滑块，566竖直断面，567倾斜面，57绝缘块；

6铰接轴，7电动伸缩杆。

具体实施方式

如图1至图17所示，本发明主要包括信号处理单元、调度控制系统、一体机和报警单元，下面结合附图对本发明进行详细描述。

如图1所示，信号处理单元与变电站通过以太网连接，变电站采集的故障信息可以通过以太网传递给信号处理单元，信号处理单元与一体机信号连接。信号处理单元接收到的故障信息可以在一体机上显示，且在信号处理单元的作用下，故障信息可以在一体机上分类显示，以便监控人员监控电网故障。对于诸如跳闸事项等特别重要的故障信息，一体机的屏幕上可以提供弹窗并发出声音提示，以通过弹窗的形式告知监控人员。一体机还具有弹窗确认功能，监控人员可以通过确认键关闭弹窗。关闭弹窗后，一体机可以弹出有关故障处理方案的提示，以告知监控人员针对故障信号的处理方案。一体机具有鼠标输入和触摸屏输入两种输入方式，以便于监控人员操纵一体机，输入汉字、字符和数字等。调度控制系统、一体机和信号处理单元均为现有技术，一体机上弹窗技术以及鼠标输入、触摸屏输入均为现有技术，不再赘述。信号处理单元还与调度控制系统信号连接，根据信号处理单元传递来的故障信息，调度控制系统可以制定或下达相应的调度指令。为避免故障信号的漏监，通过单独架设的报警单元进行警告。

如图2至图17所示，报警单元包括基座1、立板11、横轴12、转盘2、壳体3、锁止杆4和常开开关5，如图2至图4所示，基座1为报警单元的基体，基座为绝缘件，基座应具有一定的质量，以避免整体的倾翻。在基座的前侧设有打印机15，在基座的后侧固定有立板11，在立板的上部固定有横轴12，在横轴上固定有支撑体13，支撑体为圆形结构，在支撑体上固定有轴承14，该轴承的内圈固定在支撑体上，在该轴承的外圈上固定有转盘2。

如图5、图6所示，转盘2为圆环形结构，在转盘的前侧设有第一固定环21，第一固定环固定在轴承14的外圈上。在转盘的后侧设有第二固定环22，在第二固定环的内侧固定有齿圈23，如图16所示，在齿圈的内侧设有齿轮24，齿轮与齿圈啮合，齿轮与蜗轮25共轴设置且齿轮与蜗轮转动安装在立板上，在立板上固定有电机27，在电机的输出端固定有蜗杆26，蜗杆与蜗轮啮合。电机、蜗轮、蜗杆、齿轮和齿圈构成了驱动转盘在竖直面内旋转的旋转机构。

转盘的前侧划分为若干壳体放置区20，若干壳体放置区沿周向均匀设置且壳体放置区的大小均相同，壳体放置区为扇形结构，若干壳体放置区共同围成一个完成的圆形。在壳体放置区的大端设有通孔28，如图7所示，在壳体放置区的小端设有一对插块29，如图9所示，插块整体呈锥形，插块的横截面为T形。

在每一壳体放置区插放放置有壳体3，如图10所示，壳体3的形状、大小均与壳体放置区相同，若干壳体分别放置在壳体放置区中时若干壳体围成一个完整的圆环形结构。如图11所示，在壳体的小端设有灯座31，在灯座上安装有指示灯32，在通孔与灯座之间设有支撑环33，支撑环为圆环形结构，在支撑环的外壁上固定有轴承，该轴承的内圈固定在支撑环上，在该轴承的外圈上固定有液晶屏34，这样液晶屏可以相对支撑环转动，为保证转盘转动时液晶屏的放置方位不变，在液晶屏的底部固定有配重块35，配重块的设置使得液晶屏始终保持固定的方位，及时转盘转动时液晶屏也不会翻转，进而液晶屏上的汉字数字等处于正立状态，便于监控人员观察。

为便于将壳体插放在壳体放置区，在壳体的底部设有与插块配合的插槽，安装时，将插块插入插槽中可以将壳体安装在壳体放置区中。为实现壳体与转盘之间的锁止，如图7、图8所示，在壳体放置区的小端设有横杆槽201，在横杆槽中通过铰接轴6铰接安装有L形的锁止杆4，锁止杆的竖向部分为操纵部41，在每一壳体放置区对应的第一固定环的圆形外壁上设有容纳操纵部的竖杆槽211。在锁止杆的作用端设有插销43，插销为上小、下大的锥形结构。在壳体的底部设有与插销配合作用的插孔，在每一壳体放置区对应的第一固定环的圆形外壁上设有凹槽212，在凹槽中固定有锁止弹簧42，锁止弹簧的一端与第一固定环固连，锁止弹簧的另一端固定在操纵部上。自由状态在锁止弹簧的作用下锁止杆的操纵部倾斜设置且操纵部的一部分伸出竖杆槽，锁止杆的前端连同插销置于横杆槽中。在壳体向壳体放置区小端移动的过程中，插块不断的插入插槽中，直至壳体的小端与操纵部接触后，挤压锁止弹簧使得锁止杆向上摆动，直至插销进入到壳体底部的插孔中时，壳体便固定在壳体放置区中。需要卸下壳体时，用力向壳体放置区大端所在的一侧移动壳体即可，此时插销的圆锥面与插孔的内壁接触且相对滑动，在锁止弹簧的作用下锁止杆顺时针摆动，插销逐渐从插孔中移出。锁止杆、插销、插块和锁止弹簧构成了第一锁止机构。

为实现对指示灯和液晶屏的供能，在壳体内设有电流回路，如图12所示，该电流回路主要包括指示灯32、液晶屏34、蓄电池36和常开开关5，如图13、图14所示，常开开关5主要包括固定座51、端盖512、释放机构、滑杆52、锁止块53、固定杆54、顶出弹簧541、导电块55、夹紧块56、推出弹簧562、导线564、滑块565和绝缘块57，如图13、图17所示，固定座51为绝缘材料制成的板状结构，在固定座的上端面设有圆形的安装槽511，在安装槽的顶部设有端盖512，在端盖上设有一对左右设置的滑槽513，在滑槽中滑动安装有滑杆52。为驱动滑杆在滑槽中的移动，在底座上通过轴承转动安装有竖轴514，竖轴的上端转动安装在端盖上，竖轴的下端转动安装在底座的下端面上，在竖轴上固定有转轮515，如图15所示，在转轮的左右两侧分别设有支耳519，在每一支耳上通过铰接轴6分别铰接安装有曲柄516，在两滑杆上分别铰接安装有连杆517，两连杆与两曲柄一一对应，且对应的曲柄与连杆铰接连接。在置于底座外部的竖轴上固定有旋钮518，旋转旋钮时，可以驱动曲柄的摆动，进而通过连杆驱动滑杆相对底座的滑动。旋钮、竖轴、转轮、曲柄和连杆构成了释放机构。

在每一滑杆的顶部固定有锁止块53，锁止块为由绝缘材料制成的块状结构，锁止块与端盖滑动连接，在两锁止块之前的端盖上固定有固定杆54，在朝向固定杆的锁止块的端面上设有弹簧槽532，在固定杆与锁止块之间设有锁紧弹簧531，锁紧弹簧的一端固定在固定杆的外壁上，锁紧弹簧的另一端置于弹簧槽中。在背向固定杆的锁止块的一端面上设有锁止孔，在锁紧弹簧的作用下两锁止块向远离固定杆的方向移动。在固定杆的顶部固定有顶出弹簧541，在固定杆、锁止块的上方设有导电块55，导电块为倒置的U形结构的金属件，在导电块的顶部设有绝缘块57，按压绝缘块时，可以驱动导电块向固定杆所在的一侧移动。在导电块的左右两侧分别设有锁止扣551，锁止扣为固定在导电块外壁上的突起，锁止扣可以置于锁止孔中，此时沿竖直方向导电块与锁止块相对固定。在底座上滑动安装有一对左右设置的夹紧块56，在夹紧块上固定有与底座滑动连接的滑块565，在夹紧块的底部设有方形槽，在夹紧块下方的底座上固定有支座561，在支座与夹紧块之间设有推出弹簧562，且在推出弹簧的作用下夹紧块有向固定杆一侧移动的趋势。在朝向固定杆的夹紧块的一端面上设有导电的触片563，触片与导线564电连接，左侧夹紧块上的导线与蓄电池电连接，右侧夹紧块上的导线与液晶屏电连接。在靠近固定杆的夹紧块的顶部设有倾斜面567，在靠近固定杆的夹紧块的一侧设有竖直断面566，倾斜面与竖直断面相交设置。自然状态下，如图18所示，锁止扣置于锁止孔之外，此时在顶出弹簧的作用下导电块与触片分离，在常开开关的作用下将电流回路断开。当需要闭合常开开关时，按压绝缘块，此时导电块的外侧逐渐与倾斜面接触并推动夹紧块向两侧移动，导电块的内侧逐渐与锁止块上的倾斜面接触并推动两锁止块相互靠近，直至导电块的左右侧面与竖直断面接触、锁止扣置于锁止孔中。为便于压动绝缘块，如图4所示，在立板上设有电动伸缩杆7，电动伸缩杆达到最大行程时，锁止扣置于锁止孔中。电动伸缩杆构成了驱动绝缘块移动的平移机构。

常开开关闭合后，电流回路接通，与信号处理单元信号连接的液晶屏可显示变电站的故障信息，同时该液晶屏所在电流回路中的指示灯发出光提示。为便于不同壳体上的指示灯发出不同的报警信号，以告知监控人员变电站故障的轻重缓急，转盘上所有的指示灯颜色不同，即不同的指示灯可以发出不同颜色的光，对于指示灯颜色的设置，可以设置为红色、橙色、黄色以及三种颜色之间的过渡色，红色代表故障比较严重、需要紧急处理，黄色代表故障不是太严重，可优先处理其它故障。在不同壳体上的液晶屏上显示不同的故障信息，以通过文字的形式告知监控人员。

当变电站发生故障时，信息处理单元接收到故障信号后，一方面将故障信号发送至调度控制系统，另一方面发送至一体机，在监控室内的显示屏上显示。保险期间，为避免故障信息太多造成刷屏现象而遗漏重大故障信息，信号处理单元还向报警单元发送信号。根据故障信息的类型以及轻重缓急，报警单元中的旋转机构动作，使得对应壳体转动至电动伸缩杆处，电动伸缩杆动作将导电块按下，此时对应壳体上的指示灯发出光提示，而液晶屏则通过文字形式提示监控人员。液晶屏上自带控制器，控制器与信号处理单元无线通讯或者通过网线通讯，信号处理单元将故障信息传递至控制器上在液晶屏上显示。液晶屏显示相应的文字内容，为现有技术，这在机场、医院等场所的屏幕上已有广泛应用。打印机与信号处理单元通过网线连接，信号处理单元向报警单元发送信号的同时，还控制打印机工作，以打印出针对故障信息的解决措施。当故障信息解除后或者监控人员已经通知相关部门处理后，可解除报警单元上的提示，此时，只需要旋转旋钮，使得两滑杆相互靠近，此时两锁止块相互靠近，锁止扣便可在锁止孔中脱出，进而在顶出弹簧的作用下导电块与触片分离，断开电流回路。为方便操作，将常开开关置于壳体中后，绝缘块正对转盘上的通孔，旋钮穿过壳体的前侧壁后伸出壳体。

在整个系统中，可人工预先对各种不同的故障信息进行分类，当故障信息比较严重且比较紧急时，可驱使红色的指示灯变亮，通过不同颜色的指示灯指示不同的故障信息。

Claims (9)

1.基于电网故障信息分析预警系统，它包括信号处理单元、报警单元、调度控制系统和一体机，所述信号处理单元与变电站无线通讯并接收变电站发送来的故障信息，所述一体机、调度控制系统、报警单元分别与信号处理单元通过网线连接或无线通讯，其特征是，

所述报警单元包括基座、立板、打印机、转盘、壳体、指示灯、液晶屏、旋转机构和平移机构，所述立板与基座固定连接，在所述基座上设有打印机，在所述立板的上部转动安装有转盘，在所述立板上设有驱动转盘旋转的旋转机构；

在所述转盘上可拆卸的安装有若干沿周向均匀布置的壳体，在所述转盘上设有实现壳体与转盘相对固定的第一锁止机构；

在所述壳体上设有指示灯和液晶屏，不同壳体上的指示灯可发出不同颜色的光，在每一壳体上还分别设有蓄电池和常开开关，同一壳体上的蓄电池、指示灯、液晶屏和常开开关构成电流回路，在所述立板上设有闭合常开开关的平移机构；所述液晶屏与控制器信号连接，所述控制器接收信号处理单元发送来的故障信息然后在液晶屏上显示，所述打印机接收信号处理单元发送来的信息指令后打印对应故障信息的解决处理措施。

2.根据权利要求1所述的基于电网故障信息分析预警系统，其特征是，所述旋转机构包括电机、蜗轮、齿轮、齿圈和蜗杆，所述电机固定在立板上，所述蜗杆固定在电机的输出轴上，所述蜗杆与蜗轮啮合，所述蜗轮与齿轮共轴设置，所述齿轮与固定在转盘上的齿圈啮合配合。

3.根据权利要求1所述的基于电网故障信息分析预警系统，其特征是，所述第一锁止机构包括锁止杆、插销、锁止弹簧和插块，所述转盘上划分成若干沿周向均匀设置的壳体放置区，在每一壳体放置区设有一对插块，所述壳体与插块插接配合；在所述壳体放置区设有横杆槽，在横杆槽中铰接安装有锁止杆，在所述转盘上设有第一固定环，在第一固定环与锁止杆的一端的操纵部之间设有锁止弹簧，在锁止杆的另一端设有插销，在锁止弹簧的作用下插销置于横杆槽中，壳体挤压操纵部时锁止杆摆动使得插销置于壳体底部的插孔中。

4.根据权利要求3所述的基于电网故障信息分析预警系统，其特征是，在所述第一固定环的外壁上设有竖杆槽，所述操纵部置于竖杆槽中，所述插销为上部小、下部大的锥形结构。

5.根据权利要求1所述的基于电网故障信息分析预警系统，其特征是，所述常开开关包括底座、固定杆、导电块、夹紧块、第二锁止机构和绝缘块，在所述底座上固定有固定杆，在固定杆的左右两侧分别设有与底座滑动连接的夹紧块，在底座与夹紧块之间设有推出弹簧，在推出弹簧的作用下夹紧块向靠近固定杆的一侧移动，在固定杆的上方设有导电块，在导电块与固定杆之间设有顶出弹簧；在左、右两侧的夹紧块上分别设有导电的触片，所述触片通过导线与电流回路连通，在底座上设有使得导电块与触片接触的第二锁止机构；在导电块上设有绝缘块，平移机构按压绝缘块时可驱使第二锁止机构实现将导电块与触片的接触，在底座上设有驱动第二锁止机构使得导电块与触片分离的释放机构。

6.根据权利要求5所述的基于电网故障信息分析预警系统，其特征是，所述第二锁止机构包括锁止块和锁紧弹簧，在所述固定杆的左右两侧分别设有一个与底座滑动连接的锁止块，在固定杆与锁止块之间设有锁紧弹簧，锁止块置于夹紧块与固定杆之间，导电块的两端均置于锁止块与夹紧块之间，在所述导电块的内侧设有锁止扣，在锁止块上设有与锁止扣插接配合的锁止孔。

7.根据权利要求5所述的基于电网故障信息分析预警系统，其特征是，还包括释放机构，所述释放机构包括旋钮、竖轴、转轮、曲柄和连杆，所述竖轴转动安装在底座上，所述旋钮固定在竖轴上且置于底座的外部，所述转轮固定在置于底座内部的竖轴上，在所述转轮上铰接安装有一对曲柄，在锁止块的底部固定有滑杆，在滑杆与对应的曲柄之间设有连杆。

8.根据权利要求6所述的基于电网故障信息分析预警系统，其特征是，在夹紧块的顶部设有与导电块外侧对应的倾斜面，在锁止块的顶部设有与导电块内侧对应的倾斜面。

9.根据权利要求6所述的基于电网故障信息分析预警系统，其特征是，在所述壳体上设有支撑环，所示液晶屏转动安装在支撑环上且在液晶屏的底部设有配重块。