CN106908653A - Opgw在线监测系统及方法 - Google Patents

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孟志华
邓科平
徐宽
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Abstract

OPGW在线监测系统及方法,对电力网中的地线进行多点的在线监测,包含:监测器,输入端连接被测地线;第一通信管理器,输入端连接所述监测器的输出端;第二通信管理器;所述监测器和第一通信管理器一比一配置,在电力网中多处设置;所述第二通信管理器输入端设置多个端口,用于连接多个第一通信管理器的输出端;主站服务器,输入端连接所述第二通信管理器的输出端。本发明在线监测电力网地线的电压、电流和电阻的实时状态,为主站服务器提供判断及分析依据。

Description

OPGW在线监测系统及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及供配电技术领域,具体涉及0PGW在线监测系统及方法。
背景技术
[0002] 国内变电站0PGW终端在运行中发生引下缆雷击断股、感应电电蚀断股和脱缆缺陷 故障日渐增多而目前而言还没有相应的监测设备提供数据监测和分析。
[0003] 0PGW光纤通信是电力通信骨干网的重要组成部分,它承载着电网生产信息。当前 国内智能电网处于高速发展时期,电力通信大量采用OPGff用于光纤骨千网。为提高智能电 网安全运行的可靠性对0PGW光纤通信网进行全天候24小时监测显得尤为重要。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种0PGW在线监测系统和方法,在线监测的数据为电力网 地线的电压、电流和电阻的实时状态,为主站服务器提供判断及分析依据。
[0005] 0PGW在线监测系统,对电力网中的地线进行多点的在线监测,包含: 监测器,输入端连接被测地线; 第一通信管理器,输入端连接所述监测器的输出端; 第二通信管理器; 所述监测器和第一通信管理器一比一配置,在电力网中多处设置; 所述第二通信管理器输入端设置多个端口,用于连接多个第一通信管理器的输出端; 主站服务器,输入端连接所述第二通信管理器的输出端。
[0006] 上述的0PGW在线监测系统,其中,所述监测器包含: 第一积分器; 第二积分器; 第一罗氏线圈,套接在被测地线上,输出端连接所述第一积分器; 第二罗氏线圈,套接在被测地线上,输出端连接所述第二积分器 第一采集器,输入端连接所述第一积分器的输出端; 第二采集器,输入端连接所述第二积分器的输出端; 传感器,套接在被测地线上,并有一受控端; 第三采集器,输入端连接所述传感器的输出端; 脉冲发生器,输出端连接所述传感器的受控端; 显示器; 通信接口,输出端连接所述第一通信管理器的输入端; 数据处理器,输入端连接所述第一采集器、第二采集器和第三采集器的输出端,输出一 控制信号至所述脉冲发生器的输入端,输出显示数据至所述显示器的输入端,输出通信数 据至所述通信接口的输入端。
[0007] 上述的0PGW在线监测系统,其中,所述第一通信管理器和所述第二通信管理器之 间采用光纤连接。
[0008] 上述的0PGW在线监测系统,其中,所述监测器和第一通信管理器之间采用有线或 无线的连接方式。
[0009] 上述的0PGW在线监测系统,其中,所述第二通信管理器和所述主站服务器之间采 用USB方式连接。
[0010] 上述的0PGW在线监测系统,其中,所述传感器为非接触式传感器。
[0011]上述的0PGW在线监测系统,其中,所述通信接口在安装时确定为有线接口或无线 接口,之后不再更改。
[0012] 一种0PGW在线监测方法,步骤如下: 51、 监测器的第一采集器采集电力网地线上的电压大小,监测器的第二采集器采集电 力网地线上的接地电流大小及相位,监测器的第三采集器采集电力网地线上的接地电阻; 52、 监测器的数据处理器对S1得到的结果进行计算,得出具体的电压、电流和电阻值并 判定是否超限; 53、 数据处理器将S2得到的数据分别输出到显示器和通信接口; 54、 主站服务器对来自通信接口的数据进行存储、处理和显示,当数值出现异常时发出 警告信息,供工作人员查询。
[0013] 上述的0PGW在线监测方法,在步骤S1中,所述电压包含雷击电压和感应电压,由数 据处理器根据电压的时间特性区分。
[0014] 上述的0PGW在线监测方法,在步骤S2中,由数据处理器内的复杂可编程逻辑器件 CPLD和高速ARM处理器共同完成电流相位判定,具体步骤如下: 521、 高速ARM处理器复位复杂可编程逻辑器件CPLD; 522、 高速ARM处理器使能复杂可编程逻辑器件CPLD,检测第一电流相位; 523、 高速ARM处理器读取当前相位数据并存储; 524、 高速ARM处理器复位复杂可编程逻辑器件CPLD; 525、 高速ARM处理器使能复杂可编程逻辑器件CPLD,检测第二电流相位; 526、 高速ARM处理器读取当前相位数据并存储; 527、 高速ARM处理器比较第一电流相位和第二电流相位,相位差大于180度则发出警 报。
[0015] 本发明完善变电站设备状态检修,提高变电站各类设备安全运行提供有效信息。
附图说明
[0016] 图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
[0017] 以下结合附图,通过详细说明一个较佳的具体实施例,对本发明做进一步阐述。
[0018] 如图1所示,从电力网地线上引出测试点,对地线的电压、接地电流和接地电阻进 行在线实时监测,出现异常时由监测器和主站服务器提出报警,通知操作人员千预。 _9] 0PGW在线监测系统,包含监测器1、第一通信管理器2、第二通信管理器3和主站服 务器4。 L0020]监测器1,输入端连接被测地线。从电力网地线上引出三个测试点,分别对地线上 的电压、接地电流和接地电阻进行在线实时监测,由人工对电压、电流和电阻三个值分别设 置阈值^超出阈值时由监测器1报警,提示工作人员干预。报警信息通过监测器丨内的显示器 110显示,显示方式为图像或表格。
[0021] 第一通信管理器2将监测器1采集到的数据转发给远端的主站服务器,输入端连接 所述监测器1的输出端。输入端可以接受有线或无线的输入方式。具体由安装条件决定,适 合有线布线的监测点采用有线通信方式,不适合有线布线的监测点选用无线通信方式。第 一通信管理器2将数据转为SDH模块2M格式通过光纤将数据发送到第二通信管理器3。
[0022] 第二通信管理器3,输入端通过光纤远距离连接所述第一通信管理器2的输出端, 将来自第一通信管理器2的数据转为适合USB传送的格式,然后转发给主站服务器4。
[0023]主站服务器4,输入端通过USB连接所述第二通信管理器3的输出端。主站服务器4 显示实时数据列表和实时变化曲线,并且提供历史数据查询和历史数据变化曲线查询。月艮 务器可以对接收到的数据设置阈值,当数据大于或小于阈值时,服务器会发出报警信息,并 提供数据异常的站点、可能的异常原因等信息,方便工作人员及时发现及时处理。
[0024]监测器1和第一通信管理器2按一比一的比例配置,在电力网中多处设置。
[0025]第二通信管理器3输入端设置多个端口,用于连接多个第一通信管理器2。
[0026] 监测器丨包含: 第一积分器1〇3;第二积分器104;第一罗氏线圈101,套接在被测地线上,输出端连接所 述第:积分器103;第二罗氏线圈112,套接在被测地线上,输出端连接所述第二积分器104; 第一采集器105为S位采集器,输入端连接所述第一积分器103的输出端,采样速度为l〇Mb/ s;第二采集器1〇6为24位采集器,输入端连接所述第二积分器104的输出端,采样速度为 lOkb/s;传感器102为非接触式传感器,套接在被测地线上,并有一受控端;第三采集器1〇7, 输入端连接所述传感器102的输出端;脉冲发生器108,输出端连接所述传感器102的受控 端,脉冲发生器108受数据处理器109的控制产生脉冲,用于控制传感器102的工作;显示器 110显示图像或表格的报警信息;通信接口 111,输入端连接数据处理器109,输出端连接所 述第一通信管理器2的输入端,通信接口 111将处理好的数据转换为有线或无线格式的数据 发送到第一通信管理器2;数据处理器109,输入端连接所述第一采集器105、第二采集器106 和第三采集器107的输出端,输出一控制信号至所述脉冲发生器108的输入端,输出显示数 据至所述显示器110的输入端,输出通信数据至所述通信接口 111的输入端。
[0027] 本发明的供电由太阳能供电系统提供。太阳能供电系统包含太阳能板,锂电池和 充电控制器。
[0028] —种0PGW在线监测方法,步骤如下: 51、 监测器1的第一采集器105采集电力网地线上的电压大小,监测器1的第二采集器 106采集电力网地线上的接地电流大小及相位,监测器1的第三采集器107采集电力网地线 上的接地电阻信息; 52、 监测器1的数据处理器1〇9对S1得到的结果进行计算,得出具体的电压、电流和电阻 值并判定是否超限; 53、 数据处理器109将S2得到的数据分别输出到显示器110和通信接口 111; 54、 主站服务器4对来自通信接口 111的数据进行存储、处理和显示,当数值出现异常时 发出警告信息,供工作人员查询。
[0029] 在步骤S1中,电压包含雷击电压和感应电压,由数据处理器1〇9根据电压的时间特 性区分。第一采集器103采集到的单元脉冲宽度为1.2即〜50US的电压为雷击过压;采集到 的单元脉冲宽度为25〇ys〜2500ys的电压为感应过压。
[0030] 在步骤S2中,接地电流的检测范围为0〜400A,接地电阻的检测范围为0〜200 Q。
[0031] 在步骤S4中,数值出现异常的判定标准可调,由操作人员根据实际情况输入。
[0032] 在步骤S2中,由数据处理器109内的复杂可编程逻辑器件CPLD和高速ARM处理器共 同完成电流相位判定,具体步骤如下: 521、 高速ARM处理器复位复杂可编程逻辑器件CPLD,等待时间大于2s; 522、 高速ARM处理器使能复杂可编程逻辑器件CPLD,检测第一电流相位,等待时间大于 Is; 523、 高速ARM处理器读取当前相位数据并存储; 524、 高速ARM处理器复位复杂可编程逻辑器件CPLD,等待时间大于1 s; 525、 高速ARM处理器使能复杂可编程逻辑器件CPLD,检测第二电流相位,等待时间大于 Is; 526、 高速ARM处理器读取当前相位数据并存储; 527、 高速ARM处理器比较第一电流相位和第二电流相位,相位差大于180度则发出警 报。
[0033]尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍,但应当认识到上述的 描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后,对于本发明的 多种修改和替代都将是显而易见的。因此,本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1. OPGW在线监测系统,对电力网中的地线进行多点的在线监测,其特征在于,包含: 监测器(1),输入端连接被测地线; 第一通信管理器(2),输入端连接所述监测器(1)的输出端; 第二通信管理器(3); 所述监测器(1)和第一通信管理器(2) —比一配置,在电力网中多处设置; 所述第二通信管理器(3)输入端设置多个端口,用于连接多个第一通信管理器(2)的输 出立而; 主站服务器(4),输入端连接所述第二通信管理器(3)的输出端。
2. 如权利要求1所述的0PGW在线监测系统,其特征在于,所述监测器⑴包含: 第一积分器(103); 第二积分器(104); 第一罗氏线圈(101),套接在被测地线上,输出端连接所述第一积分器(103); 第二罗氏线圈(112),套接在被测地线上,输出端连接所述第二积分器(104) 第一采集器(105),输入端连接所述第一积分器(103)的输出端; 第二采集器(106),输入端连接所述第二积分器(1〇4)的输出端; 传感器(102),套接在被测地线上,并有一受控端; 第三采集器(107),输入端连接所述传感器(102)的输出端; 脉冲发生器(108),输出端连接所述传感器(102)的受控端; 显示器(110); 通信接口(111),输出端连接所述第一通信管理器(2)的输入端; 数据处理器(1〇9),输入端连接所述第一采集器(1〇5)、第二采集器(1〇6)和第三采集器 (107)的输出端,输出一控制信号至所述脉冲发生器(1〇8)的输入端,输出显示数据至所迷 显示器(110)的输入端,输出通信数据至所述通信接口 CU1)的输入端。
3. 如权利要求1所述的0PGW在线监测系统,其特征在于,所述第一通信管理器(2)和所 述第二通信管理器(3)之间采用光纤连接。
4.如权利要求1所述的OPGff在线监测系统,其特征在于,所述监测器(1)和第一通信管 理器(2)之间采用有线或无线的连接方式。
5. 如权利要求1所述的0PGW在线监测系统,其特征在于,所述第二通信管理器(3)和所 述主站服务器(4)之间采用USB方式连接。
6. 如权利要求2所述的0PGW在线监测系统,其特征在于,所述传感器(1〇2)为非接触式 传感器。
7. 如权利要求2所述的0PGW在线监测系统,其特征在于,所述通信接口(111)在安装时 确定为有线接口或无线接口,之后不再更改。
8. —种0PGW在线监测方法,其特征在于,步骤如下: 51、 监测器⑴的第一采集器(1〇5)采集电力网地线上的电压大小,监测器⑴的第二采 集器(106)采集电力网地线上的接地电流大小及相位,监测器(1)的第三采集器(107)采集 电力网地线上的接地电阻; 52、 监测器(1)的数据处理器(1〇9)对S1得到的结果进行计算,得出具体的电压、电流和 电阻值并判定是否超限; 53、 数据处理器(109)将S2得到的数据分别输出到显示器(110)和通信接口(U1); 54、 主站服务器⑷对来自通信接口(111)的数据进行存储、处理和显示,当数值股见胃 常时发出警告信息,供工作人员查询。
9. 如权利要求8所述的OPGW在线监测方法,其特征在于,在所述步骤S1中,所述电$包* 含雷击电压和感应电压,由数据处理器(109)根据电压的时间特性区分。
10. 如权利要求8所述的0PGW在线监测方法,其特征在于,所述步骤S2中,由数据处理器 (109)内的复杂可编程逻辑器件CPLD和高速ARM处理器共同完成电流相位判定,具体步骤如 下: 521、 高速ARM处理器复位复杂可编程逻辑器件CPLD; 522、 高速ARM处理器使能复杂可编程逻辑器件CPLD,检测第一电流相位; 523、 高速ARM处理器读取当前相位数据并存储; 524、 高速ARM处理器复位复杂可编程逻辑器件CPLD; 525、 高速ARM处理器使能复杂可编程逻辑器件CPLD,检测第二电流相位; 526、 高速ARM处理器读取当前相位数据并存储; 527、 高速ARM处理器比较第一电流相位和第二电流相位,相位差大于mo度则发出警 亂 、"
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