CN109412273A - 一种基站电源远程监管系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基站电源远程监管系统，包括监测主机与断路器，断路器包括开关触点、辅助触点与辅助报警触点；断路器的开关触点连接在为基站设备供电的电缆上；断路器的辅助触点能够跟随开关触点的状态并与监测主机的信号输入端连接；断路器的辅助报警触点与监测主机的信号输入端连接；监测主机的信号输出端与断路器的直流电操机构连接，以对开关触点进行分\合闸操作；还包括用于采集供电电缆电力数据并发送给监测主机的电能表；监测主机内配置有根据断路器状态与三相电压进行故障识别的故障识别程序；还包括与监测主机双向通信连接的后台监控服务器。本发明能够自动识别故障类型并发送故障告警信息。
Description
技术领域
本发明属于电力能源配送技术领域，尤其涉及一种基站电源远程监管系统。
背景技术
通信作为公共事业，成为人们日常生活必须的一部分，设备对电源可靠性要求高。由于城市的快速发展和社会的进步，居民对手机通信等移动终端的需求越来越高，城市的规划建设中对快速发展的通信需求存在不足，通信网络覆盖面的发展远远超过了预期的规划要求，5G通信正式启动，设备功率更大，对电源的需求功率更大，电源的可靠性要求更高。对分布广，用电容量小，建筑物设计前期无法准确规划通信设备的安装位置；新增的通信需求巨大，原有通信设施和供电设计方案无法满足通信要求，导致新增设备电源接入点较远或接入较难，无法满足大量分散、小功率通信设备的供电需求。
由于通信基站设备用电容量小、分布分散，所处地理环境位置复杂，铁塔基站经营产权单位在通信设备、辅助设备（风机、制冷、蓄电池等）运行管理的可靠性、安全性和经济性等方面面临较大的压力。因此，需要一种能够对基站电源进行远程管理的监管系统。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供一种基站电源远程监管系统，解决现有技术中无法及时发现基站电源故障的技术问题，能够自动识别故障类型并发送故障告警信息。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：一种基站电源远程监管系统，包括监测主机与断路器，所述断路器包括开关触点、辅助触点与辅助报警触点；所述断路器的开关触点连接在为基站设备供电的电缆上；所述断路器的辅助触点能够跟随开关触点的状态并与监测主机的信号输入端连接，从而向监测主机发送开关触点的分\合闸状态；所述断路器的辅助报警触点与监测主机的信号输入端连接，从而向监测主机发送辅助报警触点状态；所述监测主机的信号输出端与断路器的直流电操机构连接，以对开关触点进行分\合闸操作；还包括用于采集供电电缆电力数据并发送给监测主机的电能表，电力数据包含三相电压；所述监测主机内配置有根据断路器状态与三相电压进行故障识别的故障识别程序；还包括与监测主机双向通信连接的后台监控服务器。
优选的，还包括用于采集基站设备运行环境参数的温度传感器、湿度传感器以及水位传感器；所述温度传感器、湿度传感器以及水位传感器通过CAN总线与所述监测主机通信连接。
优选的，监测主机的信号输入端还与基站空调机组的通信输出接口连接，以获取基站空调机组的运行状态；监测主机的信号输入端还连接有用于采集基站备用电池电压的电压采集模块，以获取基站备用电池的电压状态，从而判断基站备用电池电量。
优选的，所述故障识别程序包括以下步骤：
步骤1：读取断路器辅助触点状态；若辅助触点分闸，进入步骤2；若辅助触点合闸，进入步骤4；
步骤2：读取辅助报警触点状态：若辅助报警触点分闸，则判断发生短路故障，进入步骤3；若辅助报警触点合闸，则判断为短路故障以外的其它线路故障，进入步骤3；
步骤3：将故障类型与包含基站位置的基站信息打包成故障告警信息，并发送给后台监控服务器；
步骤4：读取辅助报警触点状态：若辅助报警触点分闸，则表明没发生故障，回到步骤1；若辅助报警触点合闸，则进入步骤5；
步骤5：从电能表中读取三相电压，并判断三相电压是否正常，若三相电压正常，则表明没有发生故障，回到步骤1；若三相电压不正常，则表明基站设备故障，则进入步骤3。
优选的，步骤2中，当判断为短路故障以外的其它线路故障时，在进入步骤3之前，先执行重合闸子程序，所述重合闸子程序包括以下步骤：
步骤101：将开关触点试合闸次数j归零；
步骤102：向断路器的直流电操机构发送合闸指令，令开关触点试合闸次数j=j+1；
步骤103：读取辅助触点状态，若辅助触点合闸，则表明重合闸成功，若辅助触点分闸，则表明重合闸失败；若重合闸成功，则恢复供电，回到步骤1；若重合闸失败，则进入步骤104；
步骤104：判断j≤3是否成立，若是，则回到步骤102；若否，则表明直流电操机构故障，进入步骤3。
优选的，所述监测主机内还配置有环境自适应控制程序，用于根据运行环境参数自动控制供电电缆的通断，并包括以下步骤：
步骤201：获取水位传感器的水位数据，判断水位是否超过水位安全阈值；若是，进入步骤202；若否，进入步骤203；
步骤202：读取辅助触点状态，以判断开关触点的分\合闸状态；若辅助触点合闸，则表明断路器合闸，则向断路器的直流电操机构发送分闸指令，以切断供电电缆；若辅助触点分闸，则表明断路器分闸，回到步骤201；
步骤203：读取辅助触点状态，以判断开关触点的分\合闸状态；若辅助触点分闸，则表明断路器分闸，则向断路器的直流电操机构发送合闸指令，以接通供电电缆；若辅助触点合闸，则表明断路器合闸，回到步骤201。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明具有故障识别与故障报警的能力，通过对断路器状态分析，区分故障类型和状态，故障发生后，及时判断故障类型与故障位置，并发送给后台监控服务器，使得维修人员能根据故障类型提取做好维修准备，以提高维修效率。
2、本发明不仅能够区分是线路故障还是基站设备故障，还能更进一步的判断线路故障的类型：短路故障还是断路器本身故障，大大提高了故障识别的精度。
3、在发生短路故障以外的其它线路故障时，进行重合闸操作，既能有助于及时恢复供电，保证基站能够及时恢复运行，又能确认是否为断路器故障，及时准确识别故障类型。
4、本发明还能实时监测并上传基站设备的行环境参数、基站设备运行状态（基站空调机组运行状态、备用电池电量），使管理人员能够全面了解基站运行情况。
5、通过环境自适应控制程序可以自动根据设备环境状态进行设备的管理和调度，积水情况下优先断电，保护设备；积水退去后，自动进行上电，保证设备的高可靠供电。
附图说明
图1为本具体实施方式中基站电源监管系统的结构示意图；
图2为监测主机的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
参见图1，一种基站电源远程监管系统，包括监测主机与断路器，所述断路器包括开关触点、辅助触点与辅助报警触点；所述断路器的开关触点连接在为基站设备供电的电缆上；所述断路器的辅助触点能够跟随开关触点的状态并与监测主机的信号输入端连接，从而向监测主机发送开关触点的分\合闸状态；所述断路器的辅助报警触点与监测主机的信号输入端连接，从而向监测主机发送辅助报警触点状态；所述监测主机的信号输出端与断路器的直流电操机构连接，以对开关触点进行分\合闸操作；还包括用于采集供电电缆电力数据并发送给监测主机的电能表，电力数据包含三相电压；所述监测主机内配置有根据断路器状态与三相电压进行故障识别的故障识别程序；还包括与监测主机双向通信连接的后台监控服务器。
（1）计量表1和2根据电网公司供电方案进行安装，需要安装1~2块电能表；一块电能表（计量2）用于与电力公司进行结算（电力公司远程数据）；另外一块电能表（计量1）用于采集实时的电力数据，含三相电流、三相电压、有功电能、无功电能、有功功率、无功功率等数据。
（2）QF2断路器加装直流电操机构，可通过电力及监测主机进行远程合、分闸操作。遥信（断路器状态、辅报信号）接入电力及环境监控主机，可进行正常分闸与故障跳闸识别；电源有无电压等逻辑判断。断路器采用YHRM1系列，具备一组常开和常闭触点，一个辅助报警触点。
（3）温、湿度、水位传感器：采集基站电源分配箱内温、湿度、水位数据，对动力环境进行监控。
（4）设备运行状态采集模块：采集基站电源分配箱的设备运行状态，其中包括备用电池电压、整流器回路，空调机组运行与否等（需设备支持）。
（5）电源模块：考虑外部电源故障后，电力及环境监控主机需工作电源，本次考虑从基站电源分配箱内引入DC24V电源作为监控主机电源和电操机构电源。
（6）接收后台监控服务器实时状态查询。
如图2所示，监测主机由以下单元组成：
（1）中央处理单元CPU：对外部各个接口进行三相电压、三相电流、DI状态、温湿度数据采集，对断路器进行智能控制，将运算的结果送出DO单元进行断路器的合、分闸控制，同时将数据送显示单据进行显示；根据需要接收键盘指令，处理键盘的数据。
（2）电源分配单元：将外部直流电源DC24V按各单元模块对电源的要求，转换为满足模块要求的工作电源。
（3）存储单元：用于存储设备运行的控制参数，电源掉电是写入运行、设置参数、电源上电后读取断电前的运行参数。
（4）显示单元：用于显示设备运行状态的HMI。
（5）RS232/485单元：用于与外部设备进行通信，支持电能表，支持MODBUS RTU协议，DL/T645通信。
（6）按键单元：采用矩阵式键盘输入数据。
（7）温湿度单元：采集现场的温度、湿度数据，采用总线方式进行转换。
（8）DO单元：用于将运算数据输出、控制断路器进行合、分闸操作。
（9）DI单元：用于采集断路器的状态、辅助报警状态、水位传感器状态，数字量输入。
（10）AI单元：采集3相电压和3相电流回路的模拟量数据，通过A/D转换后，将转换数据送入CAN总线，实现模拟量数据的采集。
本具体实施方式中，所述故障识别程序包括以下步骤：
步骤1：读取断路器辅助触点状态；若辅助触点分闸，进入步骤2；若辅助触点合闸，进入步骤4；
步骤2：读取辅助报警触点状态：若辅助报警触点分闸，则判断发生短路故障，进入步骤3；若辅助报警触点合闸，则判断为短路故障以外的其它线路故障，进入步骤3；
步骤3：将故障类型与包含基站位置的基站信息打包成故障告警信息，并发送给后台监控服务器；
步骤4：读取辅助报警触点状态：若辅助报警触点分闸，则表明没发生故障，回到步骤1；若辅助报警触点合闸，则进入步骤5；
步骤5：从电能表中读取三相电压，并判断三相电压是否正常，若三相电压正常，则表明没有发生故障，回到步骤1；若三相电压不正常，则表明基站设备故障，则进入步骤3。
本具体是方式中，步骤2中，当判断为短路故障以外的其它线路故障时，在进入步骤3之前，先执行重合闸子程序，所述重合闸子程序包括以下步骤：
步骤101：将开关触点试合闸次数j归零；
步骤102：向断路器的直流电操机构发送合闸指令，令开关触点试合闸次数j=j+1；
步骤103：读取辅助触点状态，若辅助触点合闸，则表明重合闸成功，若辅助触点分闸，则表明重合闸失败；若重合闸成功，则恢复供电，回到步骤1；若重合闸失败，则进入步骤104；
步骤104：判断j≤3是否成立，若是，则回到步骤102；若否，则表明直流电操机构故障，进入步骤3。
本具体实施方式中，所述监测主机内还配置有环境自适应控制程序，用于根据运行环境参数自动控制供电电缆的通断，并包括以下步骤：
步骤201：获取水位传感器的水位数据，判断水位是否超过水位安全阈值；若是，进入步骤202；若否，进入步骤203；
步骤202：读取辅助触点状态，以判断开关触点的分\合闸状态；若辅助触点合闸，则表明断路器合闸，则向断路器的直流电操机构发送分闸指令，以切断供电电缆；若辅助触点分闸，则表明断路器分闸，回到步骤201；
步骤203：读取辅助触点状态，以判断开关触点的分\合闸状态；若辅助触点分闸，则表明断路器分闸，则向断路器的直流电操机构发送合闸指令，以接通供电电缆；若辅助触点合闸，则表明断路器合闸，回到步骤201。
本具体实施方式中，当温度、湿度与水位中任意一项运行环境参数超过相应的安全阈值时，监测主机均向后台监控服务器发送环境告警信息。
本发明具有故障识别与故障报警的能力，通过对断路器状态分析，区分故障类型和状态，故障发生后，及时判断故障类型与故障位置，并发送给后台监控服务器，使得维修人员能根据故障类型提取做好维修准备，以提高维修效率。本发明还可以使用到其他对电源可靠性要求较高的场所。
Claims (7)
1.一种基站电源远程监管系统，其特征在：包括监测主机与断路器，所述断路器包括开关触点、辅助触点与辅助报警触点；所述断路器的开关触点连接在为基站设备供电的电缆上；所述断路器的辅助触点能够跟随开关触点的状态并与监测主机的信号输入端连接，从而向监测主机发送开关触点的分\合闸状态；所述断路器的辅助报警触点与监测主机的信号输入端连接，从而向监测主机发送辅助报警触点状态；所述监测主机的信号输出端与断路器的直流电操机构连接，以对开关触点进行分\合闸操作；还包括用于采集供电电缆电力数据并发送给监测主机的电能表，电力数据包含三相电压；所述监测主机内配置有根据断路器状态与三相电压进行故障识别的故障识别程序；还包括与监测主机双向通信连接的后台监控服务器。
2.根据权利要求1所述的基站电源远程监管系统，其特征在：还包括用于采集基站设备运行环境参数的温度传感器、湿度传感器以及水位传感器；所述温度传感器、湿度传感器以及水位传感器通过CAN总线与所述监测主机通信连接。
3.根据权利要求1所述的基站电源远程监管系统，其特征在：监测主机的信号输入端还与基站空调机组的通信输出接口连接，以获取基站空调机组的运行状态；监测主机的信号输入端还连接有用于采集基站备用电池电压的电压采集模块，以获取基站备用电池的电压状态，从而判断基站备用电池电量。
4.根据权利要求1所述的基站电源远程监管系统，其特征在：所述故障识别程序包括以下步骤：
步骤1：读取断路器辅助触点状态；若辅助触点分闸，进入步骤2；若辅助触点合闸，进入步骤4；
步骤2：读取辅助报警触点状态：若辅助报警触点分闸，则判断发生短路故障，进入步骤3；若辅助报警触点合闸，则判断为短路故障以外的其它线路故障，进入步骤3；
步骤3：将故障类型与包含基站位置的基站信息打包成故障告警信息，并发送给后台监控服务器；
步骤4：读取辅助报警触点状态：若辅助报警触点分闸，则表明没发生故障，回到步骤1；若辅助报警触点合闸，则进入步骤5；
步骤5：从电能表中读取三相电压，并判断三相电压是否正常，若三相电压正常，则表明没有发生故障，回到步骤1；若三相电压不正常，则表明基站设备故障，则进入步骤3。
5.根据权利要求4所述的基站电源远程监管系统，其特征在：步骤2中，当判断为短路故障以外的其它线路故障时，在进入步骤3之前，先执行重合闸子程序，所述重合闸子程序包括以下步骤：
步骤101：将开关触点试合闸次数j归零；
步骤102：向断路器的直流电操机构发送合闸指令，令开关触点试合闸次数j=j+1；
步骤103：读取辅助触点状态，若辅助触点合闸，则表明重合闸成功，若辅助触点分闸，则表明重合闸失败；若重合闸成功，则恢复供电，回到步骤1；若重合闸失败，则进入步骤104；
步骤104：判断j≤3是否成立，若是，则回到步骤102；若否，则表明直流电操机构故障，进入步骤3。
6.根据权利要求2所述的基站电源远程监管系统，其特征在：所述监测主机内还配置有环境自适应控制程序，用于根据运行环境参数自动控制供电电缆的通断，并包括以下步骤：
步骤201：获取水位传感器的水位数据，判断水位是否超过水位安全阈值；若是，进入步骤202；若否，进入步骤203；
步骤202：读取辅助触点状态，以判断开关触点的分\合闸状态；若辅助触点合闸，则表明断路器合闸，则向断路器的直流电操机构发送分闸指令，以切断供电电缆；若辅助触点分闸，则表明断路器分闸，回到步骤201；
步骤203：读取辅助触点状态，以判断开关触点的分\合闸状态；若辅助触点分闸，则表明断路器分闸，则向断路器的直流电操机构发送合闸指令，以接通供电电缆；若辅助触点合闸，则表明断路器合闸，回到步骤201。
7.根据权利要求2所述的基站电源远程监管系统，其特征在：当温度、湿度与水位中任意一项运行环境参数超过相应的安全阈值时，监测主机均向后台监控服务器发送环境告警信息。
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