CN109638968A - 一种变电站分布式变压器及互感器状态监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变电站分布式变压器及互感器状态监测方法，属于大数据技术领域，包括子站装置,采集终端和后台CAC服务器，不同类型的采集终端分别负责采集安装点变压器及互感器的实时数据,并通过无线通信实时上传子站装置，子站装置通过光纤与后台连接，将数据上送，后台系统软件负责变压器及互感器参数的显示，跟状态异常告警,方便用户的使用，解决了采用物联网技术实现变压器或互感器的实时监控的技术问题，本发明采用无线通讯的方式，将变压器及互感器的状态远传到监控中心，实现变压器及互感器的实时监控；本发明采用无线通讯方式，布线少，安装方便，便于设备的维护以及改造；本发明配置简单，接入点多，可以实现全站套管的状态监测。

Description

一种变电站分布式变压器及互感器状态监测方法
技术领域
本发明属于电力物联网技术领域，特别涉及一种变电站分布式变压器及互感器状态监测方法。
背景技术
变压器和互感器是重要的电力设备，因此变压器及互感器的状态监测对电网的运行具有重要的意义。目前市场上的产品由于安装，布线等原因，无法满足用户对全变电站变压器及互感器实时监测要求，因此迫切需要一种变电站分布式变压器及互感器状态监测系统。
现有技术存在的问题和缺点
(1)目前市面上的产品都是通过线缆连接后台，没有分布式全站解决方案；
(2)布线多，不易安装，对于项目的维护及后期改造带来了困难；
(3)总线的方式接入数量有限；
传统技术不仅成本高，布线多，接入点有限，,配置不灵活,关键是给后期的维护与升级带来了巨大的困难，不利于业主管控重大工程的质量和进度。
发明内容
本发明的目的是提供一种变电站分布式变压器及互感器状态监测方法，解决了采用物联网技术实现变压器或互感器的实时监控的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种变电站分布式变压器及互感器状态监测方法，包括如下步骤：
步骤1：建立变电站分布式变压器及互感器状态监测系统，包括建立过层层、间隔层和系统层；
过层层包括数个物联网终端采集设备，物联网终端采集设备包括传感器和采集终端，传感器包括油温传感器、绕组温度传感器、绝缘套管油中气体传感器和温度传感器，采集终端包括开关量接口、模拟量接口、232接口、终端控制器和终端Lora模块，开关量接口、模拟量接口、232接口和终端Lora模块均与终端控制器电连接，所述传感器与开关量接口、模拟量接口或232接口电连接；
间隔层包括子站装置，子站装置包括子站Lora模块、子站控制器和SFP单模光纤模块，子站Lora模块和SFP单模光纤模块均与子站控制器电连接；
系统层包括CAC服务器，CAC服务器与SFP单模光纤模块通过光纤连接，所有采集设备均与子站装置通过Lora网络通信；
步骤2：在过层层中，将油温传感器、绕组温度传感器、绝缘套管油中气体传感器和温度传感器设置与变压器或互感器的相应位置，每一个变压器或互感器均配备一个采集终端；
步骤3：子站装置进行开机自检：检测是否与CAC服务器通信成功，检测子站Lora模块是否正常工作；
采集终端开机自检：检测终端Lora模块是否正常工作，检测传感器是否能采集到数据；
步骤4：子站装置通过Lora网络向所有检测终端广播发送连接指令，采集终端接收到连接指令后向子站装置回复连接握手信号；
子站装置记录所有采集终端的握手信号，如果某个采集终端没有回复握手信号，则重新向该采集终端发送连接指令，如仍然未回复握手信号，则标记该采集终端为连接失败；
子站装置生成采集终端状态表；
步骤5：采集终端按预设时间间隔采集传感器数据，当采集到的数据达到预设的超标值时，采集终端主动向子站装置发送超标报警数据；
步骤6：子站装置记录采集终端发送的超标报警数据，并相应的生成报警事件报文，报警事件报文包括报警实时数据和报警发生时间；
步骤7：子站装置通过光纤通讯上报警事件报文到CAC服务器；
步骤8：CAC服务器接收到报警事件报文后，实时提醒相关人员进行设备的检查与维修。
优选的，所述子站Lora模块和所述终端Lora模块的型号均为四信F8L10D LoRa模块，所述SFP单模光纤模块的型号为SFP-20KM.SM.YXF；所述终端控制器和所述子站控制器均为ARM9控制器。
优选的，所述开关量接口包括数个IO接口，所述模拟量接口包括数个0-5V模拟量接口。
本发明所述的一种变电站分布式变压器及互感器状态监测方法，解决了采用物联网技术实现变压器或互感器的实时监控的技术问题，本发明采用无线通讯的方式，将变压器及互感器的状态远传到监控中心，实现变压器及互感器的实时监控；本发明采用无线通讯方式，布线少，安装方便，便于设备的维护以及改造；本发明配置简单，接入点多，可以实现全站套管的状态监测。
附图说明
图1是本发明的物联网拓展图；
图2是本发明的采集终端的原理图方框图；
图3是本发明的子站装置的原理图方框图；
图4是本发明的子站装置的工作流程图；
图5是本发明的采集终端的工作流程图。
具体实施方式
如图1-5所示的一种变电站分布式变压器及互感器状态监测方法，包括如下步骤：
步骤1：建立变电站分布式变压器及互感器状态监测系统，包括建立过层层、间隔层和系统层；
过层层包括数个物联网终端采集设备，物联网终端采集设备包括传感器和采集终端，传感器包括油温传感器、绕组温度传感器、绝缘套管油中气体传感器和温度传感器，采集终端包括开关量接口、模拟量接口、232接口、终端控制器和终端Lora模块，开关量接口、模拟量接口、232接口和终端Lora模块均与终端控制器电连接，所述传感器与开关量接口、模拟量接口或232接口电连接；
采集终端的型号为HTEC-10信息集成装置；
油温传感器用于检测变压器顶层油温，油温传感器的型号为GTM-21变压器油温传感器；
绕组温度传感器用于检测变压器绕组或互感器绕组的温度，绕组温度传感器的型号为GTM-400变压器光纤测温装置；
温度传感器用于检测变压器或互感器的局部温度值；
绝缘套管油中气体传感器用于检测绝缘套管内部电离出的氢气值，绝缘套管油中气体传感器和温度传感器的型号为GTM-700变压器套管油中气体在线监测装置，GTM-700变压器套管油中气体在线监测装置带有油中气体传感器和温度传感器；
油温传感器、绕组温度传感器、绝缘套管油中气体传感器和温度传感器的类型可采用模拟量输出、开关量输出或232数据输出型，当采用模拟量输出时，传感器通过模拟量接口连接采集终端，当采用开关量输出时，传感器通过开关量接口连接采集终端，当采用232数据输出时，传感器通过232接口连接采集终端；
开关量接口包括数个IO接口，每一个IO接口均连接一个终端控制器上的IO口管脚；
模拟量接口包括数个0-5V模拟量输入接口，本发明的模拟量接口包括两个，每一个模拟量接口均连接一个终端控制器上的AD输入管脚；
232接口包括数个232输入端，每一个232输入端均与终端控制器上的串口连接；
终端Lora模块连接终端控制器的数个IO管脚；
间隔层包括子站装置，子站装置包括子站Lora模块、子站控制器和SFP单模光纤模块，子站Lora模块和SFP单模光纤模块均与子站控制器电连接；
子站装置的型号为HTEC-10W通信子站；
子站Lora模块连接子站控制器的一组IO管脚，SFP单模光纤模块连接子站控制器的另一组IO管脚；
系统层包括CAC服务器，CAC服务器与SFP单模光纤模块通过光纤连接，所有采集设备均与子站装置通过Lora网络通信；所述CAC服务器包括光纤接口；
步骤2：在过层层中，将油温传感器、绕组温度传感器、绝缘套管油中气体传感器和温度传感器设置与变压器或互感器的相应位置，每一个变压器或互感器均配备一个采集终端；
步骤3：子站装置进行开机自检：检测是否与CAC服务器通信成功，检测子站Lora模块是否正常工作；
采集终端开机自检：检测终端Lora模块是否正常工作，检测传感器是否能采集到数据；
步骤4：子站装置通过Lora网络向所有检测终端广播发送连接指令，采集终端接收到连接指令后向子站装置回复连接握手信号；
子站装置记录所有采集终端的握手信号，如果某个采集终端没有回复握手信号，则重新向该采集终端发送连接指令，如仍然未回复握手信号，则标记该采集终端为连接失败；
子站装置生成采集终端状态表；
子站装置将采集终端状态表发送给CAC服务器，CAC服务器展示给相关人员所有采集终端的连接状态，提醒相关人员对连接失败的采集终端进行维修；
步骤5：采集终端按预设时间间隔采集传感器数据，当采集到的数据达到预设的超标值时，采集终端主动向子站装置发送超标报警数据；
步骤6：子站装置记录采集终端发送的超标报警数据，并相应的生成报警事件报文，报警事件报文包括报警实时数据和报警发生时间；
步骤7：子站装置通过光纤通讯上报警事件报文到CAC服务器；
步骤8：CAC服务器接收到报警事件报文后，实时提醒相关人员进行设备的检查与维修。
优选的，所述子站Lora模块和所述终端Lora模块的型号均为四信F8L10D LoRa模块，所述SFP单模光纤模块的型号为SFP-20KM.SM.YXF；所述终端控制器和所述子站控制器均为ARM9控制器。
优选的，所述开关量接口包括数个IO接口，所述模拟量接口包括数个0-5V模拟量接口。
例如，当绝缘套管内部绝缘油温度升高，发生老化，电离出氢气时，采集终端实时检测到绝缘套管油中气体传感器采集到的氢气值超标；
采集终端将氢气超标信号通过Lora网传送到子站装置；
子站装置采集到氢气超标信号,记录数据生成包括当前氢气数值、发生时间等完整报警事件报文；
子站装置通过光纤通讯上传事件报文到CAC服务器；CAC服务器接收到事件后，实时提醒相关人员进行设备的检查与维修；
本发明基于物联网技术，将变压器及互感器运行中的实时数据经过采集汇总后集中处理分析,正常情况下周期上送远方监控中心后台服务器,当发现数据指标超标，及时提醒运维人员变压器及互感器运行状态等,实现对全站的变压器及互感器实时监控。
本发明所述的一种变电站分布式变压器及互感器状态监测方法，解决了采用物联网技术实现变压器或互感器的实时监控的技术问题，本发明采用无线通讯的方式，将变压器及互感器的状态远传到监控中心，实现变压器及互感器的实时监控；本发明采用无线通讯方式，布线少，安装方便，便于设备的维护以及改造；本发明配置简单，接入点多，可以实现全站套管的状态监测，终端装置体积小,安装方便，布线少,便于后期的维护以及项目的改造。一个子站可以配置多个不同监测类型的终端,用户配置方便,可以最优化配置工程,降低了工程应用成本。采用该专利产品,用户可以很方便的对全站变压器及互感器进行监测,管控工程的质量和进度,大大提升管理效率。

Claims (3)

1.一种变电站分布式变压器及互感器状态监测方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：建立变电站分布式变压器及互感器状态监测系统，包括建立过层层、间隔层和系统层；
过层层包括数个物联网终端采集设备，物联网终端采集设备包括传感器和采集终端，传感器包括油温传感器、绕组温度传感器、绝缘套管油中气体传感器和温度传感器，采集终端包括开关量接口、模拟量接口、232接口、终端控制器和终端Lora模块，开关量接口、模拟量接口、232接口和终端Lora模块均与终端控制器电连接，所述传感器与开关量接口、模拟量接口或232接口电连接；
间隔层包括子站装置，子站装置包括子站Lora模块、子站控制器和SFP单模光纤模块，子站Lora模块和SFP单模光纤模块均与子站控制器电连接；
系统层包括CAC服务器，CAC服务器与SFP单模光纤模块通过光纤连接，所有采集设备均与子站装置通过Lora网络通信；
步骤2：在过层层中，将油温传感器、绕组温度传感器、绝缘套管油中气体传感器和温度传感器设置与变压器或互感器的相应位置，每一个变压器或互感器均配备一个采集终端；
步骤3：子站装置进行开机自检：检测是否与CAC服务器通信成功，检测子站Lora模块是否正常工作；
采集终端开机自检：检测终端Lora模块是否正常工作，检测传感器是否能采集到数据；
步骤4：子站装置通过Lora网络向所有检测终端广播发送连接指令，采集终端接收到连接指令后向子站装置回复连接握手信号；
子站装置记录所有采集终端的握手信号，如果某个采集终端没有回复握手信号，则重新向该采集终端发送连接指令，如仍然未回复握手信号，则标记该采集终端为连接失败；
子站装置生成采集终端状态表；
步骤5：采集终端按预设时间间隔采集传感器数据，当采集到的数据达到预设的超标值时，采集终端主动向子站装置发送超标报警数据；
步骤6：子站装置记录采集终端发送的超标报警数据，并相应的生成报警事件报文，报警事件报文包括报警实时数据和报警发生时间；
步骤7：子站装置通过光纤通讯上报警事件报文到CAC服务器；
步骤8：CAC服务器接收到报警事件报文后，实时提醒相关人员进行设备的检查与维修。
2.如权利要求1所述的一种变电站分布式变压器及互感器状态监测方法，其特征在于：所述子站Lora模块和所述终端Lora模块的型号均为四信F8L10D LoRa模块，所述SFP单模光纤模块的型号为SFP-20KM.SM.YXF；所述终端控制器和所述子站控制器均为ARM9控制器。
3.如权利要求1所述的一种变电站分布式变压器及互感器状态监测方法，其特征在于：所述开关量接口包括数个IO接口，所述模拟量接口包括数个0-5V模拟量接口。
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