CN109787363B

CN109787363B - 一种基于语音模块的安全用电系统

Info

Publication number: CN109787363B
Application number: CN201910213820.1A
Authority: CN
Inventors: 宋漳华; 张政炀; 林志培; 游晓燕
Original assignee: Emk Xiamen Intelligent Electric Co ltd
Current assignee: Emk Xiamen Intelligent Electric Co ltd
Priority date: 2019-03-20
Filing date: 2019-03-20
Publication date: 2021-03-02
Anticipated expiration: 2039-03-20
Also published as: CN109787363A

Abstract

一种基于语音模块的安全用电系统，包括安装在配电柜处的智能通信网关、电力监控设备、智能三相电表、综合继保设备、变压器温控监测设备、环境监测传感器设备、视频监控设备、语音模块，电力监控设备、智能三相电表、综合继保设备、变压器温控监测设备、环境监测传感器设备、视频监控设备的信号输出端和智能通信网关的数据输入端口连接，智能通信网关和语音模块经RS485数据线连接，语音模块和配电柜处馈线柜、进线柜的分合闸开关、手车、地刀信号输入端经RS485数据线连接，智能通信网关和后台经网络连接，还具有安装在管理后台PC机内的显示单元、运维管理单元、数据分析单元、工单管理单元、个人信息单元。本发明能达到语音远程控制和安全用电目的。

Description

一种基于语音模块的安全用电系统

技术领域

本发明涉及安全用电技术领域，特别是一种基于语音模块的安全用电系统。

背景技术

随着电力的广泛应用，安全用电的辅助设备和技术也越来越多。现有技术中，生产部门为了保证配电系统安全运行，因此一般会在配电系统处安装各种探测器以及控制设备，探测器探测到例如超温、漏电、积水后，断开配电系统与用电设备之间的控制开关，进而达到安全用电目的。

现有的配电系统各种探测器及控制设备虽然在一定程度上实现了安全用电，但是由于其结构以及应用技术的限制，远端管理部门不能实时监测到用电现场的各种数据，比如说配电系统处各种探测器以及控制设备发生故障后，由于管理人员不能及时掌握情况，也就无法实时采取应对措施，断开电源，或者派出维修人员到现场进行维护，当各种探测器以及控制设备带病工作会造成故障扩大化，给配电系统造成更大的损失。

发明内容

为了克服现有配电系统应用的各种探测器以及控制设备，因结构所限存在的弊端，本发明提供了在配电系统配电柜处安装有通信网关，通信网关能实时将位于配电柜处，电力监控设备、智能三相电表、综合继保设备、变压器温控监测设备、环境监测传感器设备、视频监控设备监测的数据经网络传递给管理部门的后台，后台能实现电气参数实时监测、事故异常报警、事件记录及打印、统计报表的整理及打印、电能量成本管理和负荷监控等综合功能，使供电系统更安全、合理、经济的运行，提高供配电系统的可靠性，在实际应用中，管理后台还能根据需要发出语音指令，通过智能通信网关传递给语音模块，语音模块在其内部功能作用下输出指令进入配电柜处的馈线柜和进线柜分合闸开关、手车、地刀信号输入端，实现馈线柜和进线柜的分合闸开关、手车、地刀动作关或闭，语音模块还能实现远程查询，操作人员在管理后台能对配电柜处现场的各探测设备工况以及各种数据进行实时查询，从而实现远程控制目地的一种基于语音模块的安全用电系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于语音模块的安全用电系统，包括智能通信网关、电力监控设备、智能三相电表、综合继保设备、变压器温控监测设备、环境监测传感器设备、视频监控设备、语音模块，其特征在于智能通信网关、电力监控设备、智能三相电表、综合继保设备、变压器温控监测设备、环境监测传感器设备、视频监控设备、语音模块安装在配电系统的配电柜处，电力监控设备、智能三相电表、综合继保设备、变压器温控监测设备、环境监测传感器设备和配电柜处各用电设备数据输出端通过信号线连接，电力监控设备、智能三相电表、综合继保设备、变压器温控监测设备、环境监测传感器设备和智能通信网关的五个数据输入端口分别经RS485数据线连接，视频监控设备的信号输出端和智能通信网关的第六个数据输入端口经网线连接，智能通信网关的数据输出端口和语音模块信号输入端经RS485数据线连接，语音模块若干个信号输出端和配电柜处的断路器、手车、地刀的电动操作装置经继电器相连，智能通信网关和管理后台经有线、无线网络连接，还具有显示单元、运维管理单元、数据分析单元、工单管理单元、个人信息单元，显示单元、数据分析单元、管理单元、个人信息单元是云平台的功能模块，电力监控设备、智能三相电表、综合继保设备、变压器温控监测设备、环境监测传感器设备、视频监控设备能将实时采集的各种数据通过智能通信网关，经网络传递给管理部门后台，语音模块能接收管理后台远端指令，并输出控制信号进入配电柜处的馈线柜、进线柜分合闸开关、手车、地刀信号输入端,语音模块还能实现远程查询，操作人员在管理后台经语音模块分出查询指令后，能对配电柜处现场的各探测设备工况以及各种数据进行实时查询，查询数据经智能通信网关回传给管理后台。

所述显示单元能显示用户数量、分布情况以及在线率；能显示配电柜现场各种监测设备故障的报警时间、站点以及回路的名称；操作者经屏幕操作界面通过点击地图的各分站点相应位置，能进入各分站点，还也支持模糊搜索，查找站点，并进入。

所述运维管理单元能实现如下功能，(1)对供电系统各站点名称、联系人、投运日期基本信息进行管理；(2)预览各站点的报警信息；(3)监测站点经电力监控设备、智能三相电表上传的实时负荷变化情况； (4)实时监控电压、电流、功率、电能的变化情况，并生成变化曲线；(5)监测经电力监控设备、智能三相电表、综合继保设备上传的单一回路全电量、能耗、各种遥信量，遥信量包括，过流保护动作、速断保护动作、零序保护动作、断路器合分闸、手车工作位、手车实验位、地刀合分闸，各类告警；(6)异常告警功能，能具体到各回路、柜号、侦测类别、状态、时间数据，还可生成报告打印输出；(7)远程遥控功能，应用时可通过硬件配合，设置单一遥控点进行针对性遥控，实现程序化操作；(8)历史记录功能，每五分钟采集一次系统状态并记录，可无限时间、无限事件保存在服务器，供用户实时查询数据，并可根据所选数据进行导出打印生成报表；(9)环境监测功能，监测经环境监测传感器设备上传的相应站点实时温度、湿度、烟感、门禁、水浸、明火状态数据，并生成实时曲线，一旦有告警状况系统会实时发出告警信息到系统监控主机、云平台手机端，还可以短线的方式通知用户；(10)视频监测功能，能对视频监控设备上传的视频信息水平340°，垂直104°无缝监控，还能控制视频监控设备实现夜间红外侦测以及移动侦测、智能追踪监控现场实况。(11)能掌握每日负荷情况，并与去年、上月同期数据作对比；(12)能实现各类型用电回路日用电情况对比；(13)可设置查询时间段，年月日、环比、同比，方便用户针对用电量进行配电调度，直观了解调度结果；(14)能掌握每日用电量中电压波动情况、电流不平衡情况、无功补偿、功率因数变化、负荷分析各期对比数统计报表：(15)能查询各回路用电量并生成报表、可打印导出实时数据；(16)运行报告功能，能生成各站点用电报告，电能质量报告，运行报告，根据报告在线编辑建议及结论。

所述数据分析单元能实现如下功能，(1)各站点实时告警状态监测及处置状态分析；(2)根据设置的站点类别分类显示站点告警情况；(3)查询各站点各类告警情况；(4)可查看各月份用电属性的电量对比和变压器容量占比。

所述管理单元可查询各站点故障点情况，包括故障时间，维修人员，客户类型。

所述个人信息单元支持多级管理权限分配功能，保证系统安全。

本发明有益效果是：本发明适用于工厂、楼宇、小区、学校、医院等配电系统的监控和管理使用。工作时，电力监控设备、智能三相电表、综合继保设备、变压器温控监测设备、环境监测传感器设备、视频监控设备能将实时采集的各种数据通过智能通信网关，经网络传递给远端后台，远端后台经各应用单元将数据处理后，能实现电气参数实时监测、事故异常报警、事件记录及打印、统计报表的整理及打印、电能量成本管理和负荷监控等综合功能，使供电系统更安全、合理、经济的运行，提高了供配电系统可靠性。在实际应用中，管理后台还能根据需要发出语音指令，通过智能通信网关传递给语音模块，语音模块在其内部功能作用下输出指令进入配电柜处的馈线柜和进线柜分合闸开关、手车、地刀信号输入端，实现馈线柜和进线柜的分合闸开关、手车、地刀动作关或闭，语音模块还能实现远程查询，操作人员在管理后台能对配电柜处现场的各探测设备工况以及各种数据进行实时查询，从而实现远程控制的目地。基于上述，所以本发明具有好的应用前景。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

图1是本发明一种基于语音模块的安全用电系统架构框图。

图2是本发明一种基于语音模块的安全用电系统后台应用软件架构框图。

具体实施方式

图1、2中所示，一种基于语音模块的安全用电系统，包括智能通信网关、电力监控设备、智能三相电表、综合继保设备、变压器温控监测设备、环境监测传感器设备、视频监控设备、语音模块，智能通信网关、电力监控设备、智能三相电表、综合继保设备、变压器温控监测设备、环境监测传感器设备、视频监控设备、语音模块安装在配电系统的配电柜处，电力监控设备、智能三相电表、综合继保设备、变压器温控监测设备、环境监测传感器设备和配电柜处各用电设备数据输出端通过信号线连接，电力监控设备、智能三相电表、综合继保设备、变压器温控监测设备、环境监测传感器设备和智能通信网关的五个数据输入端口分别经RS485数据线连接，视频监控设备的信号输出端和智能通信网关的第六个数据输入端口经网线连接，智能通信网关的数据输出端口和语音模块信号输入端经RS485数据线连接，语音模块若干个信号输出端和配电柜处的断路器、手车、地刀的电动操作装置经继电器相连，智能通信网关和管理后台经有线、无线网络连接，还具有显示单元、运维管理单元、数据分析单元、工单管理单元、个人信息单元，显示单元、数据分析单元、管理单元、个人信息单元是云平台的功能模块，电力监控设备、智能三相电表、综合继保设备、变压器温控监测设备、环境监测传感器设备、视频监控设备能将实时采集的各种数据通过智能通信网关，经网络传递给管理部门后台，语音模块能接收管理后台远端指令，并输出控制信号进入配电柜处的馈线柜、进线柜分合闸开关、手车、地刀信号输入端，语音模块还能实现远程查询，操作人员在管理后台经语音模块分出查询指令后，能对配电柜处现场的各探测设备工况以及各种数据进行实时查询，查询数据经智能通信网关回传给管理后台。

图1、2中所示，智能通信网关型号是EH300，工作电压直流24V；内部处理器型号是TICortex-A8AM335X、主频800MHz；操作系统是Linux。电力监控设备能采集3U/3I/P/Q/PF/Hz/kWh/kVar等模拟量数据，以及 2-31次谐波模拟量数据；能采集开关合分位，回路故障等开关量数据；其具有RS485接口，MODBUS协议接口，以及LCD显示屏。智能三相电表能采集3U/3I/P/Q/PF/Hz/kWh/kVar等模拟量数据；能采集开关合分位，回路故障等开关量数据；其具有RS485接口，MODBUS协议接口，以及LCD显示屏。综合继保设备能采集测量数据、保护信号、开关信号数据。变压器温控监测设备能采集变压器温度信号，配电柜处风机信号数据。环境监测传感器设备能检测配电柜处环境温湿度、水浸、烟感、明火等信号。视频监控设备能监测配电柜处视频数据。语音模块能接收远端指令，并输出控制信号进入配电柜处的馈线柜、进线柜分合闸开关、手车、地刀信号输入端。

图1、2中所示，显示单元能显示用户数量、分布情况以及在线率；能显示配电柜现场各种监测设备故障的报警时间、站点以及回路的名称；操作者经屏幕操作界面通过点击地图的各分站点相应位置，能进入各分站点，还也支持模糊搜索，查找站点，并进入。运维管理单元能实现如下功能，(1)对供电系统各站点名称、联系人、投运日期基本信息进行管理；(2)预览各站点的报警信息；(3)监测站点经电力监控设备、智能三相电表上传的实时负荷变化情况；(4)实时监控电压、电流、功率、电能的变化情况，并生成变化曲线；(5)监测经电力监控设备、智能三相电表、综合继保设备上传的单一回路全电量、能耗、各种遥信量，遥信量包括，过流保护动作、速断保护动作、零序保护动作、断路器合分闸、手车工作位、手车实验位、地刀合分闸，各类告警；(6)异常告警功能，能具体到各回路、柜号、侦测类别、状态、时间数据，还可生成报告打印输出；(7)远程遥控功能，应用时可通过硬件配合，设置单一遥控点进行针对性遥控，实现程序化操作；(8)历史记录功能，每五分钟采集一次系统状态并记录，可无限时间、无限事件保存在服务器，供用户实时查询数据，并可根据所选数据进行导出打印生成报表；(9)环境监测功能，监测经环境监测传感器设备上传的相应站点实时温度、湿度、烟感、门禁、水浸、明火状态数据，并生成实时曲线，一旦有告警状况系统会实时发出告警信息到系统监控主机、云平台手机端，还可以短线的方式通知用户；(10)视频监测功能，能对视频监控设备上传的视频信息水平340°，垂直104°无缝监控，还能控制视频监控设备实现夜间红外侦测以及移动侦测、智能追踪监控现场实况。(11)能掌握每日负荷情况，并与去年、上月同期数据作对比；(12)能实现各类型用电回路日用电情况对比；(13)可设置查询时间段，年月日、环比、同比，方便用户针对用电量进行配电调度，直观了解调度结果；(14)能掌握每日用电量中电压波动情况、电流不平衡情况、无功补偿、功率因数变化、负荷分析各期对比数统计报表：(15)能查询各回路用电量并生成报表、可打印导出实时数据；(16)运行报告功能，能生成各站点用电报告，电能质量报告，运行报告，根据报告在线编辑建议及结论。数据分析单元能实现如下功能，(1)各站点实时告警状态监测及处置状态分析；(2)根据设置的站点类别分类显示站点告警情况；(3)查询各站点各类告警情况；(4)可查看各月份用电属性的电量对比和变压器容量占比。管理单元可查询各站点故障点情况，包括故障时间，维修人员，客户类型。个人信息单元支持多级管理权限分配功能，保证系统安全。

图1、2中所示，本发明适用于工厂、楼宇、小区、学校、医院等配电系统的监控和管理使用。工作时，电力监控设备、智能三相电表、综合继保设备、变压器温控监测设备、环境监测传感器设备、视频监控设备能将实时采集的各种数据通过智能通信网关，经网络传递给远端后台，远端后台经各应用单元将数据处理后，能实现电气参数实时监测(监测各探测器、监测点实时工作状态；能实时监测各站点的断路器配套的微机保护装置、多功能仪表、环境监测设备以及其余第三方设备数据工作状态；其中，微机保护装置主要用于开关柜处监视断路器分合闸状态、手车分合闸状态，以及三相电参量遥测等，多功能仪表包含电力监控设备、智能三相电表、综合继保设备、变压器温控监测设备、环境监测传感器设备、视频监控设备，主要应用于三相电参量测量，例如三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率等的参量测量；多功能仪表还能实现四象限电能计量、数据显示、采集及传输；环境监测类设备着重于各类环境数据监测，监测数据包含烟感，水浸，明火，门禁，视频，红外等)、事故异常报警(及时提示故障点性质，比如时间、回路名称、故障类型、配电系统站点名称，配电柜号等，并能提供声、光、颜色区别提示及告警内容)、事件记录及打印、统计报表的整理及打印、电能量成本管理和负荷监控等综合功能，使供电系统更安全、合理、经济的运行，提高了供配电系统的可靠性。在实际应用中，管理后台还能根据需要发出语音指令，通过智能通信网关传递给语音模块，语音模块在其内部功能作用下输出指令进入配电柜处的馈线柜和进线柜分合闸开关、手车、地刀信号输入端，实现馈线柜和进线柜的分合闸开关、手车、地刀动作关或闭；语音模块还能实现远程查询，操作人员在管理后台能对配电柜处现场的电力监控设备、智能三相电表、综合继保设备、变压器温控监测设备、环境监测传感器设备、视频监控设备工况以及各种数据进行实时查询，这样操作性更加灵活，更加具有针对性，使用也更加方便。通过语音模块控制具有一个最大优势，就是在现场的设备因故障无法自主实现控制馈线柜和进线柜的分合闸开关、手车、地刀动作关或闭时，此时通过语音模块进行控制，相当于双重保险，能起到过更好控制作用。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种基于语音模块的安全用电系统，包括智能通信网关、电力监控设备、智能三相电表、综合继保设备、变压器温控监测设备、环境监测传感器设备、视频监控设备、语音模块，其特征在于智能通信网关、电力监控设备、智能三相电表、综合继保设备、变压器温控监测设备、环境监测传感器设备、视频监控设备、语音模块安装在配电系统的配电柜处，电力监控设备、智能三相电表、综合继保设备、变压器温控监测设备、环境监测传感器设备和配电柜处各用电设备数据输出端通过信号线连接，电力监控设备、智能三相电表、综合继保设备、变压器温控监测设备、环境监测传感器设备和智能通信网关的五个数据输入端口分别经RS485数据线连接，视频监控设备的信号输出端和智能通信网关的第六个数据输入端口经网线连接，智能通信网关的数据输出端口和语音模块信号输入端经RS485数据线连接，语音模块若干个信号输出端和配电柜处的断路器、手车、地刀的电动操作装置经继电器相连，智能通信网关和管理后台经有线、无线网络连接，还具有显示单元、运维管理单元、数据分析单元、工单管理单元、个人信息单元，显示单元、数据分析单元、管理单元、个人信息单元是云平台的功能模块，电力监控设备、智能三相电表、综合继保设备、变压器温控监测设备、环境监测传感器设备、视频监控设备能将实时采集的各种数据通过智能通信网关，经网络传递给管理后台，语音模块能接收管理后台远端指令，并输出控制信号进入配电柜处的馈线柜、进线柜分合闸开关、手车、地刀信号输入端,语音模块还能实现远程查询，操作人员在管理后台经语音模块分出查询指令后，能对配电柜处现场的各探测设备工况以及各种数据进行实时查询，查询数据经智能通信网关回传给管理后台，显示单元能显示用户数量、分布情况以及在线率；能显示配电柜现场各种监测设备故障的报警时间、站点以及回路的名称；操作者经屏幕操作界面通过点击地图的各分站点相应位置，能进入各分站点，还支持模糊搜索，查找站点，并进入，运维管理单元能实现如下功能，（1）对供电系统各站点名称、联系人、投运日期基本信息进行管理；（2）预览各站点的报警信息；（3）监测站点经电力监控设备、智能三相电表上传的实时负荷变化情况；（4）实时监控电压、电流、功率、电能的变化情况，并生成变化曲线；（5）监测经电力监控设备、智能三相电表、综合继保设备上传的单一回路全电量、能耗、各种遥信量，遥信量包括，过流保护动作、速断保护动作、零序保护动作、断路器合分闸、手车工作位、手车实验位、地刀合分闸，各类告警；(6)异常告警功能，能具体到各回路、柜号、侦测类别、状态、时间数据，还能生成报告打印输出；（7）远程遥控功能，应用时通过硬件配合，设置单一遥控点进行针对性遥控，实现程序化操作；（8）历史记录功能，每五分钟采集一次系统状态并记录，能无限时间、无限事件保存在服务器，供用户实时查询数据，并根据所选数据进行导出打印生成报表；（9）环境监测功能，监测经环境监测传感器设备上传的相应站点实时温度、湿度、烟感、门禁、水浸、明火状态数据，并生成实时曲线，一旦有告警状况系统会实时发出告警信息到系统监控主机、云平台手机端，还能以短线的方式通知用户；（10）视频监测功能，能对视频监控设备上传的视频信息水平340°，垂直104°无缝监控，还能控制视频监控设备实现夜间红外侦测以及移动侦测、智能追踪监控现场实况；（11）能掌握每日负荷情况，并与去年、上月同期数据作对比；（12）能实现各类型用电回路日用电情况对比；（13）设置查询时间段，年月日、环比、同比，方便用户针对用电量进行配电调度，直观了解调度结果；（14）能掌握每日用电量中电压波动情况、电流不平衡情况、无功补偿、功率因数变化、负荷分析各期对比数统计报表：（15）能查询各回路用电量并生成报表、打印导出实时数据；（16）运行报告功能，能生成各站点用电报告，电能质量报告，运行报告，根据报告在线编辑建议及结论，数据分析单元能实现如下功能，（1）各站点实时告警状态监测及处置状态分析；（2）根据设置的站点类别分类显示站点告警情况；（3）查询各站点各类告警情况；（4）查看各月份用电属性的电量对比和变压器容量占比，管理单元查询各站点故障点情况，包括故障时间，维修人员，客户类型，个人信息单元支持多级管理权限分配功能，保证系统安全。