CN110519129A

CN110519129A - 一种配电自动化设备的在线率实时监测系统

Info

Publication number: CN110519129A
Application number: CN201910916712.0A
Authority: CN
Inventors: 曾伟章; 张嘉炜; 刘铮; 其他发明人请求不公开姓名
Original assignee: Guangdong Power Grid Co Ltd; Dongguan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co Ltd
Current assignee: Guangdong Power Grid Co Ltd; Dongguan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co Ltd
Priority date: 2019-09-26
Filing date: 2019-09-26
Publication date: 2019-11-29
Anticipated expiration: 2039-09-26
Also published as: CN110519129B

Abstract

本发明公开了一种配电自动化设备的在线率实时监测系统，包括信号强度在线监测设备、中心服务器、云平台和终端设备，信号强度在线监测设备通过与交变电磁场感应而取电，并对通信信号进行采集和处理，以获得实时信号强度数据，并将实时信号强度数据上传至中心服务器；中心服务器将实时信号强度数据发送至云平台，云平台对实时信号强度数据进行定时记录；终端设备对各时刻信号强度进行统计和分析，以评估配电自动化设备的在线率。云端的中心服务器、云平台以及通过感应取电的信号强度在线监测设备，避免了因供电中断或故障而造成信号强度数据无法获取的弊端，有利于在线率实时监测系统工作的稳定。

Description

一种配电自动化设备的在线率实时监测系统

技术领域

本发明实施例涉及电力系统技术领域，具体涉及一种配电自动化设备的在线率实时监测系统。

背景技术

随着配电自动化建设的不断推进以及配电网负荷密度逐年提高，越来越多的配电自动化终端、配电运行采集设备运用于配电网中，而配电自动化网络是智能电网的一个重要组成部分，目前的配电自动化网络未能实现配电设备的全方位监测，这就使得在线率监测设备的制作与试用显得尤为重要。然而在配电自动化建设使用过程中设备在线率问题困扰着运维方。

主要原因有：

1、客户侧因计划性停电检修、故障发生导致停电等造成配电终端及通信模块离线；

2、配电自动化设备及通信模块自身原因发生故障导致终端离线；

3、信号源弱造成终端离线，其中包括信号盲区，信号屏蔽等因素。

以上所有情况都可以通过整改提升在线率，但是目前缺乏相应的技术手段来测试评价自动化设备的信号质量状况。

并且，目前市面上市有少量手动测量GPRS信号强度的工具，但是却只能显示当前值。而配电自动化终端在安装、维护、消缺过程中没有专门的工具针对信号强度进行持续的测量、评估，对于整天或是整月的信号质量没有一个很好的测试、评估解决方案。因此，配电自动化建设、运维过程中，由于选点不佳、信号强度、设备自身故障等原因造成掉线，导致配电自动化设备在线率不高，给相应的运维人员增加了建设、运维的工作难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种配电自动化设备的在线率实时监测系统，通过设置云端的中心服务器以及云平台，以解决现有技术中，由于停电或故障而导致的无法获取的问题。

为了实现上述目的，本发明的实施方式公布了如下技术方案：

一种配电自动化设备的在线率实时监测系统，包括信号强度在线监测设备、中心服务器、云平台和终端设备，所述信号强度在线监测设备通过与交变电磁场感应而取电，并对通信信号进行采集和处理，以获得实时信号强度数据，并将所述实时信号强度数据上传至所述中心服务器；

所述中心服务器将实时信号强度数据发送至所述云平台，所述云平台对所述实时信号强度数据进行定时记录，并绘制体现各时刻信号强度的信号强度曲线；所述终端设备对所述信号强度曲线进行展现，并对所述各时刻信号强度进行统计和分析，以评估配电自动化设备的在线率。

进一步地，所述信号强度在线监测设备包括采集监测装置和信号监测装置，所述采集监测装置和所述信号监测装置安装在同一测试点处。

进一步地，所述采集监测装置安装在故障多发线路上，用于采集相应测试点处的通信信号；所述信号监测装置包括信号放大模块和信号强度测量模块，所述信号放大模块对接收到的通信信号放大；所述信号强度测量模块对经过放大后的通信信号进行测量，并对经测量得出的信号强度数据进行归一化处理。

进一步地，所述采集监测装置和信号监测装置均包括取能模块，所述采集监测装置、信号放大模块和信号强度测量模块均通过相应的取能模块供电。

进一步地，所述中心服务器为云服务器，且所述中心服务器与所述云平台之间通过广域网进行连接。

进一步地，所述中心服务器与所述信号监测装置之间，以及所述采集监测装置与所述信号监测装置之间，均通过无线通信网络进行连接；所述终端设备为手机或PC端，所述终端设备通过无线通信网络或宽带网络与所述云平台连接。

进一步地，所述无线通信网络包括GPRS网络、3G网络以及4G网络。

进一步地，所述终端设备内设置有预警程序，所述终端设备分析所述信号强度曲线，在所述配电自动化设备可能离线前，所述预警程序将预警信息发送至相应的手机或PC端。

进一步地，所述采集监测装置包括两个线路抱死半环，且两个所述线路抱死半环的一端可拆卸铰接，两个所述线路抱死半环的壁内均安装有若干个电感线圈，两个所述线路抱死半环的开口相对设置，且两个所述线路抱死半环相对于铰接处的一端均连接有元件腔壳，两个所述元件腔壳相对于所述线路抱死半环的一端通过并合机构连接；所述并合机构包括两端相应转动安装在一个所述元件腔壳两侧的并合拨杆，另一个所述元件腔壳的外壁上开设有与所述并合拨杆相配合的拨杆卡槽。

进一步地，若干个所述电感线圈的轴线均与所述线路抱死半环的轴线相平行；两个所述元件腔壳的相对面上设置有弹性垫圈；两个所述线路抱死半环的相对面上均嵌入安装有弹性抱死胶垫。

本发明的实施方式具有如下优点：

通过云端的中心服务器、云平台以及通过与交变电磁场感应而取电的在线监测设备，避免了因停电或故障而导致无法及时获取信号强度数据的弊端；且中心服务器与采集监测装置之间、云平台与终端设备之间，以及采集监测装置与信号监测装置之间均通过覆盖广泛的GPRS网络、3G网络以及4G网络进行连接，从而避免了配电自动化设备通信网络不佳而出现离线的情况，实现了配电自动化设备在线率实时监测的目的，且系统工作稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。

图1为本发明实施方式中实时监测系统原理示意图；

图2为本发明实施方式中信号监测装置原理示意图；

图3为本发明实施方式中整体结构示意图；

图4为本发明实施方式中图2的展开结构示意图。

图中：

100-信号强度在线监测设备；200-中心服务器；300-云平台；400-终端设备；

101-采集监测装置；102-信号监测装置；

102a-信号放大模块；102b-信号强度测量模块；

1-线路抱死半环；2-电感线圈；3-元件腔壳；4-并合拨杆；5-弹性垫圈； 6-弹性抱死胶垫；7-摄像单元；8-电性触点；9-销钉；10-销座；301-拨杆卡槽。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明公布了一种配电自动化设备的在线率实时监测系统，包括信号强度在线监测设备100、中心服务器200、云平台300和终端设备400，所述信号强度在线监测设备100对通信信号进行采集和处理，以获得实时信号强度数据，并通过覆盖广泛的GPRS网络、3G网络以及4G网络，将所述实时信号强度数据上传至所述中心服务器200，避免因选点不佳而造成信号强度在线监测设备100与中心服务器200断连。

其中，所述中心服务器200为云服务器，且与云平台300之间通过广域网进行连接，从而避免了因中心服务器200故障或供电断开等原因造成中心服务器200离线的弊端。

具体的，所述中心服务器200将实时信号强度数据发送至所述云平台 300，所述云平台300对所述实时信号强度数据进行定时记录，并绘制体现各时刻信号强度的信号强度曲线，通过云平台300对实时信号强度数据进行采集和处理，避免了因终端设备400停电或故障而导致无法获取实时信号强度数据的弊端。

其中，所述终端设备400为手机或PC端，不仅可对信号强度曲线进行展现，且可通过其内置的处理器和分析程序，对所述各时刻信号强度进行统计和分析，以评估配电自动化设备的在线率，且所述终端设备400内置有预警程序，所述终端设备400分析所述信号强度曲线，在所述配电自动化设备可能离线前，所述预警程序将预警信息发送至相应的手机或PC端。

其中，所述信号强度在线监测设备100包括采集监测装置101和信号监测装置102，所述采集监测装置101和所述信号监测装置102安装在同一测试点处，所述采集监测装置101安装在电力线路上并通过感应取电，而所述信号监测装置102安装在所述采集监测装置101附近的线路支架上，以保证所述采集监测装置101和所述信号监测装置102通信连接的良好，且所述采集监测装置101和所述信号监测装置102之间也通过GPRS网络、3G网络以及4G网络进行连接。

具体的，所述采集监测装置101安装在故障多发线路上，用于采集相应测试点处的通信信号，所述信号监测装置102包括信号放大模块102a和信号强度测量模块102b，所述信号放大模块101a对接收到的通信信号的幅度放大，以利于后续的信号强度测量，所述信号强度测量模块102b对经过放大后的通信信号进行测量，并对经测量得出的信号强度数据进行归一化处理，有利于加快后续信号强度数据处理的速度。

其中，所述采集监测装置101和信号监测装置102均包括取能模块103，所述采集监测装置101、信号放大模块102a和信号强度测量模块102b均通过相应的取能模块103供电。

取能模块103通过电感线圈与交变电磁场作用产生感应电流，以避免配网线路通电的情况下，采集监测装置101和信号监测装置102出现供电故障或中断的情况，且避免了配电线路末端电流较小，而造成采集监测装置101 中传感器功率低的问题，从而避免了采集监测装置101和信号监测装置102 离线，以及有利于采集监测装置101和信号监测装置102工作的稳定。

云端的中心服务器200、云平台300，以及通过与交变电磁场感应而取电的在线监测设备，避免了因停电或故障而导致无法及时获取信号强度数据的弊端；且中心服务器200与采集监测装置101之间、云平台300与终端设备 400之间，以及采集监测装置与信号监测装置之间均通过覆盖广泛的GPRS网络、3G网络以及4G网络进行连接，从而避免了配电自动化设备通信网络不佳而出现离线的情况，实现了配电自动化设备在线率实时监测的目的，且系统工作稳定。

目前，一般通过安装在电力线路上的采集监测装置来采集故障多发线路附近的通信信号，通过后续分析通信信号的强度，进行在线率分析和评估；采集监测装置的供电方式有两种，一种是通过导线将采集监测装置连接电源，从而为采集监测装置供电；而另一种则是通过电感线圈取电，其原理是利用电感线圈在不断变化的电磁场中会产生电流，从而为电子元件供电。

而无论是那种取电方式，监测装置均需要固定在线路上，电力线路的上的监测装置不仅数量加多，且在长期使用后其内部的电子元件等发生老化，需要定期进行更换，而现有的监测装置拆装困难，导致工作效率低下；另外，监测装置内的某个电子元件或功能单元损坏时，需要将监测装置整体拆卸、替换，增加了使用成本，也增加了后期对替换下来的监测装置进行检修的时间和成本。

因此，如图3和图4所示，本发明提供一种采集监测装置，包括两个线路抱死半环1，且两个所述线路抱死半环1的一端可拆卸铰接，所述线路抱死半环1的开口相对设置，两个所述线路抱死半环1合并后形成套设在线路上的圆环，相应的，两个所述线路抱死半环1的壁内均安装有若干个电感线圈 2，且若干个电感线圈2的轴线均与圆环的轴线相平行，从而使磁场线垂直于线圈平面，有利于提高线圈的感应电流。

另外，两个所述线路抱死半环1相对于铰接处的一端均连接有元件腔壳 3，元件腔壳3内的电子元件通过电感线圈2供电，且两个所述元件腔壳3相对于所述线路抱死半环1的一端通过并合机构连接，设置的两个可分合的线路抱死半环1方便了装置整体安装到线路上，或从线路上拆下，且设置的两个可分合以及固定元件腔壳3，方便了对两个线路抱死半环1进行分合以及固定。

并且，设置的两个元件腔壳3内可以安装同样的电子元件，提高零件的通用性。也可以分别安装具有不同功能或者不同特性的电子元件或功能单元，例如将摄像单元7设置在一个元件腔壳3内，而通信信号监测单元设置在另一个元件腔壳3内，通过各自相应的线路抱死半环1上的电感线圈2功能，不仅有利于各功能单元工作的稳定，减少电子元件的数量，且当某个功能单元损坏时，只需更换相应的线路抱死半环1和元件腔壳3形成的整体即可，且不会影响其余功能单元的正常工作。还例如两个元件腔壳3分别安装易损元件以及非易损元件，当易损元件损坏时，只需替换相应的线路抱死半环1和元件腔壳3形成的整体即可，减少了更换零件的成本，也有利于减小两个元件腔壳3内电子元件的复杂程度，便于维修。

与上述相应的，两个线路抱死半环1的铰接处可设置为易拆装的结构，例如通过销钉9和销座10的方式使两个线路抱死半环1铰接，从而在运维工作过程中，即可将损坏的半边快速拆卸和替换，减少了后续的检测等重复工作；且相应的，可根据需求，在两个元件腔壳3的相对面上对向设置若干个对电性触点8，从而在两个元件腔壳3合并时，使两个元件腔壳3内的电子元件电性连接，形成完整的工作单元，以与元件腔壳3的快速拆装相适应。

其中，所述并合机构包括两端相应转动安装在一个所述元件腔壳3两侧的并合拨杆4，另一个所述元件腔壳3的外壁上开设有与所述并合拨杆4相配合的拨杆卡槽301，左侧元件腔壳3上的并合拨杆4扣入右侧元件腔壳3外壁上的拨杆卡槽301中，从而将两个元件腔壳3固定，而并合拨杆4可由不锈钢丝制成，避免锈蚀的同时，具有弹性的并合拨杆4有利于将两个元件腔壳3 固定牢固。

其中，一个所述元件腔壳3的相对面上设置有弹性垫圈5，且另一个所述元件腔壳3的相对面上设置有与弹性垫圈5相配合的一圈凹槽，弹性垫圈5 的设置有利于并合拨杆4的张紧，且可对元件腔壳3相对面上的电性触点8 进行保护，避免雨水和灰尘等造成各电性触点8之间短路或接触不良。

其中，两个所述线路抱死半环1的相对面上均嵌入安装有弹性抱死胶垫 6，弹性抱死胶垫6增加了线路抱死半环1与线路表面的摩擦力，避免了装置整体在线路上发生滑动或摆动，在将装置固定牢固的同时，避免了对线路绝缘皮造成损伤。

在此，仅为了描述特定的示例实施例的目的使用专业词汇，并且不是意指为限制的目的。除非上下文清楚地作出相反的表示，在此使用的单数形式“一个(a)”、“一个(an)”和“该(the)”可以意指为也包括复数形式。术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包括(including)”和“具有(having)”是包括在内的意思，并且因此指定存在所声明的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或额外地具有一个或以上的其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。除非明确地指示了执行的次序，在此描述的该方法步骤、处理和操作不解释为一定需要按照所论述和示出的特定的次序执行。还应当理解的是，可以采用附加的或者可选择的步骤。

当元件或者层称为是“在……上”、“与……接合”、“连接到”或者“联接到”另一个元件或层，其可以是直接在另一个元件或者层上、与另一个元件或层接合、连接到或者联接到另一个元件或层，也可以存在介于其间的元件或者层。与此相反，当元件或层称为是“直接在……上”、“与……直接接合”、“直接连接到”或者“直接联接到”另一个元件或层，则可能不存在介于其间的元件或者层。其他用于描述元件关系的词应当以类似的方式解释(例如，“在……之间”和“直接在……之间”、“相邻”和“直接相邻”等)。在此使用的术语“和/或”包括该相关联的所罗列的项目的一个或以上的任一和所有的组合。虽然此处可能使用了术语第一、第二、第三等以描述各种的元件、组件、区域、层和/或部分，这些元件、组件、区域、层和/ 或部分不受到这些术语的限制。这些术语可以只用于将一个元件、组件、区域或部分与另一个元件、组件、区域或部分区分。除非由上下文清楚地表示，在此使用诸如术语“第一”、“第二”及其他数值的术语不意味序列或者次序。因此，在下方论述的第一元件、组件、区域、层或者部分可以采用第二元件、组件、区域、层或者部分的术语而不脱离该示例实施例的教导。

空间的相对术语，诸如“内”、“外”、“在下面”、“在……的下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，在此可出于便于描述的目的使用，以描述如图中所示的一个元件或者特征和另外一个或多个元件或者特征之间的关系。空间的相对术语可以意指包含除该图描绘的取向之外该装置的不同的取向。例如如果翻转该图中的装置，则描述为“在其他元件或者特征的下方”或者“在元件或者特征的下面”的元件将取向为“在其他元件或者特征的上方”。因此，示例术语“在……的下方”可以包含朝上和朝下的两种取向。该装置可以以其他方式取向(旋转90度或者其他取向)并且以此处的空间的相对描述解释。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种配电自动化设备的在线率实时监测系统，其特征在于，包括信号强度在线监测设备(100)、中心服务器(200)、云平台(300)和终端设备(400)，所述信号强度在线监测设备(100)通过与交变电磁场感应而取电，并对通信信号进行采集和处理，以获得实时信号强度数据，并将所述实时信号强度数据上传至所述中心服务器(200)；

所述中心服务器(200)将实时信号强度数据发送至所述云平台(300)，所述云平台(300)对所述实时信号强度数据进行定时记录，并绘制体现各时刻信号强度的信号强度曲线；所述终端设备(400)对所述信号强度曲线进行展现，并对所述各时刻信号强度进行统计和分析，以评估配电自动化设备的在线率。

2.根据权利要求1所述的一种配电自动化设备的在线率实时监测系统，其特征在于，所述信号强度在线监测设备(100)包括采集监测装置(101)和信号监测装置(102)，所述采集监测装置(101)和所述信号监测装置(102)安装在同一测试点处。

3.根据权利要求2所述的一种配电自动化设备的在线率实时监测系统，其特征在于，所述采集监测装置(101)安装在故障多发线路上，用于采集相应测试点处的通信信号；所述信号监测装置(102)包括信号放大模块(102a)和信号强度测量模块(102b)，所述信号放大模块(101a)对接收到的通信信号放大；所述信号强度测量模块(102b)对经过放大后的通信信号进行测量，并对经测量得出的信号强度数据进行归一化处理。

4.根据权利要求2所述的一种配电自动化设备的在线率实时监测系统，其特征在于，所述采集监测装置(101)和信号监测装置(102)均包括取能模块(103)，所述采集监测装置(101)、信号放大模块(102a)和信号强度测量模块(102b)均通过相应的取能模块(103)供电。

5.根据权利要求1所述的一种配电自动化设备的在线率实时监测系统，其特征在于，所述中心服务器(200)为云服务器，且所述中心服务器(200)与所述云平台(300)之间通过广域网进行连接。

6.根据权利要求2所述的一种配电自动化设备的在线率实时监测系统，其特征在于，所述中心服务器(200)与所述信号监测装置(102)之间，以及所述采集监测装置(101)与所述信号监测装置(102)之间，均通过无线通信网络进行连接；所述终端设备(400)为手机或PC端，所述终端设备(400)通过无线通信网络或宽带网络与所述云平台(300)连接。

7.根据权利要求6所述的一种配电自动化设备的在线率实时监测系统，其特征在于，所述无线通信网络包括GPRS网络、3G网络以及4G网络。

8.根据权利要求1所述的一种配电自动化设备的在线率实时监测系统，其特征在于，所述终端设备(400)内设置有预警程序，所述终端设备(400)分析所述信号强度曲线，在所述配电自动化设备可能离线前，所述预警程序将预警信息发送至相应的手机或PC端。

9.根据权利要求2所述的一种配电自动化设备的在线率实时监测系统，其特征在于，所述采集监测装置(101)包括两个线路抱死半环(1)，且两个所述线路抱死半环(1)的一端可拆卸铰接，两个所述线路抱死半环(1)的壁内均安装有若干个电感线圈(2)，两个所述线路抱死半环(1)的开口相对设置，且两个所述线路抱死半环(1)相对于铰接处的一端均连接有元件腔壳(3)，两个所述元件腔壳(3)相对于所述线路抱死半环(1)的一端通过并合机构连接；所述并合机构包括两端相应转动安装在一个所述元件腔壳(3)两侧的并合拨杆(4)，另一个所述元件腔壳(3)的外壁上开设有与所述并合拨杆(4)相配合的拨杆卡槽(301)。

10.根据权利要求9所述的一种配电自动化设备的在线率实时监测系统，其特征在于，若干个所述电感线圈(2)的轴线均与所述线路抱死半环(1)的轴线相平行；两个所述元件腔壳(3)的相对面上设置有弹性垫圈(5)；两个所述线路抱死半环(1)的相对面上均嵌入安装有弹性抱死胶垫(6)。