CN111371184A - 一种基于线缆标识的电力设备拓扑结构及其自动识别方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于线缆标识的电力设备拓扑结构，包括：线缆，用于电力传输，连接各电力设备；智能标签，用于对线缆进行标识；中继识别装置，用于采集智能标签的信息，安装在电力设备处；载波集中器，用于接收、汇总中继识别装置发出的信息，发送至后台主站；后台主站，用于输出拓扑结构和监测信息，并进行展示。拓扑结构自动识别方法：保存收到的所有设备数据；确定设备所处的层级和上下级设备；输出拓扑结构。本发明利用线缆标签描述设备拓扑结构，结构准确；可以减轻维护人员的巡检负担；拓扑识别方法，将变压器、设备、线缆之间的从属关系，自动绘制成拓扑图，最终在页面上进行展示，查看方便。

Description

一种基于线缆标识的电力设备拓扑结构及其自动识别方法
技术领域
本发明属于电力设备管理技术领域，特别涉及一种基于线缆标识的电力设备拓扑结构及其自动识别方法。
背景技术
随着人们生活质量的提高以及电器种类和数量的日益增加，现有供电线路的供电压力也日益增大，而这些电能多是通过配电线路从远端发电站、配电房输入到需电区域。配电房内柜体数量较多，电气结构及接线复杂，无法通过后台查看变压器与其下属柜体之间、不同层级的柜体之间、每个柜体与线缆之间的从属关系，也无法通过后台查看配电柜内的设备及线缆在工作状态下的电压、电流信息。从配电变压器到用户端经过的配电柜体和层级太多，配电网络架构不清晰。工作人员调查设备拓扑结构的改变，劳动力度大、工作效率低。柜内设备种类众多，还导致了当设备出现短路或故障时，后台值班人员无法及时发现异常。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种基于线缆标识的电力设备拓扑结构及其自动识别方法，利用电力设备的进线线缆识别该电力设备，出线线缆识别下一级设备，利用自主研发的拓扑识别方法自动绘制拓扑关系。
本发明采用的技术方案是：一种基于线缆标识的电力设备拓扑结构，包括：
线缆，用于电力传输，连接各电力设备；
智能标签，用于对线缆进行标识，位于线缆上，存储线缆编号信息；
中继识别装置，用于采集智能标签、电力设备的信息，安装在电力设备处，具有载波中继功能，传输采集的信息；
载波集中器，用于接收、汇总中继识别装置发出的信息，发送至后台主站；
后台主站，用于输出拓扑结构和监测信息，并进行展示。
作为优选，所述中继识别装置采用双模协议转换器。双模协议转换器：内置RS485接口，可以对线缆、电力设备的电压、电流、以及电力设备的温度、湿度、凝露状态等进行监测。该设备具有载波中继功能，可以避免信号衰减，传输信息丢失、信息不明确的情况发生；具有无线传输功能，接线少，易安装，避免电力载波长距离传输数据损耗，使后台可以实时监测。
一种基于线缆标识的电力设备拓扑结构的自动识别方法，包括以下步骤：
数据保存：保存收到的所有设备数据，某一设备数据一定次数未收到，则删除存储的该设备数据；
数据处理：根据设备数据中的进出线缆标签信息确定设备所处的层级和上下级设备；
数据展示：根据设备层级和上下级关系绘制拓扑结构图，并输出显示。
数据保存步骤之后设有数据清理步骤，清理超过一定时长的设备信息。
所述数据保存步骤中，接收数据之前将所有的设备计数都加1，之后遍历接收的数据对数据库中的数据进行匹配，如果收到的数据在数据库中已经存在了就更新记录并重置计数为1，如果是添加的则插入数据到数据库并设置计数为1；未接收到的箱体会在计数上不断增大，当计数达到一定数值，删除该箱体记录。具体的数值，可以根据需要，人为自由设定。
所述数据处理步骤中，根据进线线缆唯一性和约定好的设备名称来确定设备和进线线缆，并以该设备的出线线缆为下一级设备的进线线缆来查找下一级设备，并确立好进出线线缆束编码，以及标识处理设备是几进几出的和设备所处的层级。
工作原理：根据进线线缆唯一性和约定好的设备名称来确定设备和进线线缆，并以该设备的出线线缆为下一级设备的进线线缆来查找下一级设备，并确立好进出线线缆束编码，贴上对应标签，以及标识出设备是几进几出的和设备所处的层级。双模协议转换器采集智能标签信息，并对线缆和设备进行监测，采集的数据传输到载波集中器。载波集中器将各个双模协议转换器的数据汇总，发送到后台主站。后台主站根据线缆标签信息，利用自动识别方法，绘制拓扑结构，并显示出对应的电压、电流、温度等信息。
电力设备拓扑结构的改变，会体现在对应双模协议转换器读取的线缆标签信息的改变上。设备的故障可以从双模协议转换器采集的信息上体现。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：
1.本发明利用线缆标签描述设备拓扑结构，结构准确；
2.本发明利用自主研发的拓扑识别方法，将变压器、设备、线缆之间的从属关系，自动绘制成拓扑图，最终在页面上进行展示，查看方便；
3.本发明可以减轻维护人员的巡检负担，通过后台对运行设备进行在线监测，设备异常可进行预警提醒，大大节省人力、物力、财力的消耗；
4.本发明结构简单明确，便于维护管理。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的数据存储逻辑示意图；
图3为本发明的页面输出逻辑示意图。
图中1-线缆，2-智能标签，3-中继识别装置，4-载波集中器，5-后台主站。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。
本发明的实施例公开了一种基于线缆标识的电力设备拓扑结构，如图所示，其包括线缆1，用于电力传输，连接各电力设备；
智能标签2，用于对线缆1进行标识，位于线缆1上，存储线缆1编号信息；
中继识别装置3，采用双模协议转换器，用于采集智能标签2的信息，安装在电力设备处，具有载波中继功能，传输采集的信息；
载波集中器4，用于接收、汇总中继识别装置3发出的信息，发送至后台主站5；
后台主站，用于输出拓扑结构和监测信息，并进行展示。
本发明用在配电房内，10KV或者35KV的中压供电通过变压器转换为380VAC的低压供电；在变压器下方安装线缆1，在每路线缆1上安装智能标签2，通过智能标签2可以对线缆编号进行标识；在线缆1下方安装配电柜，通过线缆1对配电柜进行供电，保证柜内设备的正常运行；在每个配电柜内都安装一个双模协议转换器，双模协议转换器可以对线缆1、柜内设备的电压、电流，以及配电柜内温度、湿度、凝露状态等进行在线监测；在每个配电房内安装一个载波集中器4，载波集中器4可以对配电柜内运行设备及线缆1的电压、电流进行收集汇总，并在后台主站5上进行展示；后台主站5将变压器、线缆1、配电柜三者的关系自动绘制成拓扑架构图，便于工作人员进行查看。
后台主站绘制拓扑架构图的自动识别方法，包括以下步骤：
1.数据的保存：以一定次数没有接收到的箱体数据就认为是该箱体已经被移走(该次数是在程序的配置文件中可以配置的)。因为硬件接收到箱体的数据不是足够稳定，存在一定的几率是箱体连线是正常的但是获取不到该箱体的数据。所以这里实现了保证箱体连接的稳定性和箱体真正移走的自动匹配能力。
这里的方法是在接收数据之前将所有的箱体计数都加1，之后遍历接收的数据对数据库中的数据进行匹配，如果收到的数据在数据库中已经存在了就更新记录并重置计数为1。如果是添加的则插入数据到数据库并设置计数也为1。这样多次没有接收到的箱体就会在计数上不断增大，当大到一定数值(目前设置为10)的时候，则调用删除逻辑，将该箱体记录删除。
2.数据的清理：当前数据的保留是以配置文件设置的时长来确定是否清理。因为需要保证自动识别电路的拓扑结构的，如果长时间没有传递数据过来，而数据没有清理，则导致拓扑图与实际情况脱节。
数据的添加和修改都会将一个时间戳打到相应的记录上，这样在定时调度任务上只需要检查记录的时间戳就可以判断该记录是否需要删除了。
3.数据的处理：后端将数据从数据库中取出后，需要根据一定的逻辑做处理，之后将处理好的数据发送到前台页面。
首先根据进线唯一性和约定好的根箱体名称来确定根箱体和进线，并以该箱体的出线为下一级箱体的进线来查找下一级箱体，并确立好进出线束编码，以及标识处理箱体是几进几出的和箱体所处的层级。最后还需要对数据的可信性根据一定的条件去检查。
4.数据的展示：利用AJAX将后端的处理好的数据读取到前台，并计算画图所需的数据。
主要是需要知道当前所画拓扑图的层级是多少，以便于计算箱体单位的高度，同时计算在遍历的过程中计算当前层级箱体个数，以便于计算箱体单位的宽度。根据上面计算的数据画箱体，并记录箱体相应的信息到数组中，以便于画各个箱体的连线问题。
5.自动刷新工作：主要是利用javascript的setInterva]方法来定期去服务器端取数据，并对数据在页面上进行绘制。
以上通过实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的示例性实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。本发明的保护范围由权利要求书限定。凡利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，在本发明的实质和保护范围内，设计出类似的技术方案而达到上述技术效果的，或者对申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于线缆标识的电力设备拓扑结构，其特征在于：包括：
线缆，用于电力传输，连接各电力设备；
智能标签，用于对线缆进行标识，位于线缆上，存储线缆编号信息；
中继识别装置，用于采集智能标签的信息，安装在电力设备处，具有载波中继功能，传输采集的信息；
载波集中器，用于接收、汇总中继识别装置发出的信息，发送至后台主站；
后台主站，用于输出拓扑结构和监测信息，并进行展示。
2.如权利要求1所述的基于线缆标识的电力设备拓扑结构，其特征在于：所述中继识别装置采用双模协议转换器。
3.一种基于线缆标识的电力设备拓扑结构的自动识别方法，其特征在于：包括以下步骤：
数据保存：保存收到的所有设备数据，某一设备数据一定次数未收到，则删除存储的该设备数据；
数据处理：根据设备数据中的进出线缆标签信息确定设备所处的层级和上下级设备；
数据展示：根据设备层级和上下级关系绘制拓扑结构图，并输出显示。
4.如权利要求3所述的基于线缆标识的电力设备拓扑结构的自动识别方法，其特征在于：数据保存步骤之后设有数据清理步骤，清理超过一定时长的设备信息。
5.如权利要求3所述的基于线缆标识的电力设备拓扑结构的自动识别方法，其特征在于：所述数据保存步骤中，接收数据之前将所有的设备计数都加1，之后遍历接收的数据对数据库中的数据进行匹配，如果收到的数据在数据库中已经存在了就更新记录并重置计数为1，如果是添加的则插入数据到数据库并设置计数为1；未接收到的箱体会在计数上不断增大，当计数达到一定数值，删除该箱体记录。
6.如权利要求3所述的基于线缆标识的电力设备拓扑结构的自动识别方法，其特征在于：所述数据处理步骤中，根据进线线缆唯一性和约定好的设备名称来确定设备和进线线缆，并以该设备的出线线缆为下一级设备的进线线缆来查找下一级设备，并确立好进出线线缆束编码，以及标识处理设备是几进几出的和设备所处的层级。
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