CN112104071A - 一种基于北斗物联网的智能变电站综合监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于北斗物联网的智能变电站综合监控系统，其包括监控主站和监控站端，监控主站通过北斗通讯系统与监控站端通信，监控站端通过整合变电站内变压器油色谱监测数据、变压器铁芯接地电流、变压器红外测温数据、开关机械特性信息、变压器和开关柜内局部放电信息、开关柜内温湿度、电缆接头温度、电缆接头紫外线监测数据、电缆夹层水浸信息、避雷器监测数据、接地点接地电阻以及各个配电小室温湿度实现对变电站主要电气设备工况、电气设备周围环境、以及电气设备安全防范状况进行全天候的全覆盖状态监视，并对电力设备缺陷、异常信息告警以及前端报警联动控制，以提升电网运行的安全性，降低一线人员劳动强度，提升企业经营效益。
Description
技术领域
本申请涉及一种变电站监控系统，尤其是一种基于北斗物联网的智能变电站综合监控系统。
背景技术
随着电力系统的不断发展，自动化程度的不断提高，无人值守变电站也成为一种必然的趋势，这也是促进电网生产管理现代化的有效措施，目前国内供电公司全面推行变电站无人值守改造，在变电站升级改造的同时，也面临了无法对现场环境有效管控的问题，对安全生产和变电运维提出新的挑战。
在提高企业服务水平方面，变电站属于服务客户的一个关键节点，其供电能力和质量，故障抢修和故障处理的速度和效率都直接影响人民群众生产生活，然而现有变电站缺少对于电气设备状态全面的覆盖及监测，不能随时掌握变电站电气设备运行情况，也无法针对电力设备缺陷、异常与故障告警进行主动精准抢修和快速处理，降低了变电站和电网运行管理水平，也无法提高检修班组抢修的主动性和及时性。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本申请提出一种基于北斗物联网的智能变电站综合监控系统，其通过整合变电站内变压器油色谱监测数据、变压器铁芯接地电流、变压器红外测温数据、开关机械特性信息、变压器和开关柜内局部放电信息、开关柜内温湿度、电缆接头温度、电缆接头紫外线监测数据、电缆夹层水浸信息、避雷器监测数据、接地点接地电阻以及各个配电小室温湿度实现对变电站主要电气设备工况、电气设备周围环境、以及电气设备安全防范状况进行全天候的全覆盖状态监视，并对电力设备缺陷、异常信息告警以及前端报警联动控制，以提升电网运行的安全性，降低一线人员劳动强度，提升企业经营效益。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于北斗物联网的智能变电站综合监控系统，包括监控主站和监控站端，所述监控主站通过北斗通讯系统与所述监控站端通信，
所述监控站端包括有智能监测系统，该系统采集变压器油色谱监测数据、变压器铁芯接地电流、变压器红外测温数据、开关机械特性信息、变压器和开关柜内局部放电信息、开关柜内温湿度、电缆接头温度、电缆接头紫外线监测数据、电缆夹层水浸信息、避雷器监测数据、接地点接地电阻以及各个配电小室温湿度；
所述监控站端还包括控制系统，该系统使用抗电磁干扰能力强传输距离远功耗低的无线通讯系统与智能监测系统的多个监测终端通信，其对智能监测系统采集的数据信息进行处理，依据处理结果进行报警，并将数据信息及报警信息上传至监控主站，同时实现报警联动控制。
进一步的，所述北斗通讯系统包括有北斗指挥机、北斗天线以及北斗终端，监控站端的北斗终端将转换为北斗数据格式的变电站信息通过卫星通信链路传送到监控主站的北斗指挥机。
进一步的，所述监控站端的控制系统包括智能数据处理终端、以及分别与智能数据处理终端连接的交换机和无线网关，所述交换机接收有线网络传输的数据信息，所述无线网关接收无线通讯系统传输的数据信息，智能数据处理终端将数据信息转换为北斗格式数据，并传送至北斗终端。
进一步的，所述智能监测系统包括：
与智能数据处理终端通信连接的变压器油色谱监测装置，其配置高灵敏度固态微桥式检测器，可实现变压器油中七种气体：H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2和总烃的分析检测；
与智能数据处理终端通信连接的开关机械特性监测装置，其包括有开关状态监测终端、电流传感器和辅助接点，电流传感器和辅助接点通过开关状态监测终端接入智能数据处理终端，实时记录断路器分合闸线圈电流、断路器分合状态以及储能电机电流等数据；
与智能数据处理终端通信连接的局部放电监测装置，其包括HFCT传感器、UHF传感器和采集器，传感器通过采集器接入智能数据处理终端，实现变压器和开关柜内部局部放电信息监测；
与智能数据处理终端通信连接的无线温度监测系统，实现电缆接头、开关触点、线路导线等处的温度、温升和相间温差的实时监测；
所述变压器油色谱监测装置、开关机械特性监测装置、局部放电监测装置和无线温度监测系统均通过有线网络连接智能数据处理终端。
进一步的，所述智能监测系统还包括：
与智能数据处理终端通信连接的变压器铁芯接地电流监测装置，实现对变压器接地电流的实时监测；
与智能数据处理终端通信连接的红外测温装置，实现接地变压器温度监测；
与智能数据处理终端通信连接的水位监测装置，实现电缆夹层水位深度监测；
与智能数据处理终端通信连接的接地电阻检测装置，其包括采集装置和监测主机，通过检测接地电阻值来判断接地点接地引下线的接地状况；
与智能数据处理终端通信连接的紫外线监测装置，实现开关柜内弧光监测；
与智能数据处理终端通信连接的避雷器监测装置，实现避雷器的全电流、放电电流和累计动作次数监测；
与智能数据处理终端通信连接的温湿度监测装置，实现开关柜内温湿度监测、调节及显示、高压带电显示及闭锁等功能；
所述变压器铁芯接地电流检测装置、红外测温装置、水位监测装置、接地电阻检测装置、紫外线监测装置、避雷器监测装置、温湿度监测装置均通过抗电磁干扰能力强、传输距离远、功耗低的无线通讯系统连接智能数据处理终端。
进一步的，所述抗电磁干扰能力强、传输距离远、功耗低的无线通讯系统为LoRa数据传输系统，其包括LoRa数据传输终端。
进一步的，所述无线温度监测系统包括无线温度传感器、无线网关和无线基站，多个所述无线温度传感器接入无线网关，多个无线网关接入无线基站，所述无线网关之间或是所述无线网关与无线基站之间均采用LoRa数据传输系统，所述无线基站通过有线网络连接智能数据处理终端。
进一步的，所述监控站端还通过监测开关柜内温湿度、电缆夹层水浸信息联动控制设于开关柜内的风机和排水泵，所述开关柜内风机和排水泵的操作控制单元分别与智能数据处理终端控制连接。
进一步的，所述监控站端还包括设于配电小室内的温度传感器和空调，所述配电小室内的温度传感器和空调分别与智能数据处理终端控制连接。
进一步的，所述监控主站包括有服务器和人机交互设备，所述服务器分别与北斗指挥机和人机交互设备控制连接。
本发明的有益效果：
本申请将变电站的电气设备工况、电气设备周围环境、以及电气设备安全防范状况的多个监控数据/系统进行整合，增加监控系统的高效性，实现了变电站全站重要监控数据的全天候的全覆盖状态监视，完成监控设备的状态数据转发、定时控制、时钟对时、数据存储以及智能联动等功能，以满足电力系统安全生产的要求。
本申请通过在电力设备上安装相应感知设备，并通过北斗卫星系统的卫星通信功能将数据传输到供电公司现有的配网指挥中心，不需要运维班组去现场巡检即可获知电力设备运行状况以及监测数据，节省大量人力物力，提高了电力设备的可靠性，提高了变电站运维水平。
本申请在监测到电力设备缺陷、异常信息后在进行告警并上传报警信息，同时直接由监控站端控制系统实现风机、排水泵或空调的报警联动控制，大大缩减了电力设备异常状况处理反应时间，并且本申请在变电站的开关柜和配电小室均设置有监测终端，在实现变电站的全方位监测的同时，也进一步提升了电网运行的安全性。
本申请对于监测点位多，监测位置较为分散的监测终端均采用LORA无线通讯组网，其不仅具备抗电磁干扰能力强、传输距离远、功耗低的传输特性，同时大大减少了开关柜内的布线数量，便于在开关柜内有限空间内布设多个监测终端。
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。
图1是本发明智能变电站综合监控系统的整体结构示意图；
图2是本发明监测终端有线连接示意图；
图3是本发明监测终端无线连接示意图；
图4是本发明无线温度监测系统示意图；
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请智能变电站综合监控系统是集硬件、软件、北斗网络、多监测系统于一体的大型物联网生产管理系统，在现有的配网指挥中心及运维主站(监控主站)实现对前端变电站的各监测系统进行全方位管理。
本申请智能变电站综合监控系统是一个综合的服务和管理平台，作为变电站一种重要的现代化监测、控制、管理手段，以“数据共享、智能控制”为核心，把变电站最重要的监控数据如：油色谱数据、电缆接头温度、变压器接地电流、变压器和开关柜内部局部放电信息、开关柜弧光监测、避雷器泄露电流、环境监测等系统整合进来，增加系统的高效性，实现大集控的目的，对变电站全站的主要电气设备、周围环境进行全天候的状态监视和智能控制，以满足电力系统安全生产的要求。
如图1所示，本申请基于北斗物联网的智能变电站综合监控系统，包括监控主站和监控站端，监控主站通过北斗通讯系统与监控站端通信，
监控主站包括前置服务器、数据服务器、web服务器、VPN服务器、交换机、打印机和电脑工作站，前置服务器与北斗指挥机连接，并通过交换机和其他服务器/设备/电脑工作站连接。
监控主站在地市级部署，接收所辖区域内变电站监控站端的电气设备工况信息、电气设备周围环境信息、以及电气设备安全防范状况信息，实现各变电站的统一监控、统一展示、综合分析和告警应用等功能，为变电站监控及运检提供重要支撑的系统。
监控主站分区部署在各个变电站分区，可以在系统管理服务器认证下访问其监控的所有现场设备；支持实时检测站端系统的信息，具有实时曲线、历史曲线、越限报警等功能；并支持备份管理、日志管理、系统配置等功能。通过平台系统对站端设备进行管理、信息发布、维护统计、实时监控。通过设置不同的权限，实现不同用户对不同区域、不同设备的查看和操作。
运维站工作人员可通过C/S、B/S方式对现场进行监控。平台软件按照用户等级进行授权，并根据不同授权获得相应信息。
北斗通讯系统包括有北斗指挥机、北斗天线以及北斗终端，监控站端的北斗终端将转换为北斗数据格式的变电站信息通过北斗卫星通信链路和北斗天线传送到监控主站的北斗指挥机，接入监控主站服务器后通过后台监控系统实现对变电站运行数据的综合监控。
北斗终端机支持北斗RDSS、RNSS以及GPS的多功能北斗通信终端。可实现RDSS的双向定位、短报文通信、位置报告以及RNSS的定位和授时功能。终端采用一体化设计，固定杆安装更为方便，配备串口，便于用户进行二次开发。终端体积小、功耗低，连接简单、操作方便，可广泛应用于电力等行业。
北斗指挥机是为便于集团组网、调度指挥而设计的特种用户机，该机型除了具有普通用户机的定位、通信、授时功能外，还能监收下属用户机的定位通信信息，实现指挥调度管理下属用户机数可达3000个，并可以向其发送通播信息。产品主要应用于指挥监控、调度监测系统。该设备需外接PC使用。
监控站端包括由多个监测终端构成的智能监测系统，以及由智能数据处理终端、分别与智能数据处理终端连接的交换机和无线网关构成的控制系统，其完成变电站内部所有信息的采集和控制，并上传至市级监控主站及区域监控主站集控中心。
由于北斗卫星通信无法直接传输监测终端协议格式数据，为实现北斗数据协议与监测终端的协议转换功能，本申请采用智能数据处理终端实现相应功能，智能数据处理终端通过以太网交换机接收有线网络传输的监测终端数据信息，通过无线网关接收无线通讯系统传输的监测终端数据信息，同时智能数据处理终端还通过RS232/485数据电缆与北斗卫星通信装置(北斗终端)连接，监测终端数据信息经过智能数据处理终端的数据处理，实现了北斗格式数据与监测终端协议格式数据的转换，将北斗卫星通信应用于智能变电站改造系统。
监控站端控制系统完成智能监测系统多个监测终端的集成，对站内各监测终端进行了整合，主要负责对变压器油色谱监测数据、变压器铁芯接地电流、变压器红外测温数据、开关机械特性信息、变压器和开关柜内部局部放电信息、开关柜内温湿度、电缆接头温度、电缆接头紫外线监测数据、电缆夹层水浸信息、避雷器监测数据、接地点接地电阻以及各个配电小室温湿度等信息进行采集、筛分、比较研判、存储上传，同时，监控站端控制系统依据处理结果进行报警以及站端报警联动控制，系统报警后，主动分级上送报警信息及处理结果，与生产管理、应急指挥紧密结合。
如图2-3所示，监控站端控制系统的智能数据处理终端同时使用有线和无线网络通讯连接各个监测终端，其中使用有线网络通讯的监测终端包括：
与智能数据处理终端通信连接的变压器油色谱监测装置：
采用色谱分析原理，应用动态顶空脱气技术和高灵敏度微桥式检测器，实现对变压器油中七种气体：H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2和总烃的组分含量全检测。通过对绝缘油中溶解气体的检测，实现了对变压器内部运行状态的在线监测，保证变压器安全经济运行。
通过选装含气量检测单元，实现包括O2、N2共计九种气体检测。智能数据处理终端直接接收变压器油色谱监测装置数据，并将数据进行本地存储与研判，同时将结果通过北斗通讯系统上传到监控主站。
与智能数据处理终端通信连接的机械特性检测装置：
机械特性监测装置，是变电站内开关设备的“感知触手”，实时记录断路器分合闸线圈电流、储能电机电流以及辅助接点分合状态等数据，开关状态监测终端的数据是监控系统实现数据深度挖掘的重要保证。通过对开关状态监测终端提供的有效数据进行分类统计和基本判断，再借助标准断路器监测模型的帮助，便可建立完美的断路器健康评价体系，从而达到真正意义上设备状态趋势分析的目的。
开关机械特性监测装置由电流传感器、辅助接点、开关状态监测终端构成，电流传感器和辅助接点经开关状态监测终端接入智能数据处理终端，开关状态监测终端将频谱数据、状态数据通过网口或串口实时传送到智能数据处理终端，将结果经北斗卫星送至北斗指挥机。
与智能数据处理终端通信连接的局部放电监测装置：
其包括开关柜内部局部放电监测装置，该装置包括采集器和HFCT传感器，HFCT传感器通过采集器接入智能数据处理终端。
当高压开关柜及其内部高压设备发生局部放电时，放电量往往先聚集在与接地点相邻的接地金属部位，形成对地电流，因此通过电缆接线上的HFCT传感器可以耦合开关柜内的放电信号。HFCT脉冲电流传感器采集高压母线上流动的高频脉冲电流信号，通过对信号高频分量的比较判断分析，即可确定开关柜内是否有放电，及放电的严重程度。通过采用同步采样和定位技术，可以定位以传感器为中心的局放分布情况，从而比较准确地监测到故障点位置。
还包括变压器内部局部放电监测装置，该装置包括采集器和UHF传感器，UHF传感器通过采集器接入智能数据处理终端。
UHF特高频法是目前局部放电检测的主流方法，其特高频传感器在特高频局放测量中起着重要作用，局部放电测量的初始步骤需要依据特高频传感器获取的电磁信号以进行进一步的信号处理。为此，传感器的性能和灵敏度将极大地影响局放检测系统的准确度和灵敏度。
特高频传感器PDU-T由宽带天线组成，该天线针对局放辐射的特高频频率范围进行了优化，并且其设计适应性适用于电力变压器的安装。
特高频圆盘式传感器PDU-T2，可以直接安装在没有排油阀的油纸绝缘变压器的外表面。PDU-T2提供了可透过电磁波的油密性电介质窗口。它测量变压器内部的特高频(UHF)范围的局放信号。这种高频测量方法可以同时抑制外部噪声，例如高压线上的电晕。
PDU-T传感器的电磁波测量也可以用于触发超声波局放测量以定位局放。其在变压器上的安放位置和数量取决于测量的需要。安装多个PDU-T2传感器可以大大提高局放测量的灵敏度。
与智能数据处理终端通信连接的无线温度监测系统：
如图4所示，无线温度监测系统包括无线温度传感器、无线网关和无线基站，多个无线温度传感器通过zigbee接入无线网关，多个无线网关接入无线基站，无线网关之间或是无线网关与无线基站之间均采用LoRa数据传输系统，所述无线基站通过以太网总线连接智能数据处理终端。
无线温度传感器基于2.4GHz数字无线技术平台开发，智能调频技术及超低功耗技术的融合实现了传感器的长寿命免维护，先进的一体化、微型化技术及IP68结构封装，满足复杂恶劣环境地区使用，能够应用安装到输电、变电、配电所有设备接头温度测量处。将其安装在电缆接头、开关触点、线路导线等处，能够实现温度、温升和相间温差的高可靠实时在线监测，从而实现电力设备运行温度的智能管理，为设备末端信息获取提供最基础的数据支持。
无线网关用于接收、汇聚和转发传感器节点信息，所有数据通过无线信道传输，无需布设通信线缆。无线网关由微处理器、AC-DC电源模块、2.4G无线模块、LoRa无线模块、实时时钟电路、电压监视器等组成，具备自组网能力，当信号覆盖范围内存在其他无线网关时，通过拓扑控制机制和网络协议自动建立星形无线网络，增大信号的覆盖范围和无线网络的冗余度，提高系统的可靠性。
无线网关建立的无线网络为星形拓扑结构，每个网络由一个作为主机的无线网关(中央节点)、一个及以上作为从机的无线网关(站点)构成，网络结构简单、易于维护。无线网络建立之后，主、从机在数据信道上交互数据。主机根据从机设备地址的顺序依次访问从机，获取从机接收的传感器节点信息、获取从机状态数据、同步系统时钟等。主机汇聚所有来自从机的传感器节点信息，通过LoRa无线网络转发给无线基站。
无线基站用于收集无线温度传感器的数据信息，并通过以太网总线将数据传送给智能数据处理终端。该设备是由MCU、通信接口、2.4GHz数字RF收发器、宽输入DC/DC直流稳压电源、IP67外壳和天线等组成。双通道无线链路构成空间分集，提高了数据传输的可靠性。
监控站端控制系统的智能数据处理终端还使用无线网络通讯连接多个监测终端，其无线网络通讯使用抗电磁干扰能力强传输距离远功耗低的LoRa通讯系统与环境监测系统的多个监测终端通信，LoRa通讯系统使用LoRa数据传输终端实现通讯，LoRa数据传输终端是一种基于LoRa扩频技术的无线数据传输终端，利用LoRa网络为用户提供无线数据传输功能。终端采用高性能的工业级LoRa方案，以嵌入式实时操作系统为软件支撑平台，同时提供RS232和RS485(或RS422)接口，可直接连接串口设备，实现数据透明传输功能；低功耗设计，最低功耗小于5mA@12VDC；提供5路I/O，可实现数字量输入输出、模拟量输入、脉冲计数等功能。
其中使用LoRa通讯的监测终端包括：
与智能数据处理终端通信连接的变压器铁芯接地电流检测装置，实现对变压器接地电流的实时监测。由于变压器接地电流很小，为了精确监测计量，采用高频交流采样，因此需要采用外接电源进行供电，供电范围：85～264VAC。变压器铁芯接地电流检测装置将采集的数据通过LORA经无线网关送至智能数据处理终端，数据和结果经由北斗通讯上传到监控主站。
与智能数据处理终端通信连接的红外测温装置，采用红外测温传感器，实现接地变压器温度监测；红外测温传感器具有非接触式、常温范围内精度可达到±0.5℃、响应速度快等优势，内置菲涅耳透镜，日光免疫，梯度温度补偿，物距比高达12∶1。传感器出厂校准温度范围为：环境温度-40～125℃，物体温度-70～382.2℃。探头采用铝合金金属外壳，耐高温抗氧化，内置进口Melexis红外测温感应传感器，通过RS485总线和单总线两种方式输出数据，其中RS485方式通讯协议为Modbus RTU协议，单总线协议参考下文通讯协议部分，可通过上位机软件更改传感器ID，供电采用宽电压3.3-26v直流供电。导线采用耐高温屏蔽线。设备整体体积小，方便用户集成安装。红外测温装置将采集的数据通过LORA经无线网关送至智能数据处理终端，数据和结果经由北斗通讯上传到监控主站。
与智能数据处理终端通信连接的水位监测装置，实现电缆沟水位深度监测；
通过安装专用电缆沟水位监测装置，如电缆沟水位深度达到警戒线时，水位逾线信号通过LoRa经无线网关上传至智能数据处理终端，再通过北斗通讯系统将数据传送到监控主站。
与智能数据处理终端通信连接的接地电阻检测装置，其包括采集装置和监测主机，通过检测接地电阻值来判断接地引下线的接地状况；在大型地网中，例如变电站地网是等电位体连接，同时有多根接地引下线引出地面，并在地面上也连接在一起的，对于这样的大型接地系统，其地网最大对角线距离一般几百米到几千米，测试这样的大型地网的接地电阻给现场运维工作带来困难和不便。如果测试发现接地电阻不合格，多数情况是在接地引下线与地网间的连接位置出现焊接不牢问题，因此必须在出现问题的位置挖开接地引下线，再重新焊接接地引下线。所以，对于大型地网，可以在主接地引下线和支接地引下线上安装监测仪，通过检测其金属回路联结电阻值来判断接地引下线的接地状况。变电站接地电阻智能检测系统由采集装置及监测主机组成。接地电阻检测装置将采集的数据通过LORA经无线网关送至智能数据处理终端，数据和结果经由北斗通讯上传到监控主站。
与智能数据处理终端通信连接的紫外线监测装置，实现开关柜内弧光监测；通过分析电弧放电光谱中的紫外成分，利用日盲型紫外传感器检测电弧放电中的紫外线。电弧放电时产生的光谱范围较广，包含紫外光、可见光等成分。紫外线的波长范围在10～400nm之间，其中波长在280nm以下的紫外线为日盲区，通过测量电弧光中280nm以下的紫外线(排除日光的影响)，可判断开关柜内部是否发生了电弧故障。紫外线监测装置采用美国进口工业级微处理器芯片、进口高精度紫外线传感器，确保产品优异的可靠性、高精度。装置内部集成安装温湿度传感器，针对环境温湿度对测量数据的影响进行补偿，降低测量误差，确保监测数据的准确性。装置外壳为壁挂式便于安装，防护等级为IP68。紫外线监测装置输出RS485信号，通过LORA经无线网关送至智能数据处理终端，数据和结果经由北斗通讯上传到监控主站。
与智能数据处理终端通信连接的避雷器监测装置，避雷器监测装置主要用于实时、在线监测避雷器的全电流、放电电流和累计动作次数。采用无残压全隔离的电流取样方式，主要由电流采集单元、监测主机(含电压采集单元)组成，电流采集单元选用单匝一次穿芯电流互感器，将测量结果用串口进行传输。该避雷器监测装置采用补偿技术，通用性好，可互换测量。避雷器监测装置将采集的数据通过LORA经无线网关送至智能数据处理终端，数据和结果经由北斗通讯上传到监控主站。
与智能数据处理终端通信连接的温湿度监测装置，具有动态模拟显示、语音防误提示、柜内温湿度显示及控制、高压带电显示及闭锁功能、人体接近语音提示、远方/就地操作、照明操作、分合闸指示、储能指示、预分预合闪光指示和RS-485通讯等功能。温湿度监测装置将采集的数据通过LORA经无线网关送至智能数据处理终端，数据和结果经由北斗通讯上传到监控主站。
监控站端还包括设于开关柜内的风机和排水泵，以及设于配电小室内的温度传感器和空调，风机、排水泵、温度传感器和空调分别与智能数据处理终端控制连接。监控站端在监测到开关柜内温度异常、电缆夹层发生水浸、配电小室内温度异常信息后在进行告警并上传报警信息，同时直接由监控站端控制系统实现风机、排水泵或空调的报警联动控制，大大缩减了电力设备异常状况处理反应时间，并且在变电站的开关柜和配电小室均设置有监测终端，在实现变电站的全方位监测的同时，也进一步提升了电网运行的安全性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于北斗物联网的智能变电站综合监控系统，包括监控主站和监控站端，所述监控主站通过北斗通讯系统与所述监控站端通信，其特征在于，
所述监控站端包括有智能监测系统，该系统采集变压器油色谱监测数据、变压器铁芯接地电流、变压器红外测温数据、开关机械特性信息、变压器和开关柜内局部放电信息、开关柜内温湿度、电缆接头温度、电缆接头紫外线监测数据、电缆夹层水浸信息、避雷器监测数据、接地点接地电阻以及各个配电小室温湿度；
所述监控站端还包括控制系统，该系统使用抗电磁干扰能力强传输距离远功耗低的无线通讯系统与智能监测系统的多个监测终端通信，其对智能监测系统采集的数据信息进行处理，依据处理结果进行报警，并将数据信息及报警信息上传至监控主站，同时实现报警联动控制。
2.根据权利要求1所述的智能变电站综合监控系统，其特征在于，所述北斗通讯系统包括有北斗指挥机、北斗天线以及北斗终端，监控站端的北斗终端将转换为北斗数据格式的变电站信息通过卫星通信链路传送到监控主站的北斗指挥机。
3.根据权利要求1所述的智能变电站综合监控系统，其特征在于，所述监控站端的控制系统包括智能数据处理终端、以及分别与智能数据处理终端连接的交换机和无线网关，所述交换机接收有线网络传输的数据信息，所述无线网关接收无线通讯系统传输的数据信息，智能数据处理终端将数据信息转换为北斗格式数据，并传送至北斗终端。
4.根据权利要求3所述的智能变电站综合监控系统，其特征在于，所述智能监测系统包括：
与智能数据处理终端通信连接的变压器油色谱监测装置，其配置高灵敏度固态微桥式检测器，可实现变压器油中七种气体：H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2和总烃的分析检测；
与智能数据处理终端通信连接的开关机械特性监测装置，其包括有开关状态监测终端、电流传感器和辅助接点，电流传感器和辅助接点通过开关状态监测终端接入智能数据处理终端，实时记录断路器分合闸线圈电流、断路器分合状态以及储能电机电流等数据；
与智能数据处理终端通信连接的局部放电监测装置，其包括HFCT传感器、UHF传感器和采集器，传感器通过采集器接入智能数据处理终端，实现变压器和开关柜内部局部放电信息监测；
与智能数据处理终端通信连接的无线温度监测系统，实现电缆接头、开关触点、线路导线等处的温度、温升和相间温差的实时监测；
所述变压器油色谱监测装置、开关机械特性监测装置、局部放电监测装置和无线温度监测系统均通过有线网络连接智能数据处理终端。
5.根据权利要求3所述的智能变电站综合监控系统，其特征在于，所述智能监测系统还包括：
与智能数据处理终端通信连接的变压器铁芯接地电流监测装置，实现对变压器接地电流的实时监测；
与智能数据处理终端通信连接的红外测温装置，实现接地变压器温度监测；
与智能数据处理终端通信连接的水位监测装置，实现电缆夹层水位深度监测；
与智能数据处理终端通信连接的接地电阻检测装置，其包括采集装置和监测主机，通过检测接地电阻值来判断接地点接地引下线的接地状况；
与智能数据处理终端通信连接的紫外线监测装置，实现开关柜内弧光监测；
与智能数据处理终端通信连接的避雷器监测装置，实现避雷器的全电流、放电电流和累计动作次数监测；
与智能数据处理终端通信连接的温湿度监测装置，实现开关柜内温湿度监测、调节及显示、高压带电显示及闭锁等功能；
所述变压器铁芯接地电流检测装置、红外测温装置、水位监测装置、接地电阻检测装置、紫外线监测装置、避雷器监测装置、温湿度监测装置均通过抗电磁干扰能力强、传输距离远、功耗低的无线通讯系统连接智能数据处理终端。
6.根据权利要求1或5所述的智能变电站综合监控系统，其特征在于，所述抗电磁干扰能力强、传输距离远、功耗低的无线通讯系统为LoRa数据传输系统，其包括LoRa数据传输终端。
7.根据权利要求4所述的智能变电站综合监控系统，其特征在于，所述无线温度监测系统包括无线温度传感器、无线网关和无线基站，多个所述无线温度传感器接入无线网关，多个无线网关接入无线基站，所述无线网关之间或是所述无线网关与无线基站之间均采用LoRa数据传输系统，所述无线基站通过有线网络连接智能数据处理终端。
8.根据权利要求1所述的智能变电站综合监控系统，其特征在于，所述监控站端还通过监测开关柜内温湿度、电缆夹层水浸信息联动控制设于开关柜内的风机和排水泵，所述开关柜内风机和排水泵的操作控制单元分别与智能数据处理终端控制连接。
9.根据权利要求1所述的智能变电站综合监控系统，其特征在于，所述监控站端还包括设于配电小室内的温度传感器和空调，所述配电小室内的温度传感器和空调分别与智能数据处理终端控制连接。
10.根据权利要求2所述的智能变电站综合监控系统，其特征在于，所述监控主站包括有服务器和人机交互设备，所述服务器分别与北斗指挥机和人机交互设备控制连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20201218 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |