CN112152320A - 变电站无人智能值守系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了变电站无人智能值守系统，涉及变电站技术领域。包括开关量数据采集单元、变电站机房、无人值守机房、四路开关量采集单片机、开关量数据获取单元、网关单片机、LCD液晶屏、物联网网设备以及管理中心单元组成。开关量数据采集单元采集变电站机房各种环境信息，传输到四路开关量采集单片机中，可以利用LCD液晶屏进行显示，同时也能通过开关量数据获取单元进行环境报警，同时环境信息通过网关单片机可以传输内部服务器、外部服务器、Internet以及物联网设备中，实现变电站环境监测要素的远程实时显示的目的，方便不同场合的值守需求，对于环境异常能够及时报警，提供安全保障，达到了无人对变电站进行智能值守的目的。
Description
技术领域
本发明涉及变电站技术领域，具体为变电站无人智能值守系统。
背景技术
变电站是指电力系统中对电压和电流进行变换，接受电能及分配电能的场所。在发电厂内的变电站是升压变电站，其作用是将发电机发出的电能升压后馈送到高压电网中，变电站一般都需要人员进行值守、巡检，变电站的巡视检查就是值班人员通过定期巡视观察设备的外观有无异状，如颜色有无变化，有无杂物，表针指示是否正常，设备的声音是否正常，有无异常的气味，触及允许接触的设备温度是否正常，测量电气设备的运行参数在运行中的变化等，以判断设备的运行状况是否正常，变电站的巡视检查制度是确保设备正常安全运行的有效措施，通过值班人员的定期的巡视检查了解设备运行状况，掌握运行异常，并及时地采取相应措施，对于降低事故的发生及其影响范围具有重要意义。为此，变电站应根据运行设备的实际工况，并总结以往处理设备事故、障碍和缺陷的经验教训，制定出具体的检查方法，从传统的模拟电视监控系统、红外线周界报警系统，到最近几年的全数字化视频监控与周界电子围栏系统的建设，从单一的变电站安全防盗的建设目标，到现在的变电站全场景视频监控与生产安全、安防反恐等目标建设结合为一体的建设思路，已经逐步走向高科技水平含量、高企业管理要求的建设方向，系统联网及信息化大数据管理模式也是南网要求的下一步重点发展方向。
随着信息技术近年的高速发展，移动网络信号也基本覆盖所有变电站，这也为我们本次的系统建设打下了良好的通信基础，传统的值守、巡检存在费时费力的问题，导致，具体使用过程中存在使用效果一般的问题，越来越难以满足市场发展的需要，为此，提出变电站无人智能值守系统来解决上述问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
本发明提供了变电站无人智能值守系统，具备无人只能值守以及省时省力的优点，以解决传统变电站值守系统存在使用效果一般的问题。
(二)技术方案
为实现无人只能值守以及省时省力的目的，本发明提供如下技术方案：变电站无人智能值守系统，包括开关量数据采集单元、变电站机房、无人值守机房、四路开关量采集单片机、开关量数据获取单元、网关单片机、LCD液晶屏、物联网网设备以及管理中心单元组成，所述开关量数据采集单元的输出端电连接有变电站机房的输入端，所述变电站机房的输出端电连接有无人值守机房的输入端，所述无人值守机房的输出端电连接有四路开关量采集单片机的输入端，所述四路开关量采集单片机的输出端电连接有LCD液晶屏、网关单片机以及开关量数据获取单元的输入端，所述网关单片机的输出端电连接有物联网网设备以及管理中心单元的输入端；
所述开关量数据采集单元包括电子围栏模块、高压线路接地模块、消防安全模块、机房温度采集模块、机房湿度采集模块、浸水采集模块以及门禁模块；
所述管理中心单元包括内部服务器、外部服务器以及Interet；
所述开关量数据获取单元包括电子围栏、高压线路接地报警、消防安全报警模块、机房温度报警器模块、机房湿度报警器模块、浸水报警模块以及门禁报警模块。
作为本发明的优选技术方案，所述消防安全模块内部设置有烟雾传感器，且烟雾传感器型号为KGN1，所述高压线路接地模块内部设置电流检测芯片，且电流检测芯片型号是MAX4173HESA。
作为本发明的优选技术方案，所述机房温度采集模块的内部设置有温度传感器，且温度传感器7是带有液晶显示屏和防水探头的热敏温度传感器，型号是NTC10K。
作为本发明的优选技术方案，所述机房湿度报警器模块的内部设置有湿度传感器，且湿度传感器的型号为HIH-3602。
作为本发明的优选技术方案，所述浸水采集模块内部设置有漏水传感器，且漏水传感器型号DC-Ⅰ，所述门禁模块内部设置有摄像头、指纹采集器和门禁卡采集器。
作为本发明的优选技术方案，所述四路开关量采集单片机的输出端通过SPI电连接有LCD液晶屏，且SPI可串行外设接口和4线总线。
作为本发明的优选技术方案，所述四路开关量采集单片机的输出端通过485总线电连接有开关量数据获取单元的输入端，所述网关单片机的输出端通过485总线以及LORa电连接有物联网设备，所述网关单片机的输出端通过485网关总线电连接有管理中心单元。
作为本发明的优选技术方案，所述485的平衡传输方式为传输线上加终端电阻，485的传输速率最高为10Mbps,传输距离最大可以达到3000米，最多可以连接128个收发器，且485的网络拓扑采用终端匹配的总线型结构，所述开关量数据采集单元内部的每个环境要素分别通过485总线与开关数据获取单元内部模块连接和通讯。
作为本发明的优选技术方案，所述LORa的传输距离为城镇2-5km、郊区15km，且LORa内部利用AEs128进行加密，且LORa的电池寿命为10年。
作为本发明的优选技术方案，所述开关量数据获取单元内部的报警模块采用声光报警器进行报警，且声光报警器的型号为KT-GW。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了变电站无人智能值守系统，具备以下有益效果：
该变电站无人智能值守系统，开关量数据采集单元采集变电站机房各种环境信息，传输到四路开关量采集单片机中，可以利用LCD液晶屏进行显示，同时也能通过开关量数据获取单元进行环境报警，同时环境信息通过网关单片机可以传输内部服务器、外部服务器、Internet以及物联网设备中，实现变电站环境监测要素的远程实时显示的目的，方便不同场合的值守需求，对于环境异常能够及时报警，提供安全保障，同时获取的环境信息通过485总线传输数据，网络通过以太网内网和4G无线外网传输到数据分析服务程序中，进行数据储存、数据转发以及是否消息报警，这些实时信息通过Web服务为PC软件提供数据，达到了无人对变电站进行智能值守的目的，省事省力，具有较好的市场推广价值。
附图说明
图1为本发明的变电站智能报警系统工作原理图；
图2为本发明的智能报警平台软件系统原理图；
图3为本发明的LORa的工作原理系统示意图；
图4为本发明的SPI的工作原理系统示意图；
图5为本发明的485的工作原理系统示意图。
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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明公开了变电站无人智能值守系统，包括开关量数据采集单元、变电站机房、无人值守机房、四路开关量采集单片机、开关量数据获取单元、网关单片机、LCD液晶屏、物联网网设备以及管理中心单元组成，所述开关量数据采集单元的输出端电连接有变电站机房的输入端，所述变电站机房的输出端电连接有无人值守机房的输入端，所述无人值守机房的输出端电连接有四路开关量采集单片机的输入端，所述四路开关量采集单片机的输出端电连接有LCD液晶屏、网关单片机以及开关量数据获取单元的输入端，所述网关单片机的输出端电连接有物联网网设备以及管理中心单元的输入端；
所述开关量数据采集单元包括电子围栏模块、高压线路接地模块、消防安全模块、机房温度采集模块、机房湿度采集模块、浸水采集模块以及门禁模块；
所述管理中心单元包括内部服务器、外部服务器以及Interet；
所述开关量数据获取单元包括电子围栏、高压线路接地报警、消防安全报警模块、机房温度报警器模块、机房湿度报警器模块、浸水报警模块以及门禁报警模块，开关量数据采集单元采集变电站机房各种环境信息，传输到四路开关量采集单片机中，可以利用LCD液晶屏进行显示，同时也能通过开关量数据获取单元进行环境报警，同时环境信息通过网关单片机可以传输内部服务器、外部服务器、Internet以及物联网设备中，实现变电站环境监测要素的远程实时显示的目的，方便不同场合的值守需求，对于环境异常能够及时报警，提供安全保障。
请参考图2所示，管理中心单元通过网络与数据分析服务程序电连接，网络主要采用以太网内网和4G无线外网，获取的环境信息通过485总线传输数据，网络通过以太网内网和4G无线外网传输到数据分析服务程序中，进行数据储存、数据转发以及是否消息报警，这些实时信息通过Web服务为PC软件提供数据，PC软件可以将变电站报警系统数据可视化，采用大数据分析变电站存在的安全隐患，用于设备检测管理，提供设备运行情况，平台检测管理，集合多系统数据进行分析整合，提供定向短信报警信息给负责人，实时掌握变电站的情况。
具体的，所述消防安全模块内部设置有烟雾传感器，且烟雾传感器型号为KGN1，所述高压线路接地模块内部设置电流检测芯片，且电流检测芯片型号是MAX4173HESA。
具体的，所述机房温度采集模块的内部设置有温度传感器，且温度传感器7是带有液晶显示屏和防水探头的热敏温度传感器，型号是NTC10K。
具体的，所述机房湿度报警器模块的内部设置有湿度传感器，且湿度传感器的型号为HIH-3602。
具体的，所述浸水采集模块内部设置有漏水传感器，且漏水传感器型号DC-Ⅰ，所述门禁模块内部设置有摄像头、指纹采集器和门禁卡采集器。
具体的，所述四路开关量采集单片机的输出端通过SPI电连接有LCD液晶屏，请参考图4所示，且SPI可串行外设接口和4线总线。
具体的，所述四路开关量采集单片机的输出端通过485总线电连接有开关量数据获取单元的输入端，所述网关单片机的输出端通过485总线以及LORa电连接有物联网设备，所述网关单片机的输出端通过485网关总线电连接有管理中心单元。
具体的，请参考图5所示，所述485的平衡传输方式为传输线上加终端电阻，485的传输速率最高为10Mbps,传输距离最大可以达到3000米，最多可以连接128个收发器，且485的网络拓扑采用终端匹配的总线型结构，所述开关量数据采集单元内部的每个环境要素分别通过485总线与开关数据获取单元内部模块连接和通讯。
具体的，请参考图3所示，所述LORa的传输距离为城镇2-5km、郊区15km，且LORa内部利用AEs128进行加密，且LORa的电池寿命为10年，传输速率为几百到几十kbps,它的容量：一个LORa网关可以连接成千上万的LORa节点等。
具体的，所述开关量数据获取单元内部的报警模块采用声光报警器进行报警，且声光报警器的型号为KT-GW。
本发明的工作原理及使用流程：在使用时，开关量数据采集单元采集变电站机房各种环境信息，传输到四路开关量采集单片机中，可以利用LCD液晶屏进行显示，同时也能通过开关量数据获取单元进行环境报警，同时环境信息通过网关单片机可以传输内部服务器、外部服务器、Internet以及物联网设备中，实现变电站环境监测要素的远程实时显示的目的，方便不同场合的值守需求，对于环境异常能够及时报警，提供安全保障，同时获取的环境信息通过485总线传输数据，网络通过以太网内网和4G无线外网传输到数据分析服务程序中，进行数据储存、数据转发以及是否消息报警，这些实时信息通过Web服务为PC软件提供数据，达到了无人对变电站进行智能值守的目的，省事省力，具有较好的市场推广价值。
综上所述，该变电站无人智能值守系统，具备无人只能值守以及省时省力的优点，以解决传统变电站值守系统存在使用效果一般的问题。
需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.变电站无人智能值守系统，包括开关量数据采集单元、变电站机房、无人值守机房、四路开关量采集单片机、开关量数据获取单元、网关单片机、LCD液晶屏、物联网网设备以及管理中心单元组成，其特征在于：所述开关量数据采集单元的输出端电连接有变电站机房的输入端，所述变电站机房的输出端电连接有无人值守机房的输入端，所述无人值守机房的输出端电连接有四路开关量采集单片机的输入端，所述四路开关量采集单片机的输出端电连接有LCD液晶屏、网关单片机以及开关量数据获取单元的输入端，所述网关单片机的输出端电连接有物联网网设备以及管理中心单元的输入端；
所述开关量数据采集单元包括电子围栏模块、高压线路接地模块、消防安全模块、机房温度采集模块、机房湿度采集模块、浸水采集模块以及门禁模块；
所述管理中心单元包括内部服务器、外部服务器以及Interet；
所述开关量数据获取单元包括电子围栏、高压线路接地报警、消防安全报警模块、机房温度报警器模块、机房湿度报警器模块、浸水报警模块以及门禁报警模块。
2.根据权利要求1所述的变电站无人智能值守系统，其特征在于：所述消防安全模块内部设置有烟雾传感器，且烟雾传感器型号为KGN1，所述高压线路接地模块内部设置电流检测芯片，且电流检测芯片型号是MAX4173HESA。
3.根据权利要求1所述的变电站无人智能值守系统，其特征在于：所述机房温度采集模块的内部设置有温度传感器，且温度传感器7是带有液晶显示屏和防水探头的热敏温度传感器，型号是NTC10K。
4.根据权利要求1所述的变电站无人智能值守系统，其特征在于：所述机房湿度报警器模块的内部设置有湿度传感器，且湿度传感器的型号为HIH-3602。
5.根据权利要求1所述的变电站无人智能值守系统，其特征在于：所述浸水采集模块内部设置有漏水传感器，且漏水传感器型号DC-Ⅰ，所述门禁模块内部设置有摄像头、指纹采集器和门禁卡采集器。
6.根据权利要求1所述的变电站无人智能值守系统，其特征在于：所述四路开关量采集单片机的输出端通过SPI电连接有LCD液晶屏，且SPI可串行外设接口和4线总线。
7.根据权利要求1所述的变电站无人智能值守系统，其特征在于：所述四路开关量采集单片机的输出端通过485总线电连接有开关量数据获取单元的输入端，所述网关单片机的输出端通过485总线以及LORa电连接有物联网设备，所述网关单片机的输出端通过485网关总线电连接有管理中心单元。
8.根据权利要求7所述的变电站无人智能值守系统，其特征在于：所述485的平衡传输方式为传输线上加终端电阻，485的传输速率最高为10Mbps,传输距离最大可以达到3000米，最多可以连接128个收发器，且485的网络拓扑采用终端匹配的总线型结构，所述开关量数据采集单元内部的每个环境要素分别通过485总线与开关数据获取单元内部模块连接和通讯。
9.根据权利要求7所述的变电站无人智能值守系统，其特征在于：所述LORa的传输距离为城镇2-5km、郊区15km，且LORa内部利用AEs128进行加密，且LORa的电池寿命为10年。
10.根据权利要求1所述的变电站无人智能值守系统，其特征在于：所述开关量数据获取单元内部的报警模块采用声光报警器进行报警，且声光报警器的型号为KT-GW。
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