CN112684751A - 融冰状态智能远传监控系统及组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电气工程技术领域，公开一种融冰状态智能远传监控系统及组件，以实现对关键融冰状态量的远程监控，提高状态监控和技术指导的效率，确保融冰现场顺利实施。系统包括设置在融冰装置本体与数据采集单元之间的隔离变送单元，数据采集单元基于无线通信方式经远传网络接口单元与服务器网络连接，服务器与移动客户端网络连接；隔离变送单元用于将融冰装置的状态电信号经变送器电气隔离；数据采集单元用于将各状态电信号转化为数字量；网络接口单元用于对数据编码处理并经无线接口远传发送到服务器；服务器用于读取各融冰装置实时数据并保存到数据库，再下发数据到移动客户端；移动客户端，用于配置统一的融冰状态监控界面实现人机交互。

Description

融冰状态智能远传监控系统及组件

技术领域

本发明涉及电气工程技术领域，尤其涉及一种融冰状态智能远传监控系统及组件。

背景技术

我国冰雪灾害频发，输电线路覆冰后易于引起断线倒杆，严重威胁到电网的安全稳定运行和供电可靠性。特别是2008年特大冰灾给国民经济和生产生活造成了巨大损失；之后几乎每年都会遭受不同程度的冰灾。国内多家单位研制了多种型号的融冰装置，有效避免了输电线路覆冰倒塔断线，保障了大电网安全。为了确保融冰工作安全顺利开展，在融冰抢险过程中实时监控装置状态，以便于提前发现异常或及时排除故障。

现有融冰装置状态监测系统主要分两种：

一是将装置状态量在控制箱就地显示，通过电压电流表计及指示灯观测融冰装置运行状态，这需要每个融冰现场有技术人员全程驻守监控装置状态，发现异常后现场分析处置、或向上级管理及技术主管反馈现场情况。由于非现场人员无法直接查看到融冰装置各状态、只能依赖于人工问询反馈、效率低、不便于实时准确把控融冰状态，也不利于现场异常情况分析、排查和指导。而融冰实施属于应急抢险，平日不上电，但在需要融冰时都是线路覆冰已较重存在倒塔断线风险时，必须及时完成融冰；而且融冰装置属特种作业设备、专业性较强，其异常状态识别、排查和现场处置需要较强专业技术，前述融冰装置状态监测系统难以保证融冰过程中故障排查过程的高效快速。

二是将融冰装置电流、电压、温度及各种保护告警信息通过测控装置接入变电站主控系统，通过电网专用监控系统进行显示。但这会导致站内需要额外配置测控装置来接入数量众多的遥测、遥信信号，增加了额外测控设备及融冰装置到测控装置的连接电缆，设备配置及施工费用较高，而且该方式无法适用于接入位置不固定的移动式直流融冰装置。此外，这种方式需在专用的电网监控终端上查看运行数据，而这种专用终端都是配置在所在变电站及集控调度站，融冰技术及管理人员既无权限也没有机会接触到电网监控终端。

前述融冰装置状态监测技术导致融冰现场实施时原本迫切关注融冰现场的相关技术和管理人员无法及时准确了解现场信息，不利于融冰快速安全的现场实施。

发明内容

本发明目的在于公开一种融冰状态智能远传监控系统及组件，以实现对关键融冰状态量的远程监控，提高状态监控和技术指导的效率，确保融冰现场顺利实施。

为达上述目的，本发明公开的融冰状态智能远传监控系统，包括设置在融冰装置本体与数据采集单元之间的隔离变送单元，所述数据采集单元基于无线通信方式经远传网络接口单元与服务器网络连接，所述服务器与移动客户端网络连接；

所述隔离变送单元，用于将融冰装置与高压回路相关的状态量信号经变送器隔离变送为低压信号；

所述数据采集单元，用于将各状态电信号转化为数字量；

所述网络接口单元，用于对数据编码处理并经无线接口远传发送到所述服务器；

所述服务器，用于读取各融冰装置实时数据并保存到数据库，再下发数据到所述移动客户端；

所述移动客户端，用于配置统一的融冰状态监控界面，以根据用户选定的设备编号从服务器读取对应融冰装置当前状态量及历史数据，并实现人机交互。

优选地，所述隔离变送单元包括独立的变送器和继电器，所述变送器用于将来源于所述融冰装置本体中不同测量组件的与高压回路相关的模拟状态量经隔离变换为的统一的4-20mA信号量，所述继电器用于将所述融冰装置内的开关量隔离变换为统一的0-5V数字量；所述融冰装置的状态电信号包括所述模拟状态量的电信号和所述开关量的电信号。

通常，所述模拟状态量包括：融冰电压、电流、变压器油温、装置温度和湿度等。所述开关量包括告警、保护和开关状态。

优选地，所述服务器还用于预设融冰装置各状态量的正常工作范围及逻辑关系，并对各所述融冰装置上传的数据进行识别，识别出异常数据并向相应的移动客户端发出告警信息。

优选地，所述移动客户端采用手机APP方式，配置统一的融冰状态监控界面，包括当前状态和历史数据查询界面，以配置所需监测的融冰装置名称及其编号，并根据装置编号确定所需连接的具体装置，进而查询对应装置的相关信息。进一步地，所述移动客户端还用于设置多个页面以便于分别显示至少两台融冰装置的监控状态信息。

为达上述目的，本发明还公开一种融冰状态智能远传监控组件，包括设置在融冰装置本体与数据采集单元之间的隔离变送单元，以及与所述数据采集单元连接的远传网络接口单元；所述隔离变送单元，用于将融冰装置的状态电信号经变送器电气隔离；所述数据采集单元，用于将各状态电信号转化为数字量；所述网络接口单元，用于对数据编码处理并经无线接口远传发送到远程的服务器。

本发明具有以下有益效果：

1、该系统可一人同时监控多台融冰装置、及多人同时监控一台装置，方便相关技术及管理人员实时监控指导融冰过程；也能实现了融冰装置到监控终端多对多远程信息传送。

2、通用性强，便于扩展。该系统不需要占用现有电网远传监控系统，而且也不需要在融冰装置外配置连接电缆或通讯线，既可以适用于变电站固定式融冰装置、也可用于可部署位置不固定的移动式融冰装置；而且对新增融冰装置，只需对融冰装置本身配置相应硬件而对数据库增加相应装置信息即可，易于扩展。

3、实现融冰状态智能检测。该系统可以设置较为智能的状态监测算法，对融冰装置单个数据不正常或组合状态异常进行判断和识别，并将结果向各用户发送智能预警；而传统保护监测系统只能实现对单个状态量的异常判别。

下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例的融冰状态智能远传监控系统的系统结构图。

图2是本发明实施例的融冰状态智能远传监控系统的移动客户端用户界面示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1

本实施例公开一种融冰状态智能远传监控系统。

图1所示为本发明所提融冰状态智能远传监控系统的整体结构图。包括作为被监控对象的多台融冰装置、隔离变送单元、数据采集单元、远传无线单元、服务器、移动客户端。其中每台融冰装置、一组隔离变送单元、一组数据采集单元、一组远传远传无线单元对应，构成一个数据上传终端，用于监测某台融冰装置状态并远传数据。然后多个上传终端与一台服务器通过无线网络进行数据相连，然后服务器再与多台移动客户端经无线网络进行数据相连。经过服务器的桥梁连接，实现融冰设备到监控终端多对多远程信息传送，即支持N台融冰装置到M台监控终端的连接，其中N和M可以为任意自然数。

融冰状态隔离变送单元将融冰电压电流、告警信号等状态经变送器高低压隔离，考虑到融冰电压电流、变压器温度、整流器内部温度、环境湿度等数据是典型且关键的融冰装置运行状态，需对这些数据进行监控。其中融冰电压、融冰电流等数据都是高压信号变送过来，且不同设备的原始输出信号规格和供电电源可能各式各样，比如有的设备为0-5V信号、有的为0-12V、有的是0-20mA、有的是4-20mA，可以采用一组8路输入信号可选的变送器将其统一隔离变送为4-20mA；另外采用12路继电器将融冰装置内部的过压、过温、过流、听风保护、湿度告警等信号分别隔离变送为0-5V的供地信号。

数据采集单元将各状态量转化为数字量，可以采用PLC对个开关量量进行采集、对模拟量进行采集。

网络接口单元对数据打包处理并经无线接口远传上送到服务器；服务器读取各装置实时数据并保存到数据库，再下发数据到移动客户端；移动客户端配置统一的融冰状态监控界面，根据用户选定的设备编号从服务器读取对应设备当前状态量及历史数据，并实现人机交互。

优选地，在服务器中还可以预设融冰装置各状态量的正常工作范围及逻辑关系，并对各数据进行识别，识别出异常数据并向移动客户端发出告警信息。

优选地，移动客户端采用手机APP方式，可配置如图2所示的统一的融冰状态监控界面，包括当前状态和历史数据查询界面。界面中可以选择所需监测的融冰设备名称及其编号，根据设备编号确定所需连接的某台设备，进而查询对应设备的相关信息。而且在客户端中可以设置多个页面，在需要时分别显示多台设备的信息，便于用户随时查看。这样可实现一人同时远传多台融冰设备；也可以让多人同时远传同一台设备，方便相关技术及管理人员实时监控指导融冰过程。

本实施例具有以下有益效果：

1、该系统可一人同时远传多台融冰装置、及多人同时远传一台装置，方便相关技术及管理人员实时监控指导融冰过程；也能实现了融冰装置到监控终端多对多远程信息传送。

2、通用性强，便于扩展。该系统不需要占用现有电网远传监控系统，而且也不需要在融冰装置外配置连接电缆或通讯线，既可以适用于变电站固定式融冰装置、也可用于可部署位置不固定的移动式融冰装置；而且对新增融冰装置，只需对融冰装置本身配置相应硬件而对数据库增加相应装置信息即可，易于扩展。

3、实现融冰状态智能检测。该系统可以设置较为智能的状态监测算法，对融冰装置单个数据不正常或组合状态异常进行判断和识别，并将结果向各用户发送智能预警；而传统保护监测系统只能实现对单个状态量的异常判别。

实施例2

与上述系统相对应的，本实施例公开一种融冰状态智能远传监控组件，包括设置在融冰装置本体与数据采集单元之间的隔离变送单元，以及与所述数据采集单元连接的远传网络接口单元；所述隔离变送单元，用于将融冰装置的状态电信号经变送器电气隔离；所述数据采集单元，用于将各状态电信号转化为数字量；所述网络接口单元，用于对数据编码处理并经无线接口远传发送到远程的服务器。

同理，优选地，所述隔离变送单元包括独立的变送器和继电器，所述变送器用于将来源于所述融冰装置本体中不同测量组件的模拟状态量经隔离变换为的统一的4-20mA信号量，所述继电器用于将所述融冰装置内的开关量隔离变换为统一的0-5V数字量；所述融冰装置的状态电信号包括所述模拟状态量的电信号和所述开关量的电信号。

优选地，所述模拟状态量包括：融冰电压、电流、变压器油温、装置温度和湿度；所述开关量包括告警、保护和开关状态。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)

1.一种融冰状态智能远传监控系统，其特征在于，包括设置在融冰装置本体与数据采集单元之间的隔离变送单元，所述数据采集单元基于无线通信方式经远传网络接口单元与服务器网络连接，所述服务器与移动客户端网络连接；

所述隔离变送单元，用于将融冰装置的状态电信号经变送器电气隔离；

所述数据采集单元，用于将各状态电信号转化为数字量；

所述网络接口单元，用于对数据编码处理并经无线接口远传发送到所述服务器；

所述服务器，用于读取各融冰装置实时数据并保存到数据库，再下发数据到所述移动客户端；

所述移动客户端，配置有统一的融冰状态监控界面，根据用户选定的设备编号从服务器读取对应融冰装置当前状态量及历史数据，并实现人机交互。

2.根据权利要求1所述的融冰状态智能远传监控系统，其特征在于，所述隔离变送单元包括独立的变送器和继电器，所述变送器用于将来源于所述融冰装置本体中不同测量组件的模拟状态量经隔离变换为统一的4-20mA信号量，所述继电器用于将所述融冰装置内的开关量隔离变换为统一的0-5V数字量；所述融冰装置的状态电信号包括所述模拟状态量的电信号和所述开关量的电信号。

3.根据权利要求2所述的融冰状态智能远传监控系统，其特征在于，所述模拟状态量包括：融冰电压、电流、变压器油温、装置温度和湿度。

4.根据权利要求2所述的融冰状态智能远传监控系统，其特征在于，所述开关量包括告警、保护和开关状态。

5.根据权利要求1至4任一所述的融冰状态智能远传监控系统，其特征在于，所述服务器还用于预设融冰装置各状态量的正常工作范围及逻辑关系，并对各所述融冰装置上传的数据进行识别，识别出异常数据并向相应的移动客户端发出告警信息。

6.根据权利要求5所述的融冰状态智能远传监控系统，其特征在于，所述移动客户端采用手机APP方式，配置统一的融冰状态监控界面，包括当前状态和历史数据查询界面，以配置所需监测的融冰装置名称及其编号，并根据装置编号确定所需连接的具体装置，进而查询对应装置的相关信息。

7.根据权利要求6所述的融冰状态智能远传监控系统，其特征在于，所述移动客户端还用于设置多个页面以分屏显示各台融冰装置的监控状态信息，并可快速切换。

8.一种融冰状态智能远传监控组件，其特征在于，包括设置在融冰装置本体与数据采集单元之间的隔离变送单元，以及与所述数据采集单元连接的远传网络接口单元；

所述隔离变送单元，用于将融冰装置的状态电信号经变送器电气隔离；

所述数据采集单元，用于将各状态电信号转化为数字量；

所述网络接口单元，用于对数据编码处理并经无线接口远传发送到远程的服务器。

9.根据权利要求1所述的融冰状态智能远传监控组件，其特征在于，所述隔离变送单元包括独立的变送器和继电器，所述变送器用于将来源于所述融冰装置本体中不同测量组件的模拟状态量经隔离变换为的统一的4-20mA信号量，所述继电器用于将所述融冰装置内的开关量隔离变换为统一的0-5V数字量；所述融冰装置的状态电信号包括所述模拟状态量的电信号和所述开关量的电信号。

10.根据权利要求8或9所述的融冰状态智能远传监控组件，其特征在于，所述模拟状态量包括：融冰电压、电流、变压器油温、装置温度和湿度；所述开关量包括告警、保护和开关状态。

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