CN112737114B - 一种基于lte的配电柜安全监测方法及系统 - Google Patents

一种基于lte的配电柜安全监测方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于LTE的配电柜安全监测方法，其包括步骤：将所有开关柜进行分级划分：总开关柜一个、中间开关柜若干个以及终端开关柜若干个；一个总开关柜对应连接两个中间开关柜形成父子级，一个中间开关柜对应连接两个中间开关柜或两个终端开关柜形成父子级；实时采集每个开关柜的支路电流和支路电能；编辑数据包，经LTE网络服务器发送给控制器进行数据分析，获得用电分析结果发送至远程监控平台显示；父与子的同相电流差值超过电流门槛值，用电属性为私拉乱接；父与子的同相电流差值不超过电流门槛值，则电能的增量差值为线损值。本发明可全天候、无遗漏进行对配电柜用电进行监测，提高用电安全系数和巡检工作效率。

Description

一种基于LTE的配电柜安全监测方法及系统
技术领域
本发明涉及开关柜技术领域，更具体地说，本发明涉及一种基于LTE的配电柜安全监测方法及系统。
背景技术
开关柜是一种电气设备，是供配电系统必不可少的组成部分，它广泛用于国家电网，工地和小区的供配电系统，具有极大的潜在用户市场。随着城市现代化，农村城镇化，用电安全越来越受到人们的关注，但是私拉乱接、线缆漏电等现象，仍然频频发生，存在安全隐患。为了能够做到提前预防事故发生，光靠安全员巡检，是无法满足市场需求，且费用也会增加，因此迫切需要一种新型的开关柜来解决这个问题。
LTE(Long Term Evolution)是一种通讯标准，它广泛用于4G网络。LTE通俗称3.9G，具100Mbps数据载能力，视作3G向4G演进主流技术。
发明内容
针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种基于LTE的配电柜安全监测方法及系统，用于解决人工巡检私拉乱接、漏电等现象不便的问题，可全天候、无遗漏进行对配电柜用电进行监测，提高用电安全系数和巡检工作效率。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，本发明通过以下技术方案实现：
根据第一方面，本发明实施例提供一种基于LTE的配电柜安全监测方法，其包括以下步骤：包括以下步骤：
将所有开关柜进行分级划分：所述分级划分包括总开关柜一个、中间开关柜若干个以及终端开关柜若干个；一个所述总开关柜对应连接两个所述中间开关柜形成父子级，一个所述中间开关柜对应连接两个所述中间开关柜或两个终端开关柜形成父子级，每个所述终端开关柜连接一个用户设备；
实时采集每个开关柜各个支路的支路电流和支路电能；
根据所述支路电流和所述支路电能，编辑数据包，经LTE网络服务器发送给控制器进行数据分析，获得用电分析结果发送至远程监控平台显示；
其中，父与子的同相电流差值超过所述电流门槛值，用电属性为私拉乱接，发出预警信息；父与子的同相电流差值不超过所述电流门槛值，则父与子的同相电能的增量差值为线损值；所述终端开关柜的子级相电流为0。
优选的是，在第一时间段内，父与子的同相电流差值超过所述电流门槛值，用电属性为私拉乱接，发出预警信息；在第一周期内，父与子的同相电流差值不超过所述电流门槛值，则父与子的同相电能的增量差值为线损值。
优选的是，编辑数据包，经LTE网络发送给服务器，还包括步骤：
编辑IP地址或域名、校验码、设备ID号码、数据采集时间、每个支路每一相的电能和线电流值、电池电压、输入输出状态、监控设备属性以及结束符形成所述数据包；
根据所述数据包中数据的大小选择发送模式：若所述数据包中数据字节小于目标字节数量，则直接发送；若所述数据包中数据字节大于目标字节数量，则分包发送；
其中，通过多路拨码开关设置所述数据包的分包数量和分包后每包数据的监控设备属性；相同设备ID号码并且相同的第二时间段内的数据属于同一包；所述监控设备属性包括中间监控设备或终端监控设备。
优选的是，所述输入输出状态包括继电器输出状态或开关输入状态；根据所述输入输出状态值的不同，对应输出的用电属性为正常供电或漏电报警或停电报警或断电报警或正常供电或外部电源供电或外部电源停电或门关闭或门打开。
优选的是，还包括步骤：
获取开关柜上与零序电流互感器连接的触发器的触发信号，判断是否漏电；
获取所述开关柜上主控开关的漏电保护器电流值；
结合触发信号和漏电保护器电流值进行漏电分析：若触发信号显示为漏电，并且漏电保护器电流值为0，判定为漏电，输出漏电预警。
优选的是，还包括步骤：
每隔第二周期，更新所述数据包和所述用电分析。
根据第二方面，本发明实施例提供一种基于LTE的配电柜安全监测系统，其包括
服务器，用于提供LTE通讯网络；
控制器，其通过电平转换电路通信连接到所述服务器，用于通过所述服务器收发数据、数据处理以及输出用电分析结果；
开关柜组件，其包括一个总开关柜、若干个中间开关柜以及若干个终端开关柜；所述总开关柜对应连接两个所述中间开关柜，一个所述中间开关柜对应连接两个所述中间开关柜或两个终端开关柜，每个所述终端开关柜连接一个用户设备；
触发器，其包括连接到每个开关柜的接线端子与所述控制器之间的若干个，用于获取每个开关柜的触发信号发送给所述控制器；
电流互感器，其包括连接到每个开关柜的接线端子与所述控制器之间的若干个，用于检测每个开关柜各个支路的支路电流和支路电能发送给所述控制器；
监控设备，其通过拨码开关通信连接到所述控制器，用于获取用电分析结果；以及，
电源，用于供电。
优选的是，还包括：
GPS定位器，其包括安装到每个开关柜的若干个，每个所述GPS定位器获取当前开关柜的实时位置信息发送给所述控制器。
优选的是，还包括：
移动手持端，其与所述控制器通过所述服务器通信连接，用于获取用电分析结果。
本发明至少包括以下有益效果：
(1)本发明提供的基于LTE的配电柜安全监测方法，基于LTE通讯协议的网络通信，通过开关柜的分级划分以及采集每个开关柜的支路电流和支路电能进行数据分析，获取该支路包括是否私拉乱接的用电分析至远程监控平台显示，同时还可以获取无私拉乱接时的线损情况，可全天候、无遗漏进行对配电柜用电进行监测，提高用电安全系数和巡检工作效率；
(2)本发明设置根据数据包中数据的大小选择发送模式：若数据包中数据字节小于目标字节数量，则直接发送；若数据包中数据字节大于目标字节数量，则分包发送，从而避免数据过长且拆分有效。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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他的附图。
图1为本发明所述的基于LTE的配电柜安全监测方法的流程示意图；
图2为本发明所述的开关柜分级示意图；
图3为本发明所述的基于LTE的配电柜安全监测系统的通信示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所述的本发明不同实施方式中使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加；所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
<实施例1>
如图1-2所示，本发明实施例提供一种基于LTE的配电柜安全监测方法，其包括以下步骤：
S10，将所有开关柜进行分级划分，分级划分包括总开关柜一个、中间开关柜若干个以及终端开关柜若干个；一个总开关柜对应连接两个中间开关柜形成父子级，一个中间开关柜对应连接两个中间开关柜或两个终端开关柜形成父子级，每个终端开关柜连接一个用户设备；
S20，实时采集每个开关柜各个支路的支路电流和支路电能；
S30，根据支路电流和支路电能，编辑数据包，经LTE网络服务器发送给控制器进行数据分析，获得用电分析结果发送至远程监控平台显示。
具体地，步骤S10主要用于对所有开关柜进行分级，图2给出了15个开关柜的分级示意：开关柜11为总开关柜，且只有一个；中间开关柜包括开关柜21、开关柜22、开关柜31至开关柜34总共六个，一个总开关柜11连接有两个中间开关柜21和22，中间开关柜21又连接有两个中间开关柜31、32；终端开关柜包括开关柜41至开关柜48总共8个，一个中间开关柜31连接有两个终端开关柜41、42，终端开关柜41直接连接一个用户设备1。
步骤S20主要用于采集上述分级开关柜中的支路电流和支路电能，如果用支路电流用i表示，支路电能用e表示，考虑到三相电，则每个支路电流可表示为i1、i2、i3，每个支路电能可表示为e1、e2、e3。
步骤S30主要用于编辑数据包和进行用电分析。用电分析为：分级划分的开关柜中，父与子的同相电流差值超过电流门槛值，用电属性为私拉乱接，发出预警信息；父与子的同相电流差值不超过电流门槛值，则父与子的同相电能的增量差值为线损值；至于终端开关柜的子级相电流约定为0。
上述实施方式中，基于LTE通讯协议的网络通信，通过开关柜的分级划分以及采集每个开关柜的支路电流和支路电能进行数据分析，获取该支路包括是否私拉乱接的用电分析至远程监控平台显示，同时还可以获取无私拉乱接时的线损情况，可全天候、无遗漏进行对配电柜用电进行监测，提高用电安全系数和巡检工作效率。
作为上述实施方式的优选，私拉乱接的判断和线损值的获取涉及的电流门槛值设置为0.2安培，可以更准确地反应私拉乱接和线损情况。
作为上述实施方式的优选，在第一时间段内，父与子的同相电流差值超过电流门槛值，用电属性为私拉乱接，发出预警信息；在第一周期内，父与子的同相电流差值不超过电流门槛值，则父与子的同相电能的增量差值为线损值。这里对私拉乱接的用电属性判断和线损值的获取设置了时间段，是因为如果一直没有出现私拉乱接的情况下，且电表起始读数都是从0开始计数，同时开始使用，是可以考虑使用即时值计算线损，但在实际中，由于电表的初始值不可能是一样的，但是可以使用在某一段时间内，总会找到没有私拉乱接的现象出现，这时，就可以计算线损了。作为进一步的优选，第一时间段设置为1分钟，即在1分钟的时间段内，父与子的同相电流差值超过电流门槛值，用电属性为私拉乱接，立即发出预警信息，下一分钟，电流值比较更新；第一周期设置为1天，即在一天内，父与子的同相电流差值不超过电流门槛值，则父与子的同相电能的增量差值为线损值，一天时间结束，电流值比较更新。一天计算一次的线损计算，可以用来反应当前线路的连接情况，特别是在导线接头的地方出现连接电阻大，导致出现损耗。
作为上述实施方式的优选，步骤S30中，编辑数据包，经LTE网络发送给服务器，还包括步骤：
S31，编辑IP地址或域名、校验码、设备ID号码、数据采集时间、每个支路每一相的电能和线电流值、电池电压、输入输出状态、监控设备属性以及结束符形成数据包；
S32，根据数据包中数据的大小选择发送模式：若数据包中数据字节小于目标字节数量，则直接发送；若数据包中数据字节大于目标字节数量，则分包发送。
该实施方式用于对数据包内容进行编辑以及数据过长时数据包如何拆包分段、分段传输。数据包中的变量之间的顺序可自定义，本发明优选数据包内容和顺序为IP地址或域名、校验码、设备ID号码、数据采集时间、每个支路每一相的电能和线电流值、电池电压、输入输出状态、监控设备属性以及结束符。具体地，云平服务器IP地址为XXX.XXX.XXX.XXX，默认使用HTTP端口，或者使用“域名”，使用HTTP协议。通过多路拨码开关设置数据包的分包数量和分包后每包数据的监控设备属性，例如本发明优选采用4路拨码开关设置分包数量为4；相同设备ID号码并且相同时间段内的数据属于同一包；监控设备属性包括中间监控设备或终端监控设备。约定设备ID号码具有唯一性，需要服务器有自检功能。结束符优选为“！”，则约定服务器应答以“！”结尾。为了避免数据过长且拆分有效，目标字节数量优选设置为200，即数据包中的数据超过200个字节，就需要拆分进行分包发送。输入输出状态包括继电器输出状态或开关输入状态；根据输入输出状态值的不同，对应输出的用电属性优选为包括正常供电或漏电报警或停电报警或断电报警或正常供电或外部电源供电或外部电源停电或门关闭或门打开。更进一步地，可优选为开关输入状态值为0，对应用电分析结果为正常供电；开关输入状态值为1，对应用电分析结果为漏电报警；开关输入状态值为2，对应用电分析结果为停电报警；开关输入状态值为3，对应用电分析结果为断电报警；开关输入状态值为0，对应用电分析结果为正常供电；继电器输出状态值为0，对应用电分析结果为门关闭；继电器输出状态值为1，对应用电分析结果为门打开。输入输出状态对应用电属性划分，为用电分析提供判断依据。
<实施例2>
在实施例1的基础上，本发明实施例用于提供漏电检测的优选实施方式。基于LTE的配电柜安全监测方法，还包括步骤：
S41，获取开关柜上与零序电流互感器连接的触发器的触发信号，判断是否漏电；
S42，获取开关柜上主控开关的漏电保护器电流值；
S43，结合触发信号和漏电保护器电流值进行漏电分析：若触发信号显示为漏电，并且漏电保护器电流值为0，判定为漏电，输出漏电预警。
该实施方式，通过设置与开关柜连接的触发器和零序电流互感器进行漏电分析，同时可通过零序电流互感器进行漏电保护。因为零序电流互感器的保护原理是基于基尔霍夫电流定律：流入电路中任一节点的复电流的代数和等于零。在线路与电气设备正常的情况下，各相电流的矢量和等于零，IA+IG+IB+IC+IN＝0，流过零序电流互感器的电流为IA、IB、IC和IN，因此，零序电流互感器的二次侧绕组无信号输出，即IG＝0时，没有电流流入大地，即IA+IB+IC＝0,所以不会触发跳闸信号，执行元件不动作。当发生故障如漏电时的各相电流的矢量和不为零，即IG！＝0时，有电流流入大地，由于IA+IB+IC＝-IG，而IG！＝0，所以会触发跳闸信号，故障电流使零序电流互感器的环形铁芯中产生磁通，零序电流互感器的二次侧感应电压使执行元件动作，带动脱扣装置，切换供电网络，达到故障保护的目的。
<实施例3>
在实施例1-2的基础上，本发明实施例用于提供数据更新的优选实施方式。基于LTE的配电柜安全监测方法，还包括步骤：每隔第二周期，更新数据包和用电分析。设置定期更新数据包数据收发以及用电分析结果，保证监控的时效性，作为进一步的优选，第二周期可以设置为300秒，从而可以实现全天候、无遗漏进行对配电柜用电进行监测，提高用电安全系数和巡检工作效率。
<实施例4>
在实施例1-3的基础上，如图2-3所示，本发明实施例用于提供一种基于LTE的配电柜安全监测系统，其包括服务器、控制器、开关柜组件、触发器、电流互感器、监控设备以及电源。服务器用于提供LTE通讯网络，保证数据收发。控制器通过电平转换电路通信连接到服务器，用于通过服务器收发数据、数据处理以及输出用电分析结果。开关柜组件包括一个总开关柜、若干个中间开关柜以及若干个终端开关柜；总开关柜对应连接两个中间开关柜，一个中间开关柜对应连接两个中间开关柜或两个终端开关柜，每个终端开关柜连接一个用户设备。触发器包括连接到每个开关柜的接线端子与控制器之间的若干个，用于获取每个开关柜的触发信号发送给控制器。电流互感器包括连接到每个开关柜的接线端子与控制器之间的若干个，用于检测每个开关柜各个支路的支路电流和支路电能发送给控制器。监控设备通过拨码开关通信连接到控制器，用于获取用电分析结果。电源用于供电。
该实施方式中，图2给出了15个开关柜的分级示意：开关柜11为总开关柜，且只有一个；中间开关柜包括开关柜21、开关柜22、开关柜31至开关柜34总共六个，一个总开关柜11连接有两个中间开关柜21和22，中间开关柜21又连接有两个中间开关柜31、32；终端开关柜包括开关柜41至开关柜48总共8个，一个中间开关柜31连接有两个终端开关柜41、42，终端开关柜41直接连接一个用户设备1。用电分析为：分级划分的开关柜中，父与子的同相电流差值超过电流门槛值，用电属性为私拉乱接，发出预警信息；父与子的同相电流差值不超过电流门槛值，则父与子的同相电能的增量差值为线损值；至于终端开关柜的子级相电流约定为0。
上述实施方式中，基于LTE通讯协议的网络通信，通过开关柜的分级划分以及采集每个开关柜的支路电流和支路电能进行数据分析，获取该支路包括是否私拉乱接的用电分析至远程监控设备显示，同时还可以获取无私拉乱接时的线损情况，可全天候、无遗漏进行对配电柜用电进行监测，提高用电安全系数和巡检工作效率。
作为上述实施方式的优选，基于LTE的配电柜安全监测系统还包括GPS定位器。GPS定位器包括安装到每个开关柜的若干个，每个GPS定位器获取当前开关柜的实时位置信息发送给控制器。通过对每个开关柜安装GPS定位器，一旦监测某个开关柜出现私拉乱接、漏电等安全隐患，远程监控设备可通过与GPS定位器的通信获取当前开关柜的地理位置，工作人员可以及时赶过去处理。
作为上述实施方式的优选，基于LTE的配电柜安全监测系统还包括移动手持端。移动手持端与控制器通过服务器通信连接，用于获取用电分析结果。除了远程的监控设备，移动手持端作为可移动的检测设备，通过与控制器通信连接，即可获取用电分析结果，方便工作人员远程巡检。作为进一步的优选，移动手持端可以是平板、手机或其他手持操作设备。
<实施例5>
在实施例1-4的基础上，本发明实施例用于提供一种基于LTE的配电柜安全监测系统和方法进行检测的应用示例。
一、服务器数据收发格式
基于LTE协议的服务器上传数据对象为“线电流、相电能、电池电压和开关输入输出数据”等。
数据分包约定：相同id和相同时间的数据属于同一包；
私拉乱接检测依据：以分钟为最小单位，相同时间，父与子的同相电流的差值，是否超过门槛值；
对于终端监控设备，其子设备电流约定为0；
在无私拉乱接条件下，以相同时间段，父与子的同相电能的增量差值为线损值，可每天报告一次；
漏电检测原理，将零序电流互感器的电流信号通过M54123L产生触发信号，使用CPU读取该信号，判断是否漏电，同时结合主控开关的电流为0，进一步判断该信号为漏电信号，防止误触发信号发生。
1.云服务器IP地址为XXX.XXX.XXX.XXX，默认使用HTTP端口，或者使用“域名”，使用HTTP协议。
2.读取服务器时间格式；
http://域名/data/time.do？k＝42de784ec040a791710f5f8b633c46f2。
http://XXX.XXX.XXX.XXX/data/time.do？k＝42de784ec040a791710f5f8b633c4 6f2。
时间应答数据格式：
yyyy-mm-dd hh:mm:ss！
年-月-日时：分：秒！
这是一个固定的数据格式，也可以在IE栏里直接输入“读取服务器时间格式的字符串”，通过因特网获取当前服务器的时间。
服务器应答：2020-10-10 13:05:40！
读取服务器时间字段说明：
http://wxdg.wuxunkj.com/data/time.do？k＝42de784ec040a791710f5f8b633c46f2
3、采集数据上传格式：
1)、上传数据内容
数据包里包括：IP地址或域名、设备ID号码、数据采集时间、e1a、e1b、e1c、i1a、i1b、i1c、e2a、e2b、e2c、i2a、i2b、i2c、e3a、e3b、e3c、i3a、i3b、i3c、e4a、e4b、e4c、i4a、i4b、i4c、vbat、k1、k2、k3，k4＝1，k5＝1，k6＝1，m共计32种传感器的数据。
其中：
a、“e1a、e1b、e1c、i1a、i1b、i1c”表示某支路1的相电能和线电流；
b、“e2a、e2b、e2c、i2a、i2b、i2c”表示某支路2的相电能和线电流；
c、“e3a、e3b、e3c、i3a、i3b、i3c”表示某支路3的相电能和线电流；
d、“e4a、e4b、e4c、i4a、i4b、i4c”表示某支路4的相电能和线电流；
e、“vbat”表示表示电池电压，该字段无需报警；
f、“k1、k2、k3、k4、k5、k6”表示继电器输出状态或开关输入状态；协议约定置1报警；
g、“m”表示监控设备的属性，约定m＝1表示中间监控设备，m＝0表示终端监控设备，该字段无需报警。
2)、采集数据上传格式：
http://wxdg.wuxunkj.com.com/data/send.do？v＝校验码&id＝设备id号码&dt＝数据采集时间&st＝总报警状态12个-和3个k传感器的报警状态&传感器符号＝传感器数据......&传感器符号＝传感器数据
字段“&id＝”后面跟的是“设备id号码”它是一个10个字节的字符串；
字段“&dt＝”后面跟的是数据采集时间，其格式为：
yyyy-mm-dd-hh:mm:ss
年-月-日-时：分：秒
3)字段“&st＝”后面跟的是总报警状态和18个传感器的报警状态位:
18个传感器的报警状态位依次为“i1a、i1b、i1c、i2a、i2b、i2c、i3a、i3b、i3c、i4a、i4b、i4c、k1、k2、k3、k4、k5、k6”。
当字段“&m＝0”时，字段“&st＝”后面的报警状态都有报警意义；
当字段“&m＝1”时，只有字段“&st＝”后面的总报警状态和12个-和6个k传感器的报警状态；
a、i1a、i1b、i1c、i2a、i2b、i2c、i3a、i3b、i3c、i4a、i4b、i4c报警状态位定义：
'-'表示传感器在下位机不判断报警；“总报警状态位”不会为'-'；
'0'表示传感器工作正常,需要上传数据至服务器，传感器读到的数据在“设置值范围”之内,表示正常；
'1'表示传感器的数据超过“限位值范围”,但该数据需要上传至服务器
'2'表示传感器由于未知原因出现故障(如:烧坏,断线,关闭等),此时上传至服务器对应传感器数据没有实际意义。
b、k1、k2、k3、k4、k5、k6开关报警状态位定义：
对于k1～k4报警状态定义
kx＝0，1<＝x<＝4，表示第x路主控开关状态：正常供电；依据Ux_abc！＝0，RLx＝0；
kx＝1，1<＝x<＝4，表示第x路主控开关状态：漏电报警；依据TRIGx＝1且Ux_abc＝0，RLx＝0；
kx＝2，1<＝x<＝4，表示第x路主控开关状态：停电报警；依据TRIGx＝0且Ux_abc＝0，RLx＝0；
对于终端监控设备，若监控发现私拉乱接，会产生继电器报警，同时设置RLx＝1，否则RLx＝0；
kx＝3，1<＝x<＝4，表示第x路主控开关状态：断电报警；依据TRIGx＝0，Ux_abc＝0且RLx＝1继电器断电；
k5＝0，监控设备外部电源处于供电状态；
k5＝1，监控设备外部电源停电，设备断电报警；
k6＝0，门状态：关闭；
k6＝1，门状态：打开；
“总报警状态位”是由18个传感器的报警状态位决定的，只要有一个传感器报警，“总报警状态位”就会为'1'，否则为'0'。
字段“&m＝0”表示该设备是“终端开关柜”；字段“&m＝1”表示该设备是“中间监控设备”；
采集数据上传，服务器响应OK格式：
0|i1a限位值；i1b限位值；i1c限位值；i2a限位值；i2b限位值；i2c限位值；i3a限位值；i3b限位值；i3c限位值；i4a限位值；i4b限位值；i4c限位值|数据上传周期||！
服务器响应成功格式的特征：4个'|',11个'；',结束为1个'！'。
例如：0|210.9；250.9；210.9；210.9；250.9；210.9；210.9；250.9；210.9|300||！
服务器回传字符串的第1部分有1个'0',表示服务器响应成功；
“300”表示数据上传周期为300秒；
传感器数据上传，服务器响应Error格式：非0数据(占用一个字节)！
举例：1！表示校验错误。凡是应答的第一个字节值是“大于0的数据+！”，都表示服务拒绝接收，保证数据库数据的正确性。
采集数据字段说明：
http://wxdg.wuxunkj.com.com/data/send.do？v＝vvvv&id＝1234567890&dt＝ 2020-10-08-12:59:30&st＝0------------000000&e1a＝12345678.00&e1b＝ 12345678.00&e1c＝12345678.00&i1a＝200.9&i1b＝200.9&i1c＝200.9&e2a＝ 12345678.00&e2b＝12345678.00&e2c＝12345678.00&i2a＝200.9&i2b＝200.9&i2c＝ 200.9&e3a＝12345678.00&e3b＝12345678.00&e3c＝12345678.00&i3a＝200.9&i3b＝ 200.9&i3c＝200.9&e4a＝12345678.00&e4b＝12345678.00&e4c＝12345678.00&i4a＝ 200.9&i4b＝200.9&i4c＝200.9&vbat＝4.10&k1＝0&k2＝0&k3＝0&k4＝0&k5＝0&k6＝0&m ＝1
4、校验码
k＝42de v＝校验码这个校验码是4位16进制ASCii码；
当k＝42de时，是对字符串“784ec040a791710f5f8b633c46f2”按照下列方法计算校验和：
for(inti＝0；i<n；i++)
{sum+＝(s.charAt(i)+(i％10))；//将当前字符加下标(从0开始)对10的余数累加到sum}
v＝校验码，是对“&id＝设备id号码&dt＝数据采集时间&st＝总报警状态和18个传感器的报警状态&传感器符号＝传感器数据......&传感器符号＝传感器数据”按照上面的公式进行校验。
5、数据分包原理
规定相同ID和相同时间的数据属于同一包。
根据拟定的数据格式，由于LTE远程监控设备是1出4路监控，为了防止数据过长，导致传输失败，本发明对数据进行拆包分段，分别传输。下面的上传数据太长，超过200个字节，需要分包发送。
举例：
http://wxdg.wuxunkj.com.com/data/send.do？v＝vvvv&id＝1234567890&dt＝ 2020-10-08-12:59:30&st＝0000000000000000000&e1a＝12345678.00&e1b＝ 12345678.00&e1c＝12345678.00&i1a＝999.9&i1b＝200.9&i1c＝999.9&e2a＝ 12345678.00&e2b＝12345678.00&e2c＝12345678.00&i2a＝999.9&i2b＝200.9&i2c＝ 999.9&e3a＝12345678.00&e3b＝12345678.00&e3c＝12345678.00&i3a＝999.9&i3b＝ 200.9&i3c＝999.9&e4a＝12345678.00&e4b＝12345678.00&e4c＝12345678.00&i4a＝ 999.9&i4b＝200.9&i4c＝999.9&vbat＝4.10&k1＝0&k2＝0&k3＝0&k4＝0&k5＝0&k6＝0&m ＝0第1包数据：
http://wxdg.wuxunkj.com.com/data/send.do？v＝vvv0&id＝1234567890&dt＝ 2020-10-08-12:59:30&st＝0000000000000000000&vbat＝4.10&k1＝0&k2＝0&k3＝0&k4＝ 0&k5＝0&k6＝0&m＝0
应答：0|210.9；250.9；210.9；210.9；250.9；210.9；210.9；250.9；210.9|30||！
第2包数据：
http://wxdg.wuxunkj.com.com/data/send.do？v＝vvv1&id＝1234567890&dt＝ 2020-10-08-12:59:30&e1a＝12345678.00&e1b＝12345678.00&e1c＝12345678.00&i1a＝ 999.9&i1b＝200.9&i1c＝999.9
应答：0|210.9；250.9；210.9；210.9；250.9；210.9；210.9；250.9；210.9|30||！
第3包数据：
http://wxdg.wuxunkj.com.com/data/send.do？v＝vvv2&id＝1234567890&dt＝ 2020-10-08-12:59:30&e2a＝12345678.00&e2b＝12345678.00&e2c＝12345678.00&i2a＝ 999.9&i2b＝200.9&i2c＝999.9
应答：0|210.9；250.9；210.9；210.9；250.9；210.9；210.9；250.9；210.9|30||！
第4包数据：
http://wxdg.wuxunkj.com.com/data/send.do？v＝vvv3&id＝1234567890&dt＝ 2020-10-08-12:59:30&e3a＝12345678.00&e3b＝12345678.00&e3c＝12345678.00&i3a＝ 999.9&i3b＝200.9&i3c＝999.9
应答：0|210.9；250.9；210.9；210.9；250.9；210.9；210.9；250.9；210.9|30||！
第5包数据：
http://wxdg.wuxunkj.com.com/data/send.do？v＝vvv4&id＝1234567890&dt＝ 2020-10-08-12:59:30&e4a＝12345678.00&e4b＝12345678.00&e4c＝12345678.00&i4a＝ 999.9&i4b＝200.9&i4c＝999.9
应答：0|210.9；250.9；210.9；210.9；250.9；210.9；210.9；250.9；210.9|30||！
二、私拉乱接、漏电和线损检测原理
1、私拉乱接和漏电检测
以分钟为最小单位，相同时间，父与子的同相电流的差值，是否超过电流门槛值。
线路11-21的A相电流报警条件：|Ia111–Ia211–Ia212|>＝Set_Ia111；
线路11-21的B相电流报警条件：|Ib111–Ib211–Ib212|>＝Set_Ib111；
线路11-21的C相电流报警条件：|Ic111–Ic211–Ic212|>＝Set_Ic111；
注：Set_Ia111是开关柜11的A相电流门槛值；
Set_Ib111是开关柜11的B相电流门槛值；
Set_Ic111是开关柜11的C相电流门槛值；
对于终端监控设备，认为其子监控设备的相电流为零：
线路41-00的A相电流报警条件：|Ia411–0|>＝Set_Ia411；
线路41-00的B相电流报警条件：|Ib411–0|>＝Set_Ib411；
线路41-00的C相电流报警条件：|Ic411–0|>＝Set_Ic411；
终端监控设备发现私拉乱接，会产生继电器报警，同时设置RLx＝1，否则RLx＝0；
2.线损检测
在无私拉乱接和漏电的条件下，以相同时间段，父与子的同相电能的增量差值，是否超过门槛值，来判断线路损耗是否达标：
如果一直没有出现私拉乱接的情况下，且电表起始读数都是从0开始计数，同时开始使用，是可以考虑使用即时值计算线损，但在实际中，由于电表的初始值不可能是一样的，但是我们可以使用在某一段时间内，总会找到没有私拉乱接的现象出现，这时，我们就可以计算线损了。线损计算可以一天计算一次，它是用来反应当前线路的连接情况，特别是在导线接头的地方出现连接电阻大，导致出现损耗。
ΔE＝Ee–Es
其中：
Es是某段时间起始点时刻的即时电能值；
Ee是某段时间结束点时刻的即时电能值
因此，有了导线的两端的电能变化值，就可以计算线损的能耗了。
举例如下：
当Set_Ia111<0.2时，线路11-21的A相线损报警条件：
|Ea111_e-Ea111_s+Ea211_s-Ea211_e+Ea212_s-Ea212_e|>＝Set_Ea111；
当Set_Ib111<0.2时，线路11-21的B相线损报警条件：
|Eb111_e-Eb111_s+Eb211_s-Eb211_e+Eb212_s-Eb212_e|>＝Set_Eb111；
当Set_Ic111<0.2时，线路11-21的C相线损报警条件：
|Ec111_e-Ec111_s+Ec211_s-Ec211_e+Ec212_s-Ec212_e|>＝Set_Ec111。
3.中间监控设备离线、私拉乱接检测
“开关柜21”出现离线了，但是“开关柜31”和“开关柜32”在线，这时需要分析“线路11-21”，“线路11-31”和“线路21-32”，简称“线路11-31&32”，以弥补信号异常或流量不足的情况下出现的私拉乱接现象。线路11-31&32的A相电流报警条件：|Ia111–Ia311–Ia312–Ia321–Ia322|>＝Set_Ia111；
线路11-31&32的B相电流报警条件：|Ib111–Ib311–Ib312–Ib321–Ib322|>＝Set_Ib111；
线路11-31&32的C相电流报警条件：|Ic111–Ic311–Ic312–Ic321–Ic322|>＝Set_Ic111。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种基于LTE的配电柜安全监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
将所有开关柜进行分级划分：所述分级划分包括总开关柜一个、中间开关柜若干个以及终端开关柜若干个；一个所述总开关柜对应连接两个所述中间开关柜形成父子级，一个所述中间开关柜对应连接两个所述中间开关柜或两个终端开关柜形成父子级，每个所述终端开关柜连接一个用户设备；
实时采集每个开关柜各个支路的支路电流和支路电能；
根据所述支路电流和所述支路电能，编辑数据包，经LTE网络服务器发送给控制器进行数据分析，获得用电分析结果发送至远程监控平台显示；
其中，在第一时间段内，父与子的同相电流差值超过电流门槛值，用电属性为私拉乱接，发出预警信息；在第一周期内，父与子的同相电流差值不超过电流门槛值，则父与子的同相电能的增量差值为线损值；所述终端开关柜的子级相电流为0；
编辑数据包，经LTE网络发送给服务器，还包括步骤：
编辑IP地址或域名、校验码、设备ID号码、数据采集时间、每个支路每一相的电能和线电流值、电池电压、输入输出状态、监控设备属性以及结束符形成所述数据包；
根据所述数据包中数据的大小选择发送模式：若所述数据包中数据字节小于目标字节数量，则直接发送；若所述数据包中数据字节大于目标字节数量，则分包发送；
其中，通过多路拨码开关设置所述数据包的分包数量和分包后每包数据的监控设备属性；相同设备ID号码并且相同的第二时间段内的数据属于同一包；所述监控设备属性包括中间监控设备或终端监控设备；
还包括步骤：
获取开关柜上与零序电流互感器连接的触发器的触发信号，判断是否漏电；
获取所述开关柜上主控开关的漏电保护器电流值；
结合触发信号和漏电保护器电流值进行漏电分析：若触发信号显示为漏电，并且漏电保护器电流值为0，判定为漏电，输出漏电预警。
2.如权利要求1所述的基于LTE的配电柜安全监测方法，其特征在于，
所述输入输出状态包括继电器输出状态或开关输入状态；根据所述输入输出状态值的不同，对应输出的用电属性为正常供电或漏电报警或停电报警或断电报警或正常供电或外部电源供电或外部电源停电或门关闭或门打开。
3.如权利要求1所述的基于LTE的配电柜安全监测方法，其特征在于，还包括步骤：
每隔第二周期，更新所述数据包和所述用电分析。
4.一种基于LTE的配电柜安全监测系统，应用如权利要求1-3所述的基于LTE的配电柜安全监测方法，其特征在于，其包括：
服务器，用于提供LTE通讯网络；
控制器，其通过电平转换电路通信连接到所述服务器，用于通过所述服务器收发数据、数据处理以及输出用电分析结果；
开关柜组件，其包括一个总开关柜、若干个中间开关柜以及若干个终端开关柜；所述总开关柜对应连接两个所述中间开关柜，一个所述中间开关柜对应连接两个所述中间开关柜或两个终端开关柜，每个所述终端开关柜连接一个用户设备；
触发器，其包括连接到每个开关柜的接线端子与所述控制器之间的若干个，用于获取每个开关柜的触发信号发送给所述控制器；
电流互感器，其包括连接到每个开关柜的接线端子与所述控制器之间的若干个，用于检测每个开关柜各个支路的支路电流和支路电能发送给所述控制器；
监控设备，其通过拨码开关通信连接到所述控制器，用于获取用电分析结果；以及，
电源，用于供电。
5.如权利要求4所述的基于LTE的配电柜安全监测系统，其特征在于，还包括：
GPS定位器，其包括安装到每个开关柜的若干个，每个所述GPS定位器获取当前开关柜的实时位置信息发送给所述控制器。
6.如权利要求4所述的基于LTE的配电柜安全监测系统，其特征在于，还包括：
移动手持端，其与所述控制器通过所述服务器通信连接，用于获取用电分析结果。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN206542254U (zh) * 2017-03-01 2017-10-03 深圳市中电强能科技有限公司 多级联动智能远程控制配电柜
AU2018201111A1 (en) * 2017-02-17 2018-09-06 Schneider Electric Industries Sas Method for monitoring a source changeover switch and source changeover switch implementing such a method
CN209266918U (zh) * 2019-01-30 2019-08-16 上海西屋开关有限公司 一种智能低压开关柜
CN111030304A (zh) * 2019-12-30 2020-04-17 珠海铠湾智电科技有限公司 一种电力安防智能物联网系统
CN210957356U (zh) * 2019-12-30 2020-07-07 厦门有海电气有限公司 一种远程监控电能管理功能的配电柜

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2018201111A1 (en) * 2017-02-17 2018-09-06 Schneider Electric Industries Sas Method for monitoring a source changeover switch and source changeover switch implementing such a method
CN206542254U (zh) * 2017-03-01 2017-10-03 深圳市中电强能科技有限公司 多级联动智能远程控制配电柜
CN209266918U (zh) * 2019-01-30 2019-08-16 上海西屋开关有限公司 一种智能低压开关柜
CN111030304A (zh) * 2019-12-30 2020-04-17 珠海铠湾智电科技有限公司 一种电力安防智能物联网系统
CN210957356U (zh) * 2019-12-30 2020-07-07 厦门有海电气有限公司 一种远程监控电能管理功能的配电柜

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