CN113920702B - 一种站房类设备外破监测报警方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力系统设备监测领域，特别涉及一种站房类设备外破监测报警方法，通过在云平台建立站房类设备档案，在站房类设备内设置监测报警系统，通过实时采集站房类设备的外构偏移角度和/或加速度，根据采集数据，触发远程报警和现场报警。通过采用云平台作为数据中转平台，基于其硬件资源和软件资源的服务，提供计算、网络和存储功能，配合站房类设备内设置的监测报警系统，结合采集数据，实现远程报警和现场报警，使站房类设备在受到破坏时，即使未跳闸断电，也能够及时的触发报警，实现站房类设备在受外力冲击扰动而未跳闸断电的故障被及时发现，保证站房类设备周边人员安全，避免造成更大范围的故障，保障电网的安全稳定运行。

Description

一种站房类设备外破监测报警方法

技术领域

本发明涉及电力系统设备监测领域，特别涉及一种站房类设备外破监测报警方法。

背景技术

近年来，10KV配网户外站房类设备，例如箱式变电站、环网柜等，受外力破坏事故屡次发生，当站房类设备受到巨大外力冲击时，可能发生故障停电，现有的监测装置仅能通过设备跳闸信号来报警，根据跳闸信号位置定位故障设备位置，对于受外力破坏后未发生跳闸停电的设备，由于不能反馈故障信号至供电公司，仅能够依靠人工巡视发现，或依靠附近居民告知，若此类故障发生在深夜或偏远地区，容易延误故障排除时机，设备继续带电运行，给周围行人生命安全造成极大的威胁，且外破设备带电运行，长时间下极易发展成更大的故障，影响电网的安全稳定运行。

所以，目前亟需要一种技术方案，以解决现有站房类设备受到外力冲击扰动而未跳闸断电时，故障不容易及时被发现，给周围行人生命安全造成极大的威胁，影响电网的安全稳定运行的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对背景技术中存在的问题，提供了一种站房类设备外破监测报警方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种站房类设备外破监测报警方法，包括如下步骤：

S1：在云平台建立站房类设备档案，所述站房类设备档案至少包括设备名称、地理位置和相对坐标系；

S2：在站房类设备内设置监测报警系统，所述监测报警系统包括相互关联的信息采集模块、控制中心模块、无线传输模块和现场报警模块，所述控制中心模块通过所述无线传输模块连接所述云平台；

S3：所述信息采集模块实时采集站房类设备的外构偏移角度和/或加速度，并将采集数据传输至所述控制中心模块；

S4：所述控制中心模块通过所述无线传输模块将采集数据传输至所述云平台；

S5：所述云平台根据收到的采集数据，触发预警接收模块，实现远程报警；

S6：所述控制中心模块根据收到的采集数据，触发现场报警模块，实现现场报警。

本发明的一种站房类设备外破监测报警方法，通过在云平台建立站房类设备档案，在站房类设备内设置监测报警系统，通过实时采集站房类设备的外构偏移角度和/或加速度，根据采集数据，触发远程报警和现场报警，其中，通过采用云平台作为数据中转平台，基于其硬件资源和软件资源的服务，提供计算、网络和存储功能，为站房类设备外破监测报警提供硬件和软件支持，使监测报警更容易，同时，配合站房类设备内设置的监测报警系统，采集站房类设备的外构偏移角度和/或加速度，结合采集数据，实现远程报警和现场报警，使站房类设备在受到破坏时，即使未跳闸断电，也能够及时的触发报警，实现站房类设备在受外力冲击扰动而未跳闸断电的故障被及时发现，保证站房类设备周边人员安全，避免造成更大范围的故障，保障电网的安全稳定运行。

作为本发明的优选方案，所述站房类设备档案还包括设备外形图，所述设备外形图与所述相对坐标系相对应，所述相对坐标系为XYZ三轴坐标系。通过设备外形图和相对坐标系的对应，能够在云平台及时的获知现场站房类设备受撞击的具体面，结合采集数据，能够判断站房类设备受撞击产生的具体偏移程度，进而初步判断故障程度。

作为本发明的优选方案，所述云平台包括显示界面，所述显示界面能够显示所述站房类设备档案和接收到的采集数据，定位导航设备地理位置。方便运维人员根据相关信息及时的赶往相应的站房类设备。

作为本发明的优选方案，S5中，所述无线传输模块通过内置的SIM卡与所述云平台通信连接，所述云平台通过所述无线传输模块内置的SIM卡发送手机短信和/或拨打手机电话给关联的手机号，实现远程报警。通过手机短信和/或手机电话的方式进行远程报警，能够及时的将相关信息通知到相关的运维人员，实现故障站房类设备的尽快恢复，避免造成二次事故或更大范围的故障。

作为本发明的优选方案，S5中，所述云平台接收到采集数据后，发送站房类设备档案信息及采集数据链接给电脑网页端监控。通过为电脑网页端监控发送故障信息，为不同环境下的运维人员提供通知信息，进一步的使站房类设备故障被及时的得到处理。

作为本发明的优选方案，所述云平台包括阿里云或腾讯云或华为云。

作为本发明的优选方案，S6中，所述控制中心模块的内部寄存器存储数据阈值，通过将采集数据与数据阈值对比，触发现场报警模块，实现现场报警。

作为本发明的优选方案，所述信息采集模块为HWT905姿态传感器，所述控制中心模块为STM32FI03单片机，所述无线传输模块为Air724uG无线模块或G405无线模块。

作为本发明的优选方案，所述监测报警系统还包括供电模块，所述供电模块连接降压模块，所述供电模块通过所述降压模块后，分别为所述信息采集模块、所述控制中心模块和所述无线传输模块供给工作电压，所述供电模块包括主供电源和备供电源。

作为本发明的优选方案，还包括将监测报警系统集成在箱体内的步骤，通过将箱体贴合设置在站房类设备的外构内壁进行数据采集。将监测报警系统集成在箱体内，形成集成化的监测报警系统，方便监测报警系统在各现有站房类设备内的安装，方便实现对现有站房类设备的改造升级。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、通过在云平台建立站房类设备档案，在站房类设备内设置监测报警系统，通过实时采集站房类设备的外构偏移角度和/或加速度，根据采集数据，触发远程报警和现场报警；

2、通过采用云平台作为数据中转平台，基于其硬件资源和软件资源的服务，提供计算、网络和存储功能，为站房类设备外破监测报警提供硬件和软件支持，使监测报警更容易；

3、配合站房类设备内设置的监测报警系统，采集站房类设备的外构偏移角度和/或加速度，结合采集数据，实现远程报警和现场报警，使站房类设备在受到破坏时，即使未跳闸断电，也能够及时的触发报警；

4、通过远程报警和现场报警的同时进行，实现站房类设备在受外力冲击扰动而未跳闸断电的故障被及时发现，保证站房类设备周边人员安全，避免造成更大范围的故障，保障电网的安全稳定运行。

附图说明

图1是实施例1中所述监测报警系统的结构示意图一；

图2是实施例1中所述监测报警系统的结构示意图二。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本实施例的一种站房类设备外破监测报警方法，包括如下步骤：

S1：在云平台建立站房类设备档案，所述站房类设备档案至少包括设备名称、地理位置、相对坐标系、设备外形图。

优选的，云平台包括显示界面，显示界面能够显示所述站房类设备档案，定位导航设备地理位置。

具体的，在站房类设备正常运行情况下，云平台的显示界面可以显示预存的站房类设备的设备外形图，设备外形图配合XYZ三轴坐标系，实现对站房类设备初始位置的显示，结合档案信息对应的名称、地理位置和相关的参数信息，能够为运维人员精确的提供站房类设备信息；在站房类设备出现撞击发生偏移时，相应的设备外形图进行预警显示，并配合XYZ三轴坐标系，显示站房类设备在XYZ三个方位上的偏移程度，使运维人员能够根据相关信息及时的获知设备受损程度，并根据实际情况，及时的赶往相应的站房类设备进行检查、维修，避免出现二次事故或扩散故障范围，保证电网持续正常运行。

具体的，本实施例中，云平台优选为阿里云，利用阿里云作为数据中转平台，提供可视化分析、数据处理、报警信息的实时通信等功能，使监测报警过程更容易，极大缩短了站房类设备巡视排查时间，操作使用更安全、故障定位更精准、运维成本更具性价比，信息显示更直观，具有极广的推广价值。

具体的，也可根据实际情况，采用同类型其他云平台作为数据中转平台，实现相应的功能。

S2：在站房类设备内设置监测报警系统，所述监测报警系统包括相互关联的信息采集模块、控制中心模块、无线传输模块和现场报警模块，所述控制中心模块通过所述无线传输模块连接所述云平台。

具体的，如图1和图2所示，所述监测报警系统包括相互连接的供电模块、降压模块，所述降压模块分别与信息采集模块、控制中心模块、无线传输模块和现场报警模块电连接，为信息采集模块、控制中心模块、无线传输模块和现场报警模块提供工作电力供应，信息采集模块用于采集站房类设备由于受到外力破坏时的冲击力，致使站房类设备产生的角度变化或加速度变化的物理信息，信息采集模块与控制中心模块通信连接，控制中心模块通过无线传输模块与云平台通信连接，控制中心模块通过有线或无线传输模块与现场报警模块通信连接。

具体的，供电模块包括主供电源和备供电源，主供电源和备供电源能够同时为各用电模块提供适宜的工作电压，确保各用电模块的正常运行。

具体的，控制中心模块为STM32FI03单片机，具有体积小、成本低且效益高的优点，适用于多个模块的联合控制，在100次模拟冲击试验中，未能正确提供动作信号次数不超过1次，平均动作时间不超过20ms，稳定性好，执行速度快。

具体的，主供电源为220V工业开关电源，备供电源为12V防爆耐高温磷酸铁锂电池，分别经万用表对其输出电压进行10次检测，与其对应的额定电压相比，电压偏差超过3%的次数小于3次，且均能够达到防爆要求。

具体的，采用XLI509降压模块或AMS117降压模块进行降压处理，将供电电源模块输出电压转换为直流电源，为STM32FI03单片机、Air724uG无线模块和HWT905姿态传感器提供工作电压，对电源降压模块进行5V、3.3V、12V的输出电压测试，其输出值与额定值偏差不超过2%。

S3：所述信息采集模块实时采集站房类设备的外构偏移角度和/或加速度，并将采集数据传输至所述控制中心模块。

具体的，信息采集模块为HWT905姿态传感器，用于采集站房类设备由于受到外力破坏时的冲击力，致使站房类设备产生的角度变化或加速度变化的物理信息，在50次模拟冲击试验中，发送信号准确率不低于98%，平均响应时间不超过0.2s，具备高分辨率、低功耗和低噪声等优点，准确率和传输速率满足使用要求。

具体的，信息采集模块为HWT905高精度带温度补偿的10轴姿态传感器，本实施例中优选采用该传感器采集加速度信息，信息采集模块与控制中心模块有线连接，将采集数据传输至控制中心模块。

S4：所述控制中心模块通过所述无线传输模块将采集数据传输至所述云平台。

具体的，无线传输模块为Air724uG无线模块，具有功耗低，支持全频道，传输速率稳定性好，应用广泛的优点，在100次模拟冲击试验中，平均上行速度大于60Mbit/s，下行速率大于15Mbit/s，上行速度和下行速度均较快，满足使用要求，能够实现通过电话卡进行手机短信、手机电话等的报警方式。

具体的，控制中心模块通过Air724uG无线模块内置的SIM卡与所述云平台通信连接。

具体的，无线传输模块为Air724uG DTU模块，能够实现无线透传。

S5：所述云平台根据收到的采集数据，触发预警接收模块，实现远程报警。

具体的，所述云平台通过Air724uG无线模块内置的SIM卡发送手机短信和/或拨打手机电话给关联的手机号，实现远程报警。

S6：所述控制中心模块根据收到的采集数据，触发现场报警模块，实现现场报警。

具体的，控制中心模块的内部寄存器存储有数据阈值，通过将采集数据与数据阈值对比，触发现场报警模块，实现现场报警。

具体的，现场报警模块为语音告警器，通过语音播报的方式播报警示内容语音，提醒站房类设备周边行人与故障设备保持安全距离，避免发生二次事故。

本实施例的一种站房类设备外破监测报警方法，通过在云平台建立站房类设备档案，在站房类设备内设置监测报警系统，通过实时采集站房类设备的外构偏移角度和/或加速度，根据采集数据，触发远程报警和现场报警。

具体的，本实施例的一种站房类设备外破监测报警方法，将信息采集模块、控制中心模块、无线传输模块和现场报警模块的控制部分集成在一个PCB板上，实现监测报警系统的集成化、小型化，方便其安装和使用。

具体的，以STM32芯片为核心，由传感器采集数据并输入，经STM32芯片处理推送至云平台进行信息可视化，并同时进行电话、短信告警，云平台作为数据中转平台，基于其硬件资源和软件资源的服务，提供计算、网络和存储功能，为站房类设备外破监测报警提供硬件和软件支持，使监测报警更容易，实现设备信息状态的实时更新，还可配合实现电脑网页端在线监控，可多设备、多场景使用；Air724uG无线模块实现电话、短信、云平台的多途径信息传输，支持多种云平台，为工业级模块，带硬件开门狗、稳定性极高，功耗极低，支持双定位。

本实施例涉及的站房类设备，由于采用了上述的监测报警方法，在受到破坏时，即使未跳闸断电，也能够及时的触发报警，具体实施时，在100次监测试验中，成功率高于98%，响应时长最长17s，满足使用要求，其硬件和软件部分的组合，能够实现站房类设备在受外力冲击扰动而未跳闸断电的故障被及时发现，保证站房类设备周边人员安全，避免造成更大范围的故障，保障电网的安全稳定运行。

实施例2

本实施例的一种站房类设备外破监测报警方法，与实施例1相同，区别在于，S5中，所述云平台接收到采集数据后，同时发送站房类设备档案信息及采集数据链接给电脑网页端监控。

本实施例的一种站房类设备外破监测报警方法，考虑在实际运维工作中，运维抢修组主要使用手机接听故障报修信息，调度控制中心主要依靠电脑端监控故障点，采用手机短信、手机电话和电脑网页端监控链接的同时进行，为不同工作环境下的运维人员提供及时的通知信息，最大程度的确保站房类设备故障被及时发现并得到快速的处理，避免造成二次事故和扩大故障范围，保障电网的安全运行。

实施例3

本实施例的一种站房类设备外破监测报警方法，与实施例1相同，区别在于，还包括将监测报警系统集成在箱体内的步骤，通过将箱体贴合设置在站房类设备的外构内壁进行数据采集。

本实施例的一种站房类设备外破监测报警方法，采用将监测报警系统集成在箱体内，形成集成化的监测报警系统，方便监测报警系统在各现有站房类设备内的安装，方便实现对现有站房类设备的改造升级。

具体的，本实施例中，箱体采用亚克力箱体、不锈钢箱体或二者的配套组合，使组成监测报警系统的各模块受到箱体的限制和保护，布置有序，外壳牢固清晰，方便监测报警系统在现有站房类设备内的安装。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种站房类设备外破监测报警方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：在云平台建立站房类设备档案，所述站房类设备档案至少包括设备名称、地理位置、相对坐标系和设备外形图，所述设备外形图与所述相对坐标系相对应，所述相对坐标系为XYZ三轴坐标系，所述云平台包括显示界面，所述显示界面能够显示所述站房类设备档案和接收到的采集数据，定位导航设备地理位置，在云平台显示现场站房类设备受撞击的具体面，结合采集数据，判断站房类设备受撞击产生的具体偏移程度，进而初步判断故障程度；

S2：在站房类设备内设置监测报警系统，所述监测报警系统包括相互关联的信息采集模块、控制中心模块、无线传输模块和现场报警模块，所述控制中心模块通过所述无线传输模块连接所述云平台，所述信息采集模块为HWT905姿态传感器，所述控制中心模块为STM32FI03单片机，所述无线传输模块为Air724uG无线模块或G405无线模块，信息采集模块、控制中心模块、无线传输模块的控制部分集成在一个PCB板上，所述监测报警系统还包括供电模块，所述供电模块连接降压模块，所述供电模块通过所述降压模块后，分别为所述信息采集模块、所述控制中心模块和所述无线传输模块供给工作电压，所述供电模块包括主供电源和备供电源，监测报警系统集成在箱体内，形成集成化的监测报警系统，通过将箱体贴合设置在站房类设备的外构内壁进行数据采集；

S3：所述信息采集模块实时采集站房类设备的外构偏移角度和/或加速度，并将采集数据传输至所述控制中心模块；

S4：所述控制中心模块通过所述无线传输模块将采集数据传输至所述云平台；

S5：所述云平台根据收到的采集数据，触发预警接收模块，实现远程报警，所述无线传输模块通过内置的SIM卡与所述云平台通信连接，所述云平台通过所述无线传输模块内置的SIM卡发送手机短信和/或拨打手机电话给关联的手机号，实现远程报警；所述云平台接收到采集数据后，发送站房类设备档案信息及采集数据链接给电脑网页端监控；

S6：所述控制中心模块根据收到的采集数据，触发现场报警模块，实现现场报警。

2.如权利要求1所述的一种站房类设备外破监测报警方法，其特征在于，所述云平台包括阿里云或腾讯云或华为云。

3.如权利要求1所述的一种站房类设备外破监测报警方法，其特征在于，S6中，所述控制中心模块的内部寄存器存储数据阈值，通过将采集数据与数据阈值对比，触发现场报警模块，实现现场报警。

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