CN204535758U - 输变电设备一体化监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种输变电设备一体化监测装置，属架空输电线路在线监测技术领域。该装置由主控制器（1）、通讯模块（2）、电源模块（3）、RS485接口（4）、协议转换器/管理机（5）和不同类型的传感器接口（6）组成。输变电设备一体化监测装置组织架构分为4层，分别为数据采集层、通信层、数据处理层和应用层。该装置的优势在于：能同时采集输电线路和变电设备的在线监测数据，根据输电线路状态监测诊断模型、不同变电设备的状态诊断模型对运行状态做出诊断，及时给出预警信息；两台装置间能够通过WIFI技术进行通信和数据交互；装置可以通过GPRS技术将诊断和预警信息上送到输变电设备在线监测系统主站。
Description
技术领域
本实用新型属架空输电线路在线监测技术领域，涉及一种输变电设备一体化监测装置。
背景技术
随着国民经济的快速发展，电力需求量逐年增加，我国电网逐渐向着大规模、智能化的方向发展。输变电设备是电网的重要组成部分，输变电设备的可用性与稳定性直接影响到电网的安全稳定运行。对输变电设备进行有效的、实时的、高精度的监测，及时发现故障隐患并根据智能故障诊断模型给出准确的运维措施，排除输变电设备的潜伏性故障，直接关系到电力部门和用户的经济利益。
随着智能电网的发展，输电线路覆冰、山火、舞动、防盗等一系列在线监测装置以及变电站中变压器、断路器、互感器等设备在线监测装置已经在电网中大量应用。然而这些在线监测装置都是针对某一监测功能独立运行的，并且装置通用性、模块化设计不足，装置间不能交互通信，目前仍然缺乏输变电设备一体化监测装置及相应的技术标准。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决上述输电线路和变电设备在线监测装置存在的问题，提供了一种输变电设备一体化监测装置，具体为可以同时接入输电线路和变电设备在线监测信息，基于输电线路和变电设备状态诊断模型给出诊断和预警信息，并上送到输变电设备在线监测系统主站。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
输变电设备一体化监测装置由主控制器(1)、通讯模块(2)、电源模块(3)、RS485接口(4)、协议转换器/管理机(5)和不同类型的传感器接口(6)组成，通讯模块(2)、电源模块(3)、RS485接口(4)和不同类型的传感器接口(6)直接连接在主控制器(1)上，协议转换器/管理机(5)通过RS485接口(4)与控制器(1)连接。输变电设备一体化监测装置组织架构分为4层，分别为数据采集层、通信层、数据处理层和应用层。各层的功能如下：
数据采集层负责对输电线路和不同变电设备的在线监测数据进行采集。输电线路在线监测的拉力、倾角、温度、湿度、风速、风向、气压、雨量、光照、图像、视频数据通过输变电设备一体化监测装置上的不同类型传感器接口(6)采集到主控制器(1)中；变压器、断路器、互感器、避雷器、GIS设备在线监测数据通过协议转换器/管理机(5)进行规 约转换，通过RS485接口(4)将变电设备监测数据采集到主控制器(1)中。
通信层负责实现终端传感器和装置间、装置和装置间、装置和系统主站间的数据传输与信息交互。包括电力专网、GPRS、WIFI、ZigBee通讯方式。
数据处理层可以完成基于南方电网输电线路状态监测系统通信规约、电力通信规约库等多种规约的规约转换，可以基于输电线路在线监测诊断模型、不同变电设备诊断模型等完成故障信息的初步诊断。
应用层可以完成输变电设备一体化监测装置的终端自检，可以根据输变电设备在线监测数据和设备台账等信息完成故障诊断、预警，并且可以上送到输变电设备在线监测系统主站。
与现有装置相比，本实用新型的优点是：
1、能同时采集拉力、倾角、温度、湿度、风速、风向、气压、雨量、光照、图像、视频多种输电线路在线监测数据和变压器、断路器、互感器、避雷器、GIS多种变电设备的在线监测数据，弥补了现有在线监测装置监测功能单一的不足。
2、能根据输电线路状态监测诊断模型、不同变电设备的状态诊断模型对运行状态做出诊断，及时给出预警信息，弥补了现有在线监测装置只负责监测数据采集、上传，缺乏故障诊断功能的不足。。
3、两台装置间能够通过WIFI技术进行通信和数据交互，其中一台在线监测装置通信模块发生故障时，可以通过相邻的在线监测装置，将诊断信息上送到系统主站，弥补了现有在线监测装置因通信故障造成在线监测信息上送系统主站失败的不足。
附图说明
图1为本实用新型输变电设备一体化监测装置的硬件结构示意图。
图2为本实用新型输变电设备一体化监测装置的分层组织架构图。
图3为本实用新型输变电设备一体化监测装置的互联通信示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
如图1所示的输变电设备一体化监测装置硬件结构示意图，输变电设备一体化监测装置由主控制器(1)、通讯模块(2)、电源模块(3)、RS485接口(4)、协议转换器/管理机(5)和不同类型的传感器接口(6)组成。
主控制器选用Freescale iMX27开发板，主频400MHz，DDR 128MB，NAND 256MB，搭建嵌入式Linux环境，可以基于规约转换库完成规约转换，基于诊断模型完成输变电设备状态诊断、预警，利用GRRS技术将诊断、预警信息上送到系统主站。
通讯模块可以实现有线和无线两种通信方式，包括电力专网、GPRS、WIFI和ZigBee多种接口。
电源模块包括太阳能电池板和蓄电池，可以提供DC12V供电，考虑到装置的运行环境恶劣，在电源处增加浪涌保护电路，使用共/差模抑制电感线圈、浪涌吸收高压瓷片电容、放电管、压敏电阻、TVS构成浪涌吸收网络。
协议转换器/管理机为IEC61850协议转Modbus的转换器。协议转换器通过RS485接口与主控制器通信，采用主动方式采集变电设备的在线监测数据，采用DC12V供电。
不同类型的传感器接口采用航空插头对接方式与终端传感器连接，用于采集输电线路在线监测拉力、倾角、温度、湿度、风速、风向、气压、雨量、光照、图像、视频数据。
如图2所示的输变电设备一体化监测装置分层组织架构图，输变电设备一体化监测装置架构包括数据采集层、通信层、数据处理层和应用层。
数据采集层功能主要为：输电线路在线监测终端传感器通过不同类型传感器接口将拉力、倾角、温度、湿度、风速、风向、气压、雨量、光照、图像、视频数据传输到主控制器；变压器、断路器、互感器、避雷器、GIS设备在线监测数据通过协议转换器/管理机进行规约转换，经由RS485接口传输到主控制器。
通信层功能主要为：输变电设备一体化监测装置可以通过GPRS无线通讯方式将诊断、预警信息上送到系统主站；另外两台输变电设备一体化监测装置间可以通过WIFI无线通讯方式进行数据交互，当其中一台通讯模块出现故障无法完成诊断、预警信息上送主站时，可以经由另一台装置上送到主站。
数据处理层功能主要为：对于传输到主控制器的输变电设备各项监测数据，通过规约转换统一编码结构，基于输电线路状态诊断模型、变压器诊断模型、断路器诊断模型、互感器诊断模型、避雷器诊断模型、GIS设备诊断模型，对输变电设备运行状态进行诊断，给出预警信息。
应用层功能主要为：输变电设备一体化监测装置可以通过蓄电池电压、各监测数据采集情况、信号通信质量进行自检，判断装置是否允许良好；将输变电设备状态诊断、预警信息上送至系统主站。
如图3所示的输变电设备一体化监测装置互联通信示意图，装置通过GPRS与输变电设备在线监测系统主站进行互联，完成信息上送；两台装置通过WIFI无线连接进行通讯和数据交互。
Claims (3)
1.输变电设备一体化监测装置，其特征是，该装置由主控制器(1)、通讯模块(2)、电源模块(3)、RS485接口(4)、协议转换器/管理机(5)和不同类型的传感器接口(6)组成，通讯模块(2)、电源模块(3)、RS485接口(4)和不同类型的传感器接口(6)直接连接在主控制器(1)上，协议转换器/管理机(5)通过RS485接口(4)与控制器(1)连接，装置组织架构分为4层，分别为数据采集层、通信层、数据处理层和应用层。
2.根据权利要求1所述的输变电设备一体化监测装置，其特征是，变电设备在线监测数据通过协议转换器/管理机(5)进行规约转换，通过RS485接口(4)将变电设备监测数据采集到主控制器(1)中。
3.根据权利要求1所述的输变电设备一体化监测装置，其特征是，输电线路在线监测终端传感器监测到的拉力、倾角、温度、湿度、风速、风向、气压、雨量、光照、图像、视频数据通过输变电设备一体化监测装置上的不同类型传感器接口(6)采集到主控制器(1)中。
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|---|---|---|---|---|
| CN105842575A (zh) * | 2016-03-09 | 2016-08-10 | 国网浙江省电力公司湖州供电公司 | 一种输变电设备状态监测数据挖掘与隐患排查方法和装置 |
| CN105955171A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-09-21 | 大唐山东烟台电力开发有限公司 | 一种输变电设备监控系统 |
| CN111521220A (zh) * | 2020-05-07 | 2020-08-11 | 南京电博机器人技术有限公司 | 一种输变电设备状态监测系统 |
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