CN205263579U - 基于模块化物联网的输变电测控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种基于模块化物联网的输变电测控系统，包括：微控制器、变电站在线监测装置、变电站测控监测装置、输电线路电流电压采集装置和输电线路在线监测装置；所述微控制器通过第一W5200TCP/IP协议模块通信连接所述变电站在线监测装置；所述微控制器通过第二W5200TCP/IP协议模块通信连接所述变电站测控监测装置；所述微控制器通过SPI接口通信连接所述输电线路电流电压采集装置；所述微控制器通过CAN接口通信连接所述输电线路在线监测装置；其中：变电站在线监测装置用于采集变电站在线监测数据，变电站测控监测装置用于采集变电设备测控数据，输电线路电流电压采集装置用于采集输电线路的电压电流数据，输电线路在线监测装置用于采集输电线路在线监测数据。

Description

基于模块化物联网的输变电测控系统

技术领域

本实用新型涉及电网输变电在线监测领域，更为具体地说，涉及一种基于模块化物联网的输变电测控系统。

背景技术

随着国民经济的飞速发展，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。远距离、大容量的超高压、特高压输电线路逐年增多，输电线路分散性大、距离长、难以维护的特点便越来越明显。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。其中，对输变电设备进行有效的、实时的、高精度的监测，及时发现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，是电网企业的建设目标。

目前市场上的在线监测装置功能单一，只能针对某一种因素或功能进行在线监测，给综合的监测带来不便，且装置的功能全部集成为一体，当其中一部分发生故障或这需要维修的时候，要进行整体的更换，使用成本高。同时检测装置的增多将带来更多的附加费用，如运输、安装和维护费用。

可见，如何为输变电在线监测提供便利的监控装置，是本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于模块化物联网的输变电测控系统，使输变电在线监测更加便利。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型提供的基于模块化物联网的输变电测控系统，其特征在于，包括：微控制器、变电站在线监测装置、变电站测控监测装置、输电线路电流电压采集装置和输电线路在线监测装置；

所述微控制器通过第一W5200TCP/IP协议模块通信连接所述变电站在线监测装置；

所述微控制器通过第二W5200TCP/IP协议模块通信连接所述变电站测控监测装置；

所述微控制器通过SPI接口通信连接所述输电线路电流电压采集装置；

所述微控制器通过CAN接口通信连接所述输电线路在线监测装置；

其中：所述变电站在线监测装置用于采集变电站在线监测数据，所述变电站测控监测装置用于采集变电设备测控数据，所述输电线路电流电压采集装置用于采集输电线路的电压电流数据，所述输电线路在线监测装置用于采集所述输电线路在线监测数据。

优选的，上述基于模块化物联网的输变电测控系统中，所述微控制器包括ARM11芯片。

优选的，上述基于模块化物联网的输变电测控系统中，所述变电站在线监测装置包括避雷器在线监测数据采集装置、断路器在线监测数据采集装置、互感器设备在线监测数据采集装置、GIS设备在线监测数据采集装置和/或主变在线监测数据采集装置；所述避雷器在线监测数据采集装置电连接避雷器在线监测设备，所述断路器在线监测数据采集装置电连接断路器在线监测设备，所述互感器设备在线监测数据采集装置电连接互感器设备在线监测设备，所述GIS设备在线监测数据采集装置电连接GIS设备在线监测设备，所述主变在线监测数据采集装置电连接主变在线监测设备。

优选的，上述基于模块化物联网的输变电测控系统中，所述变电站测控监测装置包括频率数据采集模块、防抖时间数据采集模块、幅值数据采集模块、SOE数据采集模块、电压数据采集模块和/或电流数据采集模块，所述频率数据采集模块、防抖时间数据采集模块、幅值数据采集模块、SOE数据采集模块、电压数据采集模块、电流数据采集模块分别电连接所述变电设备并获取所述变电设备的监测数据。

优选的，上述基于模块化物联网的输变电测控系统中，所述输电线路电流电压采集装置包括ADE7953计量模块、第一振荡电路和第一复位电路,所述ADE7953计量模块电连接所述输电线路，所述第一振荡电路和第一复位电路电连接所述ADE7953计量模块。

优选的，上述基于模块化物联网的输变电测控系统中，所述微控制器电连接第二复位电路、JTAG调试电路、第二振荡电路和RTC振荡电路。

优选的，上述基于模块化物联网的输变电测控系统中，所述输电线路在线监测装置包括风向传感器、倾角传感器、拉力传感器、风速传感器、湿度传感器、温度传感器、气压传感器、雨量传感器和/或摄像头，所述风向传感器、倾角传感器、拉力传感器、风速传感器、湿度传感器、温度传感器、气压传感器、雨量传感器或摄像头分别电连接所述CAN接口。

优选的，上述基于模块化物联网的输变电测控系统中，所述风向传感器、倾角传感器、拉力传感器、风速传感器、湿度传感器、温度传感器、气压传感器、雨量传感器或摄像头分别通过热插拔机械接口电连接所述CAN接口。

本实用新型提供的基于模块化物联网的输变电测控系统，运用第一W5200TCP/IP协议模块、第二W5200TCP/IP协议模块、SPI接口和CAN接口将变电站在线监测装置、变电站测控监测装置、输电线路电流电压采集装置和输电线路在线监测装置分别于微控制器建立连接，微控制器接收变电站在线监测装置、变电站测控监测装置、输电线路电流电压采集装置和输电线路在线监测装置传输的监测数据，实现变电、变电测控、输电等过程中的在线监测一体化，使输变电在线监测更加便利。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型实施例提供的基于模块化物联网的输变电测控系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的变电站在线监测装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的变电站测控监测装置的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的输电线路电流电压采集装置的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的微控制器附属结构的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的输电线路在线监测装置的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例基于模块化物联网的输变电测控系统，使输变电在线监测更加便利。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型实施例中的技术方案，并使本实用新型实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型实施例中的技术方案作进一步详细的说明。

结合附图1，该图示出了本实用新型实施例提供的基于模块化物联网的输变电测控系统的基本结构，其主要包括微控制器1、变电站在线监测装置2、变电站测控监测装置3、输电线路电流电压采集装置4和输电线路在线监测装置5。微控制器1通过第一W5200TCP/IP协议模块6通信连接变电站在线监测装置2；微控制器1通过第二W5200TCP/IP协议模块7通信连接变电站测控监测装置3；微控制器1通过SPI接口8通信连接输电线路电流电压采集装置4；微控制器1通过CAN接口9通信连接输电线路在线监测装置5。

变电站在线监测装置2用于采集变电站在线监测数据，变电站测控监测装置3用于采集变电设备测控数据，输电线路电流电压采集装置4用于采集输电线路的电压电流数据，输电线路在线监测装置5用于采集所述输电线路在线监测数据。

微控制器1为本实用新型实施例提供的基于模块化物联网的输变电测控系统处理核心，用于各项采集数据的存储和处理，当输变电过程中出现异常时候进行警醒提示。微控制器1内预存有MCU信息处理软件，信息处理软件通过第一W5200TCP/IP协议模块6、第二W5200TCP/IP协议模块7、SPI接口8和CAN接口9分别通信连接、控制变电站在线监测装置2、变电站测控监测装置3、输电线路电流电压采集装置4和输电线路在线监测装置5。

本实用新型提供的基于模块化物联网的输变电测控系统，运用第一W5200TCP/IP协议模块6、第二W5200TCP/IP协议模块7、SPI接口8和CAN接口9将变电站在线监测装置2、变电站测控监测装置3、输电线路电流电压采集装置4和输电线路在线监测装置5分别于微控制器1建立连接，微控制器1接收变电站在线监测装置2、变电站测控监测装置3、输电线路电流电压采集装置4和输电线路在线监测装置5传输的监测数据，实现变电、变电测控、输电等过程中的在线监测一体化，使输变电在线监测更加便利。

参考附图2，变电站在线监测装置2包括避雷器在线监测数据采集装置201、断路器在线监测数据采集装置202、互感器设备在线监测数据采集装置203、GIS设备在线监测数据采集装置204和主变在线监测数据采集装置205中的一种或多种。避雷器在线监测数据采集装置201、断路器在线监测数据采集装置202、互感器设备在线监测数据采集装置203、GIS设备在线监测数据采集装置204和主变在线监测数据采集装置205分别通过第一W5200TCP/IP协议模块6通信连接微控制器1。

避雷器在线监测数据采集装置201电连接避雷器在线监测设备，获取避雷器在线监测设备的监测数据并将监测数据传送给为控制器1；断路器在线监测数据采集装置202电连接断路器在线监测设备，获取断路器在线监测设备的在线监测数据，并将监测数据传送给微控制器1；互感器设备在线监测数据采集装置203电连接互感器设备在线监测设备，获取互感器设备在线监测设备的在线监测数据，并将监测数据传送给微控制器1；GIS设备在线监测数据采集装置204电连接GIS设备在线监测设备，获取GIS设备在线监测设备的监测数据并监测数据出送给微控制器1；主变在线监测数据采集装置205电连接主变在线监测设备，获取主变在线监测设备在线监测数据并将监测数据发送给微控制器1。

参考附图3，变电站测控监测装置3包括频率数据采集模块301、防抖时间数据采集模块302、幅值数据采集模块303、SOE数据采集模块304、电压数据采集模块305和电流数据采集模块306的一种或多种。频率数据采集模块301、防抖时间数据采集模块302、幅值数据采集模块303、SOE数据采集模块304、电压数据采集模块305、电流数据采集模块306分别电连接变电设备并获取所述变电设备的监测数据，用于频率、防抖时间、幅值、SOE、电压和电流数据的获得。频率、防抖时间、幅值、SOE、电压和电流是变电站的主要检测参数。SOE数据具体指开关量的上升时刻、上升时间间隔、下降时刻和下降时间间隔的详细记录。

参考附图4，输电线路电流电压采集装置4包括ADE7953计量模块401、第一振荡电路402和第一复位电路403,ADE7953计量模块401电连接所述输电线路，第一振荡电路402和第一复位电路403电连接ADE7953计量模块401。ADE7953计量模块401用于输电线路的电流、电压的数据的采集，同时还对本系统中电流、电压进行监测。

参考附图5，微控制器1电连接第二复位电路101、JTAG调试电路102、第二振荡电路103和RTC振荡电路104。第二振荡电路103用于微控制器1的主电路，RTC振荡电路104用于滤波。

参考附图6，输电线路在线监测装置5包括风向传感器501、倾角传感器502、拉力传感器503、风速传感器504、湿度传感器505、温度传感器506、气压传感器507、雨量传感器508和摄像头509，风向传感器501、倾角传感器502、拉力传感器503、风速传感器504、湿度传感器505、温度传感器506、气压传感器507、雨量传感器508或摄像头509分别电连接CAN接口9。风向传感器501、倾角传感器502、拉力传感器503、风速传感器504、湿度传感器505、温度传感器506、气压传感器507、雨量传感器508和摄像头509用于输电线路外界环境的监测。

为方便风向传感器501、倾角传感器502、拉力传感器503、风速传感器504、湿度传感器505、温度传感器506、气压传感器507、雨量传感器508和摄像头509的连接，在CAN接口9与其连接的位置设置热插拔机械接口。热插拔机械接口包括装置底座和装置表头两部分，底座带有长短不一的弹性接触件，没有插入表头时自身可以形成电流通路，插入表头之后所述底座的弹性接触件被表头接线柱一侧的绝缘板分离，从而切断了底座的电流通路，此时电流通路由表头和底座的一部分弹性接触件组成，达到了表头接入的目的。表头插拔过程中出现了一个两条电流通路同时工作的过程，由此带来的等电位连接保证了不断电插拔，也保证了插拔过程中不会产生火花。此结构的效果在于实现基于嵌入式技术的物联网下输变电一体化装置的即插即用。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。

以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于模块化物联网的输变电测控系统，其特征在于，包括：微控制器、变电站在线监测装置、变电站测控监测装置、输电线路电流电压采集装置和输电线路在线监测装置；

所述微控制器通过第一W5200TCP/IP协议模块通信连接所述变电站在线监测装置；

所述微控制器通过第二W5200TCP/IP协议模块通信连接所述变电站测控监测装置；

所述微控制器通过SPI接口通信连接所述输电线路电流电压采集装置；

所述微控制器通过CAN接口通信连接所述输电线路在线监测装置；

其中：所述变电站在线监测装置用于采集变电站在线监测数据，所述变电站测控监测装置用于采集变电设备测控数据，所述输电线路电流电压采集装置用于采集输电线路的电压电流数据，所述输电线路在线监测装置用于采集所述输电线路在线监测数据。

2.根据权利要求1所述的基于模块化物联网的输变电测控系统，其特征在于，所述微控制器包括ARM11芯片。

3.根据权利要求1所述的基于模块化物联网的输变电测控系统，其特征在于，所述变电站在线监测装置包括避雷器在线监测数据采集装置、断路器在线监测数据采集装置、互感器设备在线监测数据采集装置、GIS设备在线监测数据采集装置和/或主变在线监测数据采集装置；所述避雷器在线监测数据采集装置电连接避雷器在线监测设备，所述断路器在线监测数据采集装置电连接断路器在线监测设备，所述互感器设备在线监测数据采集装置电连接互感器设备在线监测设备，所述GIS设备在线监测数据采集装置电连接GIS设备在线监测设备，所述主变在线监测数据采集装置电连接主变在线监测设备。

4.根据权利要求1所述的基于模块化物联网的输变电测控系统，其特征在于，所述变电站测控监测装置包括频率数据采集模块、防抖时间数据采集模块、幅值数据采集模块、SOE数据采集模块、电压数据采集模块和/或电流数据采集模块，所述频率数据采集模块、防抖时间数据采集模块、幅值数据采集模块、SOE数据采集模块、电压数据采集模块、电流数据采集模块分别电连接所述变电设备并获取所述变电设备的监测数据。

5.根据权利要求1所述的基于模块化物联网的输变电测控系统，其特征在于，所述输电线路电流电压采集装置包括ADE7953计量模块、第一振荡电路和第一复位电路,所述ADE7953计量模块电连接所述输电线路，所述第一振荡电路和第一复位电路电连接所述ADE7953计量模块。

6.根据权利要求1所述的基于模块化物联网的输变电测控系统，其特征在于，所述微控制器电连接第二复位电路、JTAG调试电路、第二振荡电路和RTC振荡电路。

7.根据权利要求1所述的基于模块化物联网的输变电测控系统，其特征在于，所述输电线路在线监测装置包括风向传感器、倾角传感器、拉力传感器、风速传感器、湿度传感器、温度传感器、气压传感器、雨量传感器和/或摄像头，所述风向传感器、倾角传感器、拉力传感器、风速传感器、湿度传感器、温度传感器、气压传感器、雨量传感器或摄像头分别电连接所述CAN接口。

8.根据权利要求7所述的基于模块化物联网的输变电测控系统，其特征在于，所述风向传感器、倾角传感器、拉力传感器、风速传感器、湿度传感器、温度传感器、气压传感器、雨量传感器或摄像头分别通过热插拔机械接口电连接所述CAN接口。