CN209948789U - 一种配电监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种配电监控系统包括：配电室和服务器；所述配电室设置有门禁，所述门禁设置有门禁开关单元和用于获取到访人员图像的第一摄像模块；所述配电室内设置有通信模块、用于根据检测结果执行动作命令的动作模块、用于检测变压器各侧电流的电流检测模块、用于检测配电设备各回路电压的电压检测模块和用于采集配电室内图像信息的第二摄像模块；本实用新型通过自动人脸验证启动门禁，并自动识别配电系统运行过程中的异常，提高了系统的安全性。

Description

一种配电监控系统

技术领域

本实用新型涉及电气自动化领域，尤其涉及一种配电监控系统。

背景技术

传统的配电系统，需要专人值班和巡检，自动化程度低，人工排查效率低，定位故障费时费力，缺乏足够的措施防止非工作人员进入配电区域，造成安全隐患。而随着经济的发展，对现代电力纺的智能化要求也越来越高，如何保障配电系统稳定性和安全性已成为目前亟需解决的问题。

实用新型内容

鉴于以上现有技术存在的问题，本实用新型提出一种配电监控系统，主要解决目前配电系统智能化和安全性不高的问题。

为了实现上述目的及其他目的，本实用新型采用的技术方案如下。

一种配电监控系统，包括：用于安装各配电设备的配电室和用于控制、检测及处理配电系统监控数据的服务器；所述配电室设置有门禁，所述门禁设置有门禁开关单元和用于获取到访人员图像的第一摄像模块；

所述配电室内设置有监控系统安装架，所述监控系统安装架设置有通信模块、用于根据检测结果执行动作命令的动作模块、用于检测变压器各侧电流的电流检测模块、用于检测配电设备各回路电压的电压检测模块和用于采集配电室内图像信息的第二摄像模块；

所述服务器端设置有图像识别模块、报警模块、用于计算电压及电流信息的计算模块和用于根据计算及识别结果发出动作指令的控制模块；所述第一摄像模块、第二摄像模块、电压检测模块和电流检测模块的输出端分别与所述通信模块的输入端连接；所述通信模块的输出端与所述服务器的输入端连接；所述服务器与控制模块连接；所述控制模块分别与所述计算模块和所述图像识别模块连接；所述控制模块的输出端分别与所述动作模块的输入端、所述门禁开关单元的输入端和所述报警模块连接；

所述第二摄像模块包括用于采集红外热图像的第一摄像单元和用于采集可见光图像的第二摄像单元；所述第一摄像单元和第二摄像单元分别与所述通信模块连接。

可选地，所述图像识别模块包括用于识别红外热图像的第一识别单元和用于识别配电室可见光图像的第二识别单元，所述第一识别单元和所述第二识别单元分别与所述控制模块连接。

可选地，所述电流检测模块至少包括用于检测变压器高压侧三相电流的变压器高压侧电流检测单元和用于检测变压器中压侧三相电流的变压器中压侧电流检测单元；所述变压器高压侧电流检测单元和所述变压器中压侧电流检测单元分别与所述通信模块连接。

可选地，所述报警模块包括语音报警器、指示灯报警器和报警显示器中的一种或多种。

可选地，所述配电室还设置有用于实时检测配电室内温度变化的温度检测单元和用于实时检测配电室内湿度变化的湿度检测单元，所述温度监测单元和湿度检测单元分别与所述通信模块连接。

可选地，所述计算模块包括零序电流计算单元和零序电压计算单元；所述控制模块分别与所述零序电流计算单元和零序电压计算单元连接。

可选地，所述通信模块包括用于通知附近管理人员的近场通信单元和用于连接远端服务器的远场通信单元；所述近场通信单元包括ZigBee通信器、WiFi通信器、蓝牙通信器中的一种；所述远场通信单元包括2G通信器、3G通信器、4G通信器中的一种；所述近场通信单元和远场通信单元分别与所述控制模块连接。

可选地，所述变压器高压侧电流检测单元包括电流互感器、模数转换器和信号传输器，所述电流互感器的输出端与所述模数转换器的输入端连接，所述模数转换器的输出端与所述信号传输器的输入端连接，所述信号传输器的输出端与所述通信模块的输入端连接。

如上所述，本实用新型一种配电监控系统，具有以下有益效果。

通过电流及电压检测模块检测系统电流和电压，并通过通过计算模块获取异常，实时启动报警，增强了系统的智能化；通过摄像模块采集图像信息，并识别图像中的异常，可进一步增强系统的安全性；所有数据传输至服务器端进行处理，减少现场设备的负担，安全门禁可有效隔离非工作人员，增强安全性。

附图说明

图1为本实用新型配电监控系统的结构框图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

随着经济的发展，电力产品已经深入人们工作和生活的方方面面，要保障工作和生活的正常秩序，首要的是保障电力系统的稳定性和安全性。电力系统是指由发电厂、送变电线路、供配电所和用电环节等组成的电力生产和消费系统，其作用是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户，最为贴近人们日常工作和生活的当属供配电系统。而目前的供配电系统大多需要人工值班和巡检，自动化程度偏低，且巡检时需要沿线路逐步检查，定位异常效率低。非工作人员进入配电区时，对误操作缺乏管控，容易造成极大的安全隐患。基于这些缺陷，本实用新型提供了一种配电监控系统。

请参阅图1，配电系统安装在配电房内，配电室内设置有监控系统安装架，监控系统安装架设置有第一摄像模块1、电流检测模块2、电压检测模块3、动作模块4和通信模块7。在一实施例中第一摄像模块1包括用于采集红外热图像的第一摄像单元和用于采集可见光图像的第二摄像单元；第一摄像模块1的输出端、电流检测模块2的输出端和电压检测模块3的输出端分别与通信模块7连接。

在一实施例中，电流检测模块2至少包括用于检测变压器高压侧三相电流的变压器高压侧电流检测单元和用于检测变压器中压侧三相电流的变压器中压侧电流检测单元；变压器高压侧电流检测单元和变压器中压侧电流检测单元分别与通信模块7连接。在另一实施例中，变压器高压侧电流检测单元和变压器中压侧电流检测单元均至少包括电流互感器、模数转换器和信号传输器，电流互感器的输出端与模数转换器的输入端连接，模数转换器的输出端与信号传输器的输入端连接，信号传输器的输出端与通信模块7的输入端连接。电流互感器检测到电流后，将电流通过模数转换器转换为数字信号，再将数字信号通过信号传输器传入通信模块7。采集的电流信号包括变压器高压侧三相电流、变压器中压侧三相电流。

电压检测模块3检测配电设备各回路中的电压，并将采集到的信息输入通信模块7，在一实施例中，通信模块7包括用于通知附近管理人员的近场通信单元和用于连接远端服务器的远场通信单元；近场通信单元可以包括ZigBee通信器、WiFi通信器、蓝牙通信器中的一种；远场通信单元可以包括2G通信器、3G通信器、4G通信器中的一种；近场通信单元和远场通信单元分别与控制模块8连接。

电流检测模块2和电压检测模块3将检测到的信息通过通信模块7发送给控制模块8。控制模块8设置于服务器端，控制模块8与服务器连接。服务器端还设置有计算模块9、图像识别模块10和报警模块11；控制模块8的输出端与报警模块11的输入端连接。

在一实施例中，控制模块8可以采用通用处理器，包括中央处理器(CentralProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DigitalSignalProcessing，简称DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－

ProgrammableGateArray，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件中的任意一种。

在一实施例中，计算模块9包括零序电流计算单元和零序电压计算单元；控制模块8分别与零序电流计算单元和零序电压计算单元连接。零序电流计算单元根据采集的三相电流计算三相电流的向量和得到零序电流；零序电压计算单元根据检测的三线电压判断，当单相接地时，零序电压为线电压，如果是单相断线时，零序电压为1/2倍线电压。

控制模块8接收到通信模块7传输的电流、电压信息后，将信息发送给计算模块9，计算模块9根据检测到的三相电流信息分别计算对应的零序电流、变压器制动电流和零序电压。并判断计算出的零序电流和零序点压是否超出设定阈值范围，若未超出设定阈值，则计算模块9将结果反馈给控制模块8，控制模块8将计算及判断结果输入服务器，记录和存储检测数据；若判断计算结果超出设定阈值，则将结果反馈给控制模块8。在另一是实施例中，针对零序电流可以分别设置第一阈值和第二阈值，当计算结果仅超过第一阈值而在第二阈值范围内时，控制模块8发送命令给报警模块11，由报警模块11向管理人员预警，配电房存在安全隐患，以便管理人员及时进行排查；当计算结果超过第二阈值时，控制模块8发送命令给动作模块4，动作模块4可以为跳闸断路器，动作模块4接收到控制命令后开闸断电。

报警模块11包括语音报警器、指示灯报警器和报警显示器中的一种或多种。当检测到异常时，可以通过直接显示或语音提示的方式提醒管理人员配电房异常，通知管理人员及时处理。

此外，第一摄像单元和第二摄像单元将采集的图像信息通过通信模块7发送给控制模块8，控制模块8将图像输入服务器存储的同时，也将图像输入图像识别模块10。在一实施例中，图像识别模块10包括用于识别红外热图像的第一识别单元和用于识别配电室可见光图像的第二识别单元，第一识别单元和第二识别单元分别与控制模块8连接。

在另一实施例中，第一识别单元中集成了红外图像识别模型，红外图像识别模型可以通过常规的深度学习算法进行模型训练得到。训练所用的训练库可以采用配电房红外异常图像和正常图像组成训练集合。也可以采用神经网络算法进行模型训练。

第一识别单元可以识别图像中热量超出设定阈值的的区域，进行异常定位。

同样地，第二识别单元中集成了可见光图像识别模型，模型训练方法可采用训练红外图像识别模型同样的训练方法，仅用于训练的训练集合不同。训练集合可以为，可见光环境下，配电房运行过程中的可见光图像。

第二识别单元和可以用于提取图像中的人像信息，根据人像的动作识别危险操作。

图像识别模块10将识别结果反馈给控制模块8，控制模块8将结果输入服务器进行存储、记录的同时判断配电房中是否有异常。若存在异常，控制模块8发送命令给报警模块，提醒管理人员确认异常，及时进行处理。在另一实施例中，配电室内也可以安装提醒装置，接收控制模块8的异常控制命令，提醒现场的人员存在误操作风险或其他安全隐患。识别到严重异常时，启动动作模块4，及时开闸。

在一实施例中，配电房入口还设置有门禁，门禁至少包括门禁开关单元5和第二摄像模块6，门禁开关单元5的输入端与通信模块7的输出端连接，第二摄像模块6的输出端与通信模块7的输入端连接。第二摄像模块6采集准备进入配电房的人脸图像，将图像通过通信模块7发送给第二识别单元，第二识别单元间采集的人脸信息与服务器中存储的人脸信息进行比对，判断准备进入配电房的的人员是否为工作人员。若为工作人员，则反馈给控制模块8，控制门禁开关单元5打开门禁。若判断为非工作人员，则通过报警模块11通知管理人员，确认是否零时授权。

在另一实施例中，配电房内还设置有温度检测单元和湿度检测单元，实时检测配电房内温度和湿度变化，当温度或湿度超过设定范围时，将异常通过通信模块反馈给控制模块8，控制模块通过报警模块11启动报警信号，提醒管理人员及时处理。

综上所述，本实用新型一种配电监控系统，通过设置门禁，防止非工作人员进入配电房，引发安全隐患；通过人脸识别自动控制门禁开关，不需要工作人员额外操作，既提高了系统安全性，又便于使用；自动识别记录异常，能及时发现并反馈异常，避免人工巡检的主观性和效率低的问题。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种配电监控系统，其特征在于，包括：用于安装各配电设备的配电室和用于控制、检测及处理配电系统监控数据的服务器；所述配电室设置有门禁，所述门禁设置有门禁开关单元和用于获取到访人员图像的第一摄像模块；

所述配电室内设置有监控系统安装架，所述监控系统安装架设置有通信模块、用于根据检测结果执行动作命令的动作模块、用于检测变压器各侧电流的电流检测模块、用于检测配电设备各回路电压的电压检测模块和用于采集配电室内图像信息的第二摄像模块；

所述服务器端设置有图像识别模块、报警模块、用于计算电压及电流信息的计算模块和用于根据计算及识别结果发出动作指令的控制模块；所述第一摄像模块、第二摄像模块、电压检测模块和电流检测模块分别通过所述通信模块与控制模块连接；所述控制模块分别与所述计算模块、所述图像识别模块和所述服务器连接；所述控制模块的输出端分别与所述动作模块的输入端、所述门禁开关单元的输入端和所述报警模块连接；

所述第二摄像模块包括用于采集红外热图像的第一摄像单元和用于采集可见光图像的第二摄像单元；所述第一摄像单元和第二摄像单元分别与所述通信模块连接。

2.根据权利要求1所述的配电监控系统，其特征在于，所述图像识别模块包括用于识别红外热图像的第一识别单元和用于识别配电室可见光图像的第二识别单元，所述第一识别单元和所述第二识别单元分别与所述控制模块连接。

3.根据权利要求1所述的配电监控系统，其特征在于，所述电流检测模块至少包括用于检测变压器高压侧三相电流的变压器高压侧电流检测单元和用于检测变压器中压侧三相电流的变压器中压侧电流检测单元；所述变压器高压侧电流检测单元和所述变压器中压侧电流检测单元分别与所述通信模块连接。

4.根据权利要求1所述的配电监控系统，其特征在于，所述报警模块包括语音报警器、指示灯报警器和报警显示器中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的配电监控系统，其特征在于，所述配电室还设置有用于实时检测配电室内温度变化的温度检测单元和用于实时检测配电室内湿度变化的湿度检测单元，所述温度监测单元和湿度检测单元分别与所述通信模块连接。

6.根据权利要求1所述的配电监控系统，其特征在于，所述计算模块包括零序电流计算单元和零序电压计算单元；所述控制模块分别与所述零序电流计算单元和零序电压计算单元连接。

7.根据权利要求1所述的配电监控系统，其特征在于，所述通信模块包括用于通知附近管理人员的近场通信单元和用于连接远端服务器的远场通信单元；所述近场通信单元包括ZigBee通信器、WiFi通信器、蓝牙通信器中的一种；所述远场通信单元包括2G通信器、3G通信器、4G通信器中的一种；所述近场通信单元和远场通信单元分别与所述控制模块连接。

8.根据权利要求3所述的配电监控系统，其特征在于，所述变压器高压侧电流检测单元包括电流互感器、模数转换器和信号传输器，所述电流互感器的输出端与所述模数转换器的输入端连接，所述模数转换器的输出端与所述信号传输器的输入端连接，所述信号传输器的输出端与所述通信模块的输入端连接。

Images