CN212158839U - 一种基于nb-iot的配电设备运行监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于NB‑IOT的配电设备运行监测系统，包括用于实时采集电气设备连接点温度数据的无线测温终端、用于采集一次高压设备外观图片数据的视频采集器以及用于存储温度数据和外观图片数据的现场控制器，现场控制器与视频采集器以及无线测温终端之间均通过无线通信装置进行数据传输；所述现场控制器经有线网络连接后台管理器，后台管理器经通信网络连接与之绑定的智能终端；所述无线测温终端和视频采集器构成NB‑IOT的感知层，有线网络、无线通信装置以及通信网络构成NB‑IOT的网络层，现场控制器、后台管理器和智能终端构成NB‑IOT的应用层。本实用新型通过应用窄带物联网无线通信技术，能够对配电设备电气结构部件的在线状态进行实时监测。

Description

一种基于NB-IOT的配电设备运行监测系统

技术领域

本实用新型涉及电力行业配电设备监控技术领域，具体涉及一种基于NB-IOT的配电设备运行监测系统。

背景技术

电力网配电系统设备是直接面向终端用户的最后环节，直接关系着社会和用户的用电质量和可靠性，具有重要的突出地位。为确保设备的正常安全运行，电力管理部门专业人员通过巡视和检查设备有无异状和设备运行中的变化，以判断设备的运行状况是否正常。通常，配电系统设备的电气类隐患及缺陷主要有：部件损坏及缺失，电气结点、动作机构、传输电能、开关转换、熔断保护等载流部件，其安全运行状态和完备性也构成了主要监控和管理的重要环节。

电气类隐患及缺陷，由于长期处于过载、过流的运行状态，极易形成典型的隐患和故障，其主要原因是发热和超温，严重时可造成部件损坏、电流泄漏，甚至危及人员生命和财产损失、电力供应的稳定，为社会和生活带来重大影响。

管理部门进行巡视和检查的方法，通常以外观检查和借助检测仪器为主，其中的外观检查效果又与人员的方法、经验及技术水平有关，由于检测仪器由人力操控，其检查效果除受以上因素影响外，仪器本身的应用也有诸多严格要求，也极易出现误差；并且当环境和气象条件较差时，这种传统检测手段和时效受到的影响更大。

近年有相关电力设备通过一定技术手段的应用，主要采用经采集装置及监控装置、软件程序、以及以太网、无线通信、窄带物联网(NB-IOT)等组成的管理系统，对变电站内重要设备进行电网系统特殊技术指标的运行状态和室内及箱柜的消防管理状态，以及配电变压器内部构件的运行异常情况监测，但是现有技术中对事件现场，特别是对于重要用户专用设备(例如：医院、学校、科研、精密及重型制造等)和关联线路、民居集中且台区老旧区域线路设备故障的反应能力缺失，不能及时通知管理单位关注，造成管理单位对现场事件可能进一步扩大和发展而引发的重大损失、安全故障甚至事故，也即对相关装置的监控效果不能掌握。

配网电力线路的电气结构部件，依据设计规范所采用的型号规格材料，通常可满足一定范围荷载需求，但由于材质生产、施工安装、负载突变、动作频繁、年久失修及外力破坏等因素，形成诸多故障隐患，甚至造成设备事故，而发热和超温甚至烧损则为其典型的故障特征。由于运行中配网线路的电气结构部件均为承接和传输结构，一旦发生电气结点、动作机构、传输电能、开关转换、熔断保护等载流部件损坏和缺失，即可形成较严重或重大责任考核事故。经查阅检索，尚未发现有针对配电线路电气结构部件的实时监测技术措施。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种基于NB-IOT的配电设备运行监测系统，能够对配电线路电气结构部件进行实时监测。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种基于NB-IOT的配电设备运行监测系统，包括用于实时采集电气设备连接点温度数据的无线测温终端、用于采集一次高压设备外观图片数据的视频采集器以及用于存储温度数据和外观图片数据的现场控制器，现场控制器与视频采集器以及无线测温终端之间均通过无线通信装置进行数据传输；所述现场控制器对采集的电气设备连接点的温度数据与预警值进行比对进行现场电气设备连接点的状态进行判断，当实际温度数值超过预警值时将该温度数据和与该电气设备连接点关联的一次高压设备的外观图片数据经有线网络发送至后台管理器，后台管理器根据现场控制器上传的电气设备连接点的温度数据、一次高压设备的外观图片数据分别与正常数据进行比对并生成告警和故障处理方案经通信网络发送给与之绑定的智能终端；所述无线测温终端和视频采集器构成NB-IOT的感知层，有线网络、无线通信装置以及通信网络构成NB-IOT的网络层，现场控制器、后台管理器和智能终端构成NB-IOT的应用层。

进一步的，所述无线测温终端采用非接触式红外测温仪。

进一步的，所述视频采集器为高清摄像头。

进一步的，所述智能终端为智能手机。

进一步的，所述现场控制器为工控机。

进一步的，所述工控机内置有GPS定位模块。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本实用新型通过应用窄带物联网NB-IOT通信技术，能够对配电设备电气结构部件的在线状态进行实时监测并通过有线和无线通信技术传输数据，经后台处理后向相关管理人员提示预警信息，及时对电力设施进行检修，可有效防止和避免由此引发的设备事故，保障电力配电网安全运行。

附图说明

图1是本实用新型的结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型公开了一种基于NB-IOT的配电设备运行监测系统，包括现场控制器、后台管理器、无线通信装置以及无线测温终端、视频采集器和智能终端，上述所有设备构建为NB-IOT系统；其中，无线测温终端和视频采集器构成NB-IOT的感知层，有线网络、无线通信装置以及通信网络构成NB-IOT的网络层，现场控制器、后台管理器和智能终端构成NB-IOT的应用层。

无线测温终端采用非接触式红外测温仪，安装在配电站的电气设备连接点附近，非接触式红外测温仪与电气设备连接点之间的间距根据所购买的红外测温仪辐射范围确定。无线测温终端对电气设备连接点的节点温度进行实时采集后，将温度数据模拟量转为数字信号，再无线通信装置发送给现场控制器。

视频采集采用高清摄像头，安装在配电站的一次高压设备附近，高清摄像头定时对一次高压设备进行拍照，然后通过8位并口数据总线传给无线通信装置，无线通信装置再将图片数据通过无线网络发送给现场控制器。

无线通信装置采用和远智能生产的NB-IOT数据传输终端，采用高性能的工业级32位通信处理器和工业级无线模块设计而成，提供一路RS485接口，支持MODBUS等多种通讯规约，支持数据透明传输，具有超低功耗。NB-IOT数据传输终端作为数据传输的桥梁，将视频采集器以及无线测温终端采集的数据经缓存后发送给现场控制器。

现场控制器安装在设备现场，与无线通信装置在同一个位置，本实用新型中现场控制器采用工控机。工控机收到温度数据和图片数据后，判断温度数据是否超过设定的预警值，若温度数据超过第一预警值，现场控制器立刻通过有线网络将温度数据和图片数据发送给后台管理器。本实用新型中工控机内置有GPS定位模块，用于定位当前工控机所在位置，当工控机向后台管理器上传数据时，同时将工控机的地理信息上传到后台管理器。

后台管理器接收到现场控制器上传的数据后，与第二预警值比对，判断收到的温度数据是否有异常，发现异常立刻告警；同时对接收的图片数据进行对比，发现与正常图片的不同之处后立刻告警，判断所监测设备的故障程度并生成故障处理方案发送给与后台管理器绑定的智能终端，提醒配备智能终端的工作人员及时进行故障处理，有效解决了区域性电力供应的突发事态，起到了保障电力线路安全运行和人财安全的作用。本实用新型中的后台管理器可采用服务器式计算机即可，计算机内置存储数据进行数据比对发出报警信息的监控平台。

能够与后台管理器无线连接的智能终端持有于设备管理相关的工作人员，智能终端可采用智能手机、ipad等，可通过手机短信及APP接收后台管理器发出的监测设备的告警信息和故障处理方案，及时处理设备故障，提高对电力设备的现场安全防护管理水平。

Claims (6)

1.一种基于NB-IOT的配电设备运行监测系统，其特征在于：包括用于实时采集电气设备连接点温度数据的无线测温终端、用于采集一次高压设备外观图片数据的视频采集器以及用于存储温度数据和外观图片数据的现场控制器，现场控制器与视频采集器以及无线测温终端之间均通过无线通信装置进行数据传输；所述现场控制器对采集的电气设备连接点的温度数据与预警值进行比对进行现场电气设备连接点的状态进行判断，当实际温度数值超过预警值时将该温度数据和与该电气设备连接点关联的一次高压设备的外观图片数据经有线网络发送至后台管理器，后台管理器根据现场控制器上传的电气设备连接点的温度数据、一次高压设备的外观图片数据分别与正常数据进行比对并生成告警和故障处理方案经通信网络发送给与之绑定的智能终端；所述无线测温终端和视频采集器构成NB-IOT的感知层，有线网络、无线通信装置以及通信网络构成NB-IOT的网络层，现场控制器、后台管理器和智能终端构成NB-IOT的应用层。

2.根据权利要求1所述的一种基于NB-IOT的配电设备运行监测系统，其特征在于：所述无线测温终端采用非接触式红外测温仪。

3.根据权利要求1所述的一种基于NB-IOT的配电设备运行监测系统，其特征在于：所述视频采集器为高清摄像头。

4.根据权利要求1所述的一种基于NB-IOT的配电设备运行监测系统，其特征在于：所述智能终端为智能手机。

5.根据权利要求1所述的一种基于NB-IOT的配电设备运行监测系统，其特征在于：所述现场控制器为工控机。

6.根据权利要求5所述的一种基于NB-IOT的配电设备运行监测系统，其特征在于：所述工控机内置有GPS定位模块。

Images