CN216312756U - 一种智能电力监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种智能电力监控系统，利用上位机通过交换机连接至串口服务器，串口服务器再分别连接变压柜上设置的三相多功能电表、微机综合保护装置、温湿度传感器和干式变压器温控仪；三相多功能电表、微机综合保护装置、温湿度传感器和干式变压器温控仪分别通过RS485通信接口连线接至串口服务器。本实用新型可以根据现场工况配置多功能电表、微机综合保护装置以及干式变压器温控仪等，构成任意复杂的监控系统，实现了组网的灵活性，降低了运营成本，提高了电力监控的效率。

Description

一种智能电力监控系统

技术领域

本发明属于供电技术领域，特别涉及一种智能电力监控系统。

背景技术

伴随着我国经济的迅猛发展，电力行业也得到了飞快的发展，其中对电力配电设备的要求也不断提高。采用传统的人员定期巡检或单一的在线监测系统作为智能电网的运行维护大数据采集方式，都会产生人员工作量巨大、数据准确度偏低、每个独立系统采集的大量数据信息无法有效互相融合等技术问题，且同时面临着产品成本高、投资费用高的问题，而且每个独立系统的数据形成数据孤岛无法综合进行诊断。从结果上看，如果不能及时发现并排除异常，导致故障发生，不但变电站内会遭受巨大损失，同时也会对用电用户产生极大的损害。

如今市场上的传统在线监测多依靠人力，需要操作人员长期坚守在监控面前，并且存在误报警的情况。而且由于视频的局限性，如果想要判断特定哪个区域还需要现场工作人员亲自去查看，这样不仅监测效率低，而且也具有一定的安全隐患。

发明内容

针对现有电力监控系统存在的上述不足，本实用新型提供一种智能电力监控系统，大大降低设备投资的成本，实现在故障前预判重大隐患，从而大幅降低电力系统故障发生的概率。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种智能电力监控系统，包括上位机、交换机、串口服务器和变压柜；

所述的上位机通过交换机连接至串口服务器，串口服务器再通过RS485通信接口连线接至变压柜；

所述的串口服务器至少为3个，所述的变压柜至少为3个；

所述的串口服务器分别通过RS485线与变压柜Ⅰ、变压柜Ⅱ和变压柜Ⅲ上设置的各个测量仪器连接；

所述的变压柜Ⅰ设有三相多功能电表；

所述的变压柜Ⅱ设有三相多功能电表和干式变压器温控仪；

所述的变压柜Ⅲ设有微机综合保护装置、温湿度传感器和发电机电力综合仪表。

所述的三相多功能电表的接入方式如下：

当三相四线或者三相三线的电压低于500V时，电压直接接入；当三相四线或者三相三线的电压高于500V时，电压经互感器接入；

当三相四线或者三相三线的电流小于5A时，电流直接接入；当三相四线或者三相三线的电流大于5A时，电流经互感器接入。

本实用新型的工作原理如下：

本实用新型通过配置好的串口服务器连接各个仪表，采集仪表输出的Modbus-RTU协议信号，把仪表输出协议转为上位机软件（WINCC、力控等）方便读取的Modbus-TCP协议，然后通过交换机将数据传输到上位机进行处理和显示。

三相多功能电表是一种具有可编程测量、显示、数字通讯和电能脉冲输出等功能的多功能电力仪表，能够完成电量测量、电能计量、数据显示、采集及传输，其测量精度为0.5级、实现LED现场显示和远程RS-485数字接口通讯，采用Modbus-RTU通讯协议，从仪表的RS485通信接口连线至串口服务器（Modbus-RTU转Modbus-TCP交换机），串口服务器再通过交换机连接至上位机进行仪表信号的采集。三相多功能电表可测量电网中的电力参数有：相电压Ua、Ub、Uc；线电压Uab、Ubc、Uca；电流Ia、Ib、Ic；总有功功率P、总无功功率Q、功率因素COS、总视在功率S；频率HZ以及有功电能、无功电能。

所述的交换机为多口工业交换机，把各串口服务器网关采集的信息数据集中输送至上位机。

所述的微机综合保护装置集保护、测量、控制、人机接口、通信等多种功能于一体，代替了各种常规继电器和测量仪表，节省了大量的安装空间和控制电缆，可以防止、记录过压、过流等用电安全情况；从仪表的RS485通信接口连线至串口服务器（Modbus-RTU转Modbus-TCP交换机），串口服务器再通过交换机连接至上位机进行仪表信号的采集。

所述的温湿度传感器采用RS485硬件接口，具有防雷设计，协议层兼容标准的工业Modbus-Rtu协议，通过传感器的RS485通信接口连线接至串口服务器（Modbus-RTU转Modbus-TCP交换机），串口服务器再通过交换机连接到上位机对传感器表输出的Modbus信号进行采集，主要采集温度、湿度数据。

所述的干式变压器温控仪具有三相线包温度巡回小时和最高相温度显示切换功能，可设置自动开关风机温度、超温报警温度，温度达跳闸温度时可自动跳闸，传感器故障时故障指示灯亮，并根据正常的传感器温度信号控制风机动作；从干式变压器温控仪的RS485通信接口连线接至串口服务器（Modbus-RTU转Modbus-TCP交换机），串口服务器再通过交换机连接到上位机对干式变压器温控仪输出的Modbus信号进行采集，主要采集三相温度、三相传感器状态、风机动作状态、跳闸状态等数据。

作为本实用新型的进一步改进，所述的干式变压器温控仪通过RS485总线与无线终端通信；所述的所述的干式变压器温控仪包括红外-RS485通讯转换器，所述的红外-RS485通讯转换器安装于计量柜体表面，对准三相多功能电表红外传输口，并通过RS485连接线与串口服务器连接。

所述的干式变压器温控仪为具有Modbus通信协议的温控仪，通过RS485线与终端连接，通过网络与服务器中间件程序通讯，中间件程序将温控仪的数据存储在服务器数据库上，供手机、网页端展示，实现远程查看变压器温度、各项电能信息、温控仪风机状态、温控仪跳闸动作状态等。

红外-RS485通讯转换器的红外头对应电网DLT645电表红外参数，基于38KHz信号调制解调的远红外转换器，采用RS485芯片，远红外对管，38KHz晶振作为时钟信号源，1200波特率，具有四根引线，两根用于转换集成电路供电，两根为RS485A、RS485B信号线，适用于多种具有红外通信口的电表、智能家居、工控设备等具有数据抄读的仪表，可以很方便用于实现RS485组网。

采用红外-RS485通讯转换器提供信号连接，近距离的供上位机程序近距离采集供电局电表、三相多功能电表的各项用电参数，实现数据快速传输，增加数据采集渠道，使数据处理更加准确。

其连接方式如下：红外头对准供电局电表红外传输口，转出来两根RS485线连接交换机，以透传方式连接上位机供上位机采集供电局电表的DLT645协议信号。主要采集相电压Ua、Ub、Uc；电流Ia、Ib、Ic；总有功功率P、总无功功率Q、功率因素COS；频率HZ以及有功电能、无功电能；充值电量、剩余电量信息。

本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型可以根据现场工况配置多功能电表、微机综合保护装置以及干式变压器温控仪等，构成任意复杂的监控系统，实现了组网的灵活性，降低了运营成本，提高了电力监控的效率。

2、本实用新型利用干式变压器温控仪代替原来普通的温控仪，在将温控仪数据传输到终端，利用网络将存储在服务器上的数据供移动端展示，实现远程查看变压器温度、各项电能信息、温控仪风机状态、温控仪跳闸动作状态等。

附图说明

图1为实施例1的系统拓扑图。

图2为实施例2的系统拓扑图。

附图标记：1-上位机，2-交换机，3-串口服务器，4-微机综合保护装置，5-干式变压器温控仪，6-温湿度传感器，7-三相多功能电表，8-变压器，9-温控仪测量位点，10-打印机，11-UPS，12-无线网关设备，13-无线终端，14-发电机电力综合仪表，15-变压柜Ⅰ，16-变压柜Ⅱ，17-变压柜Ⅲ。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1

如图1所示的一种智能电力监控系统，包括上位机1、交换机2、串口服务器3和变压柜；

所述的上位机1通过交换机2连接至串口服务器3，串口服务器3再通过RS485通信接口连线接至变压柜；

所述的串口服务器3至少为3个，所述的变压柜至少为3个；

所述的串口服务器3分别通过RS485线与变压柜Ⅰ15、变压柜Ⅱ16和变压柜Ⅲ17上设置的各个测量仪器连接；

所述的变压柜Ⅰ15设有三相多功能电表7；

所述的变压柜Ⅱ16设有三相多功能电表7和干式变压器温控仪5；

所述的变压柜Ⅲ17设有微机综合保护装置4、温湿度传感器6和发电机电力综合仪表14。

所述的三相多功能电表7的接入方式如下：

当三相四线或者三相三线的电压低于500V时，电压直接接入；当三相四线或者三相三线的电压高于500V时，电压经互感器接入；

当三相四线或者三相三线的电流小于5A时，电流直接接入；当三相四线或者三相三线的电流大于5A时，电流经互感器接入。

本实施例的工作原理如下：

本实施例通过配置好的串口服务器连接变压柜Ⅰ15的各个仪表，采集仪表输出的Modbus-RTU协议信号，把仪表输出协议转为上位机软件（WINCC、力控等）方便读取的Modbus-TCP协议，然后通过交换机将数据传输到上位机进行处理和显示。

三相多功能电表7是一种具有可编程测量、显示、数字通讯和电能脉冲输出等功能的多功能电力仪表，能够完成电量测量、电能计量、数据显示、采集及传输，其测量精度为0.5级、实现LED现场显示和远程RS-485数字接口通讯，采用Modbus-RTU通讯协议，从仪表的RS485通信接口连线至串口服务器3（Modbus-RTU转Modbus-TCP交换机），串口服务器3再通过交换机2连接至上位机1进行仪表信号的采集。三相多功能电表7可测量电网中的电力参数有：相电压Ua、Ub、Uc；线电压Uab、Ubc、Uca；电流Ia、Ib、Ic；总有功功率P、总无功功率Q、功率因素COS、总视在功率S；频率HZ以及有功电能、无功电能。

所述的交换机2为多口工业交换机，把各串口服务器3网关采集的信息数据集中输送至上位机1。

所述的微机综合保护装置4集保护、测量、控制、人机接口、通信等多种功能于一体，代替了各种常规继电器和测量仪表，节省了大量的安装空间和控制电缆，可以防止、记录过压、过流等用电安全情况；从仪表的RS485通信接口连线至串口服务器3（Modbus-RTU转Modbus-TCP交换机），串口服务器3再通过交换机2连接至上位机1进行仪表信号的采集。

所述的干式变压器温控仪5具有三相线包温度巡回小时和最高相温度显示切换功能，可设置自动开关风机温度、超温报警温度，温度达跳闸温度时可自动跳闸，传感器故障时故障指示灯亮，并根据正常的传感器温度信号控制风机动作；从干式变压器温控仪5的RS485通信接口连线接至串口服务器3（Modbus-RTU转Modbus-TCP交换机），串口服务器3再通过交换机2连接到上位机1对干式变压器温控仪5输出的Modbus信号进行采集，主要采集三相温度、三相传感器状态、风机动作状态、跳闸状态等数据。

所述的温湿度传感器6采用RS485硬件接口，具有防雷设计，协议层兼容标准的工业Modbus-Rtu协议，通过传感器的RS485通信接口连线接至串口服务器3（Modbus-RTU转Modbus-TCP交换机），串口服务器3再通过交换机2连接到上位机1对传感器表输出的Modbus信号进行采集，主要采集温度、湿度数据。

实施例2

与实施例1相比较，本实施例的不同点在于：所述的干式变压器温控仪5通过RS485总线与无线终端13通信；所述的干式变压器温控仪5包括红外-RS485通讯转换器，所述的红外-RS485通讯转换器安装于计量柜体表面，对准三相多功能电表7红外传输口，并通过RS485连接线与串口服务器连接，具体连接方式如图2所示。

本实施例的工作原理与实施例1的相同。

所述的干式变压器温控仪5为具有Modbus通信协议的温控仪，通过RS485线与无线终端连接，通过网络与服务器中间件程序通讯，中间件程序将温控仪的数据存储在服务器数据库上，供手机、网页端展示，实现远程查看变压器温度、各项电能信息、温控仪风机状态、温控仪跳闸动作状态等。

红外-RS485通讯转换器的红外头对应电网DLT645电表红外参数，基于38KHz信号调制解调的远红外转换器，采用RS485芯片，远红外对管，38KHz晶振作为时钟信号源，1200波特率，具有四根引线，两根用于转换集成电路供电，两根为RS485A、RS485B信号线，适用于多种具有红外通信口的电表、智能家居、工控设备等具有数据抄读的仪表，可以很方便用于实现RS485组网。

采用红外-RS485通讯转换器提供信号连接，近距离的供上位机1程序近距离采集供电局电表、三相多功能电表7的各项用电参数，实现数据快速传输，增加数据采集渠道，使数据处理更加准确。

其连接方式如下：红外头对准供电局电表红外传输口，转出来两根RS485线连接交换机，以透传方式连接上位机供上位机采集供电局电表的DLT645协议信号。主要采集相电压Ua、Ub、Uc；电流Ia、Ib、Ic；总有功功率P、总无功功率Q、功率因素COS；频率HZ以及有功电能、无功电能；充值电量、剩余电量信息。

实施例3

与实施例2相比较，本实施例的不同点在于：

所述的上位机1还连接有打印机10、UPS11和无线网关设备12。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种智能电力监控系统，其特征在于：包括上位机（1）、交换机（2）、串口服务器（3）和变压柜；

所述的上位机（1）通过交换机（2）连接至串口服务器（3），串口服务器（3）再通过RS485通信接口连线接至变压柜；

所述的串口服务器（3）至少为3个，所述的变压柜至少为3个；

所述的串口服务器（3）分别通过RS485线与变压柜Ⅰ（15）、变压柜Ⅱ（16）和变压柜Ⅲ（17）上设置的各个测量仪器连接；

所述的变压柜Ⅰ（15）设有三相多功能电表（7）；

所述的变压柜Ⅱ（16）设有三相多功能电表（7）和干式变压器温控仪（5）；

所述的变压柜Ⅲ（17）设有微机综合保护装置（4）、温湿度传感器（6）和发电机电力综合仪表（14）。

2.根据权利要求1所述的智能电力监控系统，其特征在于：所述的干式变压器温控仪（5）通过RS485总线与无线终端（13）通信；所述的干式变压器温控仪（5）包括红外-RS485通讯转换器，所述的红外-RS485通讯转换器安装于变压柜体表面，对准三相多功能电表（7）红外传输口，并通过RS485连接线与串口服务器连接。

3.根据权利要求1所述的智能电力监控系统，其特征在于：所述的上位机还连接有打印机（10）、UPS（11）和无线网关设备（12）。

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