CN217956781U - 一种双视实时在线监测智能预警系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种双视实时在线监测智能预警系统，包括：变电站监控计算机，与区域平台监控管理模块连接的变电站监控模块和变电站报警模块；所述变电站监控模块包括依次连接的双视监控器、交换机和本地控制单元，交换机与变电站监控计算机通讯连接；所述变电站报警模块包括依次连接的探测器、信号传输控制器和报警单元，信号传输控制器还与变电站监控计算机通讯连接；利用相关部门计算机，能够随时对变电站的设备实时运行状态进行全方位监测，实现生产智能化管理与现场实时调度，从而充分将其优势作用发挥出来，在保证变电站稳定有序运行的同时，为变电站带来良好的综合效益。

Description

一种双视实时在线监测智能预警系统

技术领域

本公开涉及预警设备技术领域，具体涉及一种双视实时在线监测智能预警系统。

背景技术

智能变电站必须具备基于组件化、标准化、就地化等原则的在线监测系统，其需要对高压电气设备做全方位的参数监测、诊断分析、故障定时定位、预警、远程监测等等。

还有部分专家提出了利用离线实验、带电检测、在线检测等各种数据集成管理方式，构建数据采集、状态分析、远程诊断为一体的状态检测体系。

在预警系统中，在线监测系统应作为关键部分进行构建，在视频监控前端系统与后端管理平台系统的辅助下，实时监测变电站的所有形态，以此避免发生高压电器设备事故。

如何对智能变电站实现巡检监控、能够同时进行多通道实时温度检测或者安全监控、可以进行多通道监控区域的混合监视和针对变电站的关键部位进行全面录像是需要解决的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本公开提供了智能变电站用的一种双视实时在线监测智能预警系统。

本公开提供了一种双视实时在线监测智能预警系统，包括：变电站监控计算机，与区域平台监控管理模块连接的变电站监控模块和变电站报警模块；所述变电站监控模块包括依次连接的双视监控器、交换机和本地控制单元，交换机与变电站监控计算机通讯连接；所述变电站报警模块包括依次连接的探测器、信号传输控制器和报警单元，信号传输控制器还与变电站监控计算机通讯连接。

进一步的，所述交换机与第一光纤收发器网线连接，第一光纤收发器与第二光纤收发器光缆连接，第二收发器与变电站监控计算机网络连接。

进一步的，所述双视监控器采用红外双视监控仪。

作为一种实施方式，所述探测器还包括电压信号采集电路、电流信号采集电路和谐波信号采集电路。

作为一种实施方式，所述探测器包括漏电信号检测电路，采用零序电流互感器进行漏电检测。

作为一种实施方式，所述探测器包括位置探测器。

作为一种实施方式，所述变电站监控计算机包括集控中心工控计算机。

作为一种实施方式，所述报警模块包括报警器。

作为一种实施方式，所述信号传输控制器还与本地存储设备连接。

作为一种实施方式，所述数据传输控制器还与网络路由器连接。

与现有技术对比，本公开具备以下有益效果：

1、本申请设计并实现智能变电站双视实时在线监测智能预警系统，对设备进行可视化与红外监测，并以计算机技术为辅助，切实结合数据挖掘与统计分析，智能处理系统数据信息，以此实现基本功能、运行、决策、检修、指导等各种延伸功能。这一系统在实践应用之后，将在MIS网络范围之内，利用相关部门计算机，能够随时对变电站的设备实时运行状态进行全方位监测，其势必会进一步实现生产智能化管理与现场实时调度，从而充分将其优势作用发挥出来，在保证变电站稳定有序运行的同时，为变电站带来良好的综合效益。

2、本公开智能变电站双视实时在线监测智能预警系统直接优化了视频监控系统的多项功能，其具有较强的全数字红外热成像功能，能够切实将设备运行的热分布情况进行实时反映，以后台软件的分析功能为辅助，可以对设备热故障状况进行全程观察，并在区域图上行实时预警，而且平台的数据统计与分析功能，能生动、直观地将变电站设备状态与数据信息展示出来，以供管理者查看，及时把可能会出现的故障与事故从根源上消除。不仅如此，双视实时在线监测智能预警系统还具备红外监控防盗和现场图像等延伸功能。通过对管理范围内的变电站关键设备。

本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为双视实时在线监测智能预警系统的结构示意图；

图2为变电站监控模块的结构示意图；

图3为双视实时在线监测智能预警系统的报警工作流程图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例1

如图1所示，双视实时在线监测智能预警系统，包括：变电站监控计算机，与区域平台监控管理模块连接的变电站监控模块和变电站报警模块；所述变电站监控模块包括依次连接的双视监控器、交换机和本地控制单元，交换机与变电站监控计算机通讯连接，通过交换机将双视监控器采集的数据信息传输至变电站监控计算机；所述变电站报警模块包括依次连接的探测器、信号传输控制器和报警单元；信号传输控制器还与变电站监控计算机通讯连接，信号传输控制器将报警信息传输至变电站监控计算机，变电站监控计算机用于接收来双视监控器和探测器的数据信息，并处理后生成控制指令，并传输至报警单元进行报警动作，以及辅助人员进行管理操作，例如及时切断故障用电设备的电源以降低故障区域所造成的影响。

进一步的，所述数据传输控制器还与网络路由器连接。数据传输控制器可采用崇瀚科技GPRS DTU(Data Transmit Unit，数据传输单元，也称之为M2M设备或IP Modem)。

进一步的，所述信号传输控制器还与本地存储设备连接。所述信号传输控制器可采用高隔离多路信号传输控制器——MAX4545。

进一步的，所述交换机与第一光纤收发器网线连接，第一光纤收发器与第二光纤收发器光缆连接，第二收发器与变电站监控计算机网络连接。所述交换机可采用BROCADE300交换机。所述第一光纤收发器可采用HFBR-24E6Z光接收发器，所述第二光纤收发器可采用R-2521Z光纤收发器。

进一步的，所述变电站监控计算机为集控中心工控计算机。可采用DA-820系列多功能变电站专用计算机。

进一步的，所述探测器包括位置探测器，用于检测设备的动作距离，可以用于测量预设的电力设备或变电站巡检机器人的相对距离，以辅助判断是否在正常的工作状态。

进一步的，所述探测器还包括漏电信号检测电路，采用零序电流互感器，用于配电系统漏电检测。

进一步的，所述探测器还包括电压信号采集电路、电流信号采集电路和谐波信号采集电路，电压信号采集电路是将A、B、C三相交流电经电阻降压后输出电压信号；所述电流信号采集电路是将A、B、C三相电流经电流互感器、负载电阻后输出电流信号；所述谐波信号采集电路是经互感器耦合、电阻分压、电容滤波后输出谐波信号的电路。

进一步的，所述双视监控器为视频、温度检测器，可采用红外双视监控仪。

进一步的，所述双视监控器实时监控目标，并通过网络传输并储存实时数据，分别转发给客户端与系统服务中加以显示与整理分析。温度计算服务器解码红外视频流，以获取红外图像，并基于温度计算法，换算灰度值为温度值，从而得到目标的温度信息，然后加以存储，传输到客户端上显示，同时还要详细检查目标的温度是否控制在预置范围内，一旦超出范围，及时报警。

进一步的，所述报警模块包括报警器，所述报警器可采用压电无源蜂鸣器、压电有源蜂鸣器、电磁无源蜂鸣器或电磁有源蜂鸣器。

另外，在系统服务器中，还能够进一步分析CCD图像，在检测到异常时，能够及时预警。系统服务器在报警的时候，会向客户端与远程开关发送报警命令。在客户端接收到命令之后，会通过程序界面显示信息，并进行警示动作。而远程开关接收到命令之后，在会在输出口生成开关信号，以此对报警器报警进行控制。

其中平台用户都是利用浏览器访问系统，因为隔离了数据库，平台与工作站自行维护数据库系统和数据信息。数据交换主要利用DII控件，而服务器程序则是基于JNI调用DII控件，网络数据传输则是由DII控制，DII控件可以与工作站系统之间对接，以此获取所需数据信息，并通过Socket进行网络数据传输。而缺乏DII接口的部分功能，则应该利用Hessian方式经过工作站骨架流程，获得数据信息以供平台使用，数据通过基于Http的序列化协议实现进一步传输。

在线监测智能预警系统通过全数字化一线通网络，进行图像数据传输，并合理控制监控器。监测系统的硬件网络结构具体如图2所示。其中监控器和监控服务器数据传输只需要借助一根网线进行连接即可，这就在很大程度上降低了系统安装布线的复杂性与难度，还能够有效提升监控系统的稳定性与可靠性，以此节约更多系统安装成本，保证系统的安全性、可靠性、抗干扰性、兼容性与扩展性得到明显提高。通过全数字化一线通进行热图像采集，用户或者监控系统可以。所述双视监控器可采用红外双视监控仪。

智能变电站双视实时在线监测智能预警系统直接优化了视频监控系统的多项功能，其具有较强的全数字红外热成像功能，能够切实将设备运行的热分布情况进行实时反映，以后台软件的分析功能为辅助，可以对设备热故障状况进行全程观察，并在区域图上行实时预警，而且平台的数据统计与分析功能，能生动、直观地将变电站设备状态与数据信息展示出来，以供管理者查看，及时把可能会出现的故障与事故从根源上消除。不仅如此，双视实时在线监测智能预警系统还具备红外监控防盗和现场图像等延伸功能。通过对管理范围内的变电站关键设备。

在用户利用客户端登录系统，并进行初始化操作之后，系统开始运转。红外热像仪实时监控目标，并通过网络传输并储存实时数据，分别转发给客户端与系统服务中加以显示与整理分析。温度计算服务器解码红外视频流，以获取红外图像，并基于温度计算法，换算灰度值为温度值，从而得到目标的温度信息，然后加以存储，传输到客户端上显示，同时还要详细检查目标的温度是否控制在预置范围内，一旦超出范围，及时报警。另外，在系统服务器中，还能够进一步分析CCD图像，在检测到异常时，能够及时预警。系统服务器在报警的时候，会向客户端与远程开关发送报警命令。在客户端接收到命令之后，会通过程序界面显示信息，并进行警示动作。而远程开关接收到命令之后，在会在输出口生成开关信号，以此对报警器报警进行控制。

智能变电站双视实时在线监测智能预警系统的部分关键节点中配置了一定的容错机制，以此保证系统的稳定性与可靠性。

其中主服务器利用定时查询的方法，监测其他设备运行状况，一旦检测到设备失效，则利用容错机制直接切换到容错模式下，不必停止运行，但是需要报警，提示相关技术人员及时维护系统。在系统中，服务器是核心部分，如果出现宕机状态，势必会直接威胁系统的正常运行。在数据库中保存所有数据，服务程序运行时，不会单独保存系统数据，服务程序立足于数据库的数据信息快速重新启动，将会处于相同状态进行远程实时监控，监测系统在很大程度上可以代替手持式红外热成像设备。

另外，工作人员也无需长时间在现场巡视，这就代表着设备巡视与维护将要真正意义上进入状态检修环节，也就是根据系统在线监控反映的实际状况，指导检修维修工作顺利进行，以此有效节约投入成本对其开展实时二次温度分析与故障真实性审核。

智能变电站二次系统测试的主要采用一致性测试法。通过验证通信接口与标准的要求来检验通信线路上的数据流对访问组织、时间同步、电平、位顺序及错误的处理等信息。通过一致性测试可以有效地提高系统协议间的互操作性。一致性测试既是系统互操作性测试的前提与基础，也是智能变电站二次系统设备互操作性对各种标准运行的要求。

在智能变电站二次系统测试中，需要应用rtds仿真系统、模拟信号接口、电子式互感器模拟装置等设备。通过这些装置对智能变电站的系统测试中的模拟量回路联调试验、开关量联调试验、间隔层设备联调试验、监控系统联调试验、远动通信系统检查及操作试验等。

现阶段实现二次设备互换性的复杂程度，和设备本身的功能配置、是否独立装置、行业标准化程度有密切关系。对于功能简单、独立运行的装置来说，比较容易实现互换，比如交换机设备:而继电保护装置由于其功能配置复杂多样、与过程层、站控层设备均存在信息交互,实现互换面临较多瓶颈。鉴于不同设备的互换方案的差异，本申请针对目前业界关心的不同厂商功能同类产品的互换,从过程层、间隔层、站控层设备角度出发，分别分析和探讨各种二次设备实现互换性的可行性和解决方案。

不同厂商的智能终端设备因为开入数量不一致、眺闸出口定义不一致、虚端子定义存在差异等原因，实现不同厂商之间智能终端设备的互换性还需要技术规范支持。智能终端宜按照电压等级规划几个产品序列，每个序列产品的开入开出数量确定，输出GOOSE内容固定,装置内部虚端子定义明确，各厂家参照规范执行，以提高不同厂商智能终端设备的互换可行性。主要从以下几方面考虑:

1)统一的硬件接口定义，物理接口采用标准形式，比如航空插座；

2)开入和开出以及操作回路的定义到具体端子的标准化；

3)配置工具和配置文件标准化，ICD文件中的GOOSE输出数据集和输入数据集的数目和每个数据集里的数据信息排列顺序按照国网六统一设计规范实现。

设计并实现智能变电站双视实时在线监测智能预警系统，对设备进行可视化与红外监测，并以计算机技术为辅助，切实结合数据挖掘与统计分析，智能处理系统数据信息，以此实现基本功能、运行、决策、检修、指导等各种延伸功能。这一系统在实践应用之后，将在MIS网络范围之内，利用相关部门计算机，能够随时对变电站的设备实时运行状态进行全方位监测，其势必会进一步实现生产智能化管理与现场实时调度，从而充分将其优势作用发挥出来，在保证变电站稳定有序运行的同时，为变电站带来良好的综合效益。

二次设备运行状态信息包含装置的SV/GOOSE/MMS链路异常信号和装置的自检信息。根据二次回路在线监测与故障诊断的需求，针对智能变电站内不同类型智能二次设备的特点，将在线监测的信息分为装置的运行状态信息、告警信号信息、保护动作信息等。

(1)装置的运行状态信息，装置的运行状态信息包含装置的软硬件自检信息、采样值、开关量信息。其中软硬件自检信息包含有装置的运行温度，通道光强，电源电压信息。采样值和开关量信息包含各支路电流、差动电流以及重要的开入量状态。对此类信息长期进行监视统计，为状态检修提供基础数据和检修依据。

告警信息，告警信息包含采样值、开关量异常告警及装置异常告警。其中采样值异常告警包括CT/PT断线、SV品质异常、SV链路中断、SV检修状态不一致。开入量异常告警包含开入量异常、GOOSE链路中断、GOOSE检修不一致。装置异常告警包含失电告警、闭锁。在二次回路出现此类重要告警时，快速进行故障诊断和状态评估,采取“异常后快速定位，异常前状态评估”的策略。为运检人员提供有效指导，提高智能站维护便利性。

保护动作，保护动作信息包含保护动作信号(保护启动、保护动作元件)和动作出口信号(出口相别，整组动作时间)。

SV/GOOSE运行状态信息，SV/GOOSE的运行状态信息指的是报文状态以及格式异常信息。SV报文状态包含幅值精度、相位精度、双AD一致性、报文等间隔性、检修状态、同步状态、数据有效性、同步信号丢失。报文格式异常指的是由于设备故障导致的SV/GOOSE报文残缺、过长、乱码等报文帧格式错误。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种双视实时在线监测智能预警系统，其特征在于，包括：变电站监控计算机，与区域平台监控管理模块连接的变电站监控模块和变电站报警模块；所述变电站监控模块包括依次连接的双视监控器、交换机和本地控制单元，交换机与变电站监控计算机通讯连接；所述变电站报警模块包括依次连接的探测器、信号传输控制器和报警单元，信号传输控制器还与变电站监控计算机通讯连接。

2.如权利要求1所述的双视实时在线监测智能预警系统，其特征在于，所述交换机与第一光纤收发器网线连接，第一光纤收发器与第二光纤收发器光缆连接，第二收发器与变电站监控计算机网络连接。

3.如权利要求1所述的双视实时在线监测智能预警系统，其特征在于，所述双视监控器采用红外双视监控仪。

4.如权利要求1所述的双视实时在线监测智能预警系统，其特征在于，所述探测器还包括电压信号采集电路、电流信号采集电路和谐波信号采集电路。

5.如权利要求1所述的双视实时在线监测智能预警系统，其特征在于，所述探测器包括漏电信号检测电路，采用零序电流互感器进行漏电检测。

6.如权利要求1所述的双视实时在线监测智能预警系统，其特征在于，所述探测器包括位置探测器。

7.如权利要求1所述的双视实时在线监测智能预警系统，其特征在于，所述变电站监控计算机包括集控中心工控计算机。

8.如权利要求1所述的双视实时在线监测智能预警系统，其特征在于，所述报警模块包括报警器。

9.如权利要求1所述的双视实时在线监测智能预警系统，其特征在于，所述信号传输控制器还与本地存储设备连接。

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