一種中置櫃的監測與控制系統的製作方法
2023-06-25 10:10:06
本發明涉及電氣技術領域，特別是涉及一種中置櫃的監測與控制系統。
背景技術：
隨著智能電網建設的不斷推進，智能電網的發展在技術上對輸變電設備的要求越來越高，智能電網的安全運行與輸變電設備的狀態信息密切相關，其中，輸變電設備包括中置櫃，中置櫃在輸變電設備中佔著至關重要的作用。
目前，一個變電站內分布著多個中置櫃，且變電站有相當一部分分布在市郊地區。現有技術中對中置櫃的監測與控制主要依靠管理人員到現場獲取中置櫃的監測數據來獲悉中置櫃的運行狀態以及現場對中置櫃進行相應的控制操作，從而實現對中置櫃的監測與控制，未能實現對多個中置櫃的統一監測與控制。則一方面，由於對中置櫃的監測與控制需要管理人員進行現場的操作，使得工作人員的工作繁瑣、工作量大以及效率低；另一方面，又因為目前中置櫃常用的配電網是12KV，管理人員現場對中置櫃進行監測與控制容易發生危險。
因此，如何提供一種解決上述技術問題的中置櫃的監測與控制系統成為本領域的技術人員目前需要解決的問題。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種一種中置櫃的監測與控制系統，在使用過程中實現了對多個中置櫃的統一監測與控制，減小了管理人員的工作量、提高了工作效率和安全性。
為解決上述技術問題，本發明提供了一種中置櫃的監測與控制系統，所述系統包括：
設置於中置櫃本體內、用於採集並依據所述中置櫃的狀態信息得到監測信息以及依據接收的控制指令對所述中置櫃內的相應裝置進行相應控制的智能綜合狀態監測裝置；
分別與各個所述智能綜合狀態監測裝置連接、用於獲取所述監測信息並將所述監測信息發送出去以及將遠端主站發送的所述控制指令傳輸至對應的所述智能綜合狀態監測裝置的近端主站；
與其本身監控區域內的各個所述近端主站連接、用於接收並依據所述監測信息通過相應的近端主站發送所述控制指令進行相應監控的遠端主站。
優選的，所述智能綜合狀態監測裝置包括：
用於對所述中置櫃中的相應裝置的電氣量進行採集得到第一狀態信息的監測模塊；
用於對所述中置櫃中的五防對應的裝置的狀態進行識別得到第二狀態信息的識別模塊；其中，所述狀態信息包括第一狀態信息和所述第二狀態信息；
與所述監測模塊和所述識別模塊連接、用於接收並發送依據所述第一狀態信息和所述第二狀態信息得到所述監測信息以及接收並發送所述近端主站發送的控制指令的第一處理器模塊，當存在所述第一狀態信息和/或所述第二狀態信息超過對應故障判斷閾值時，所述監測信息包括告警信息；
與所述第一處理器模塊連接、用於依據所述第一處理器模塊發送的所述控制指令對所在中置櫃中的裝置進行相應控制的控制模塊；
與所述處理器連接、用於對所述監測信息進行顯示的第一顯示模塊；
與所述處理器連接、用於當所述監測信息包括告警信息時發出警告的第一告警模塊。
優選的，所述近端主站包括：
用於間隔第一預設時間獲取所述監測信息並間隔第二預設時間發送出去以及接收並依據所述遠端主站的控制命令對相應的中置櫃進行控制的第二處理器模塊；
與所述第二處理器模塊連接、用於對所述監測信息進行顯示的第二顯示模塊；
與所述第二處理器模塊連接、用於當所述監測信息包括告警信息時發出警告的第二告警模塊。
優選的，所述遠端主站包括：
用於獲取所述監測信息以及依據所述監測信息發送控制命令至相應的近端主站的第三處理器模塊；
與所述第三處理器模塊連接、用於對所述監測信息進行顯示的第三顯示模塊；
與所述第三處理器模塊連接、用於當所述監測信息包括告警信息時發出警告的第三告警模塊。
優選的，所述監測模塊包括電量及洩露電流監測單元、局部放電監測單元、母線及觸頭溫度監測單元、操作機構故障監測單元、帶電感應監測單元、五防連鎖監測單元、弧光監測單元和電壽命監測單元。
優選的，所述識別模塊包括接地開關、斷路器、櫃體和隔離開關。
優選的，所述控制模塊包括五防連鎖閉鎖控制單元、電動手車、電動接地開關和加熱排風。
優選的，所述智能綜合狀態監測裝置還包括保護模塊，所述保護模塊包括過電流和接地故障保護單元、低周減載保護單元、零序電壓及過電壓和低電壓保護單元、斷路器失靈保護單元、電流速斷及限時速斷和反時限過電流保護單元和自動重合閘功能單元。
優選的，如上述任一項所述的中置櫃的監測與控制系統，所述系統還包括：
與所述智能綜合狀態監測裝置連接、用於獲取所述監測信息以及生成並發送所述控制指令的數據採集終端。
優選的，所述數據採集終端為平板電腦或手持無線數據採集設備。
本發明提供了一種中置櫃的監測與控制系統，該系統包括：設置於中置櫃本體內、用於採集並依據中置櫃的狀態信息得到監測信息以及依據接收的控制指令對中置櫃內的相應裝置進行相應控制的智能綜合狀態監測裝置；分別與各個智能綜合狀態監測裝置連接、用於獲取監測信息並將監測信息發送出去的近端主站；與其本身監控區域內的各個近端主站連接、用於接收並依據監測信息通過相應的近端主站發送控制指令至相應的中置櫃以進行相應監控的遠端主站。
遠端主站通過其本身監控區域內的各個近端主站獲取各個近端主站所接收的各個智能綜合狀態監測裝置發送的監測信息，依據所獲取的監測信息對各個中置櫃的運行狀態進行統一監測；遠端主站依據監測信息生成控制指令，通過近端主站將該控制指令發送至相應的智能綜合狀態監測裝置，該智能綜合狀態監測裝置依據接收的控制指令對相應的中置櫃進行控制。該中置櫃的監測與控制系統實現了對多個中置櫃的統一監測與控制，減小了管理人員的工作量、提高了工作效率和安全性。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對現有技術和實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明提供的一種中置櫃的監測與控制系統的結構示意圖；
圖2為本發明提供的另一種中置櫃的監測與控制系統的結構示意圖；
圖3為本發明提供的智能綜合狀態監測裝置的結構示意圖。
具體實施方式
本發明的目的是提供一種一種中置櫃的監測與控制系統，在使用過程中實現了對多個中置櫃的統一監測與控制，減小了管理人員的工作量、提高了工作效率和安全性。
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
實施例一
請參照圖1，圖1為本發明提供的一種中置櫃的監測與控制系統的結構示意圖。該系統包括：
設置於中置櫃本體內、用於採集並依據中置櫃的狀態信息得到監測信息以及依據接收的控制指令對中置櫃內的相應裝置進行相應控制的智能綜合狀態監測裝置1；
分別與各個智能綜合狀態監測裝置1連接、用於獲取監測信息並將監測信息發送出去以及將遠端主站3發送的控制指令傳輸至對應的智能綜合狀態監測裝置1的近端主站2；
與其本身監控區域內的各個近端主站2連接、用於接收並依據監測信息通過相應的近端主站2發送控制指令進行相應監控的遠端主站3。
需要說明的是，對中置櫃的具體監測過程為：設置於中置櫃本體內的智能綜合狀態監測裝置1對中置櫃內部的狀態信息進行採集後對採集到的狀態信息進行處理得到監測信息，並將監測信息發送至近端主站2；近端主站2的管理範圍內有多個中置櫃，並且近端主站2與各個中置櫃之間通過RS485總線等物聯網進行通信，近端主站2接收其範圍內的各個中置櫃的智能綜合狀態監測裝置1發送的監測數據，依據所接收的監測數據對各個中置櫃進行監測，近端主站2還將所接收的監測信息通過光纖、電纜等物聯網發送至遠端主站3；遠端主站3本身的監控區域內有多個近端主站2，並通過物聯網與各個近端主站2進行通信，接收本區域內的各個近端主站2發送的監測信息，依據監測信息對各個中置櫃進行監測。
具體地，這裡的監測信息包括整理後的狀態信息，還可以包括告警信息。
對中置櫃的具體控制過程為：當遠端主站3需要(用戶控制)對某個中置櫃進行遠程控制時，遠端主站3依據所得到的監測信息先發送相應的控制指令至近端主站2，近端主站2接收相應的控制指令後再將該控制指令傳輸至相應的智能綜合狀態監測裝置1，以實現對相應中置櫃的控制。
另外，這裡的近端主站2可以一對多的對一個小區域(例如學校、工礦企事業單位或者發電廠)內的中置櫃進行監控，遠端主站3可以一對多的匯集其監控區域內的所有近端主站2的監測數據，並依據監測數據進行監控。
本發明提供了一種中置櫃的監測與控制系統，該系統包括：設置於中置櫃本體內、用於採集並依據中置櫃的狀態信息得到監測信息以及依據接收的控制指令對中置櫃內的相應裝置進行相應控制的智能綜合狀態監測裝置；分別與各個智能綜合狀態監測裝置連接、用於獲取監測信息並將監測信息發送出去的近端主站；與其本身監控區域內的各個近端主站連接、用於接收並依據監測信息通過相應的近端主站發送控制指令至相應的中置櫃以進行相應監控的遠端主站。
遠端主站通過其本身監控區域內的各個近端主站獲取各個近端主站所接收的各個智能綜合狀態監測裝置發送的監測信息，依據所獲取的監測信息對各個中置櫃的運行狀態進行統一監測；遠端主站依據監測信息生成控制指令，通過近端主站將該控制指令發送至相應的智能綜合狀態監測裝置，該智能綜合狀態監測裝置依據接收的控制指令對相應的中置櫃進行控制。該中置櫃的監測與控制系統實現了對多個中置櫃的統一監測與控制，減小了管理人員的工作量、提高了工作效率和安全性。
實施例二
請參照圖2和圖3，其中，圖2為本發明提供的另一種中置櫃的監測與控制系統的結構示意圖，圖3為本發明提供的智能綜合狀態監測裝置的結構示意圖。在實施例一的基礎上：
作為優選的，智能綜合狀態監測裝置1包括：
用於對中置櫃中的相應裝置的電氣量進行採集得到第一狀態信息的監測模塊11；
用於對中置櫃中的五防對應的裝置的狀態進行識別得到第二狀態信息的識別模塊12；其中，狀態信息包括第一狀態信息和第二狀態信息；
與監測模塊11和識別模塊12連接、用於接收並發送依據第一狀態信息和第二狀態信息得到監測信息以及接收並發送近端主站2發送的控制指令的第一處理器模塊13，當存在第一狀態信息和/或第二狀態信息超過對應故障判斷閾值時，監測信息包括告警信息；
與第一處理器模塊13連接、用於依據第一處理器模塊13發送的控制指令對所在中置櫃中的裝置進行相應控制的控制模塊14；
與處理器連接、用於對監測信息進行顯示的第一顯示模塊15；
與處理器連接、用於當監測信息包括告警信息時發出警告的第一告警模塊16。
作為優選的，監測模塊11包括電量及洩露電流監測單元、局部放電監測單元、母線及觸頭溫度監測單元、操作機構故障監測單元、帶電感應監測單元、五防連鎖監測單元、弧光監測單元和電壽命監測單元。
具體的，智能綜合狀態監測裝置1中的監測模塊11用於對中置櫃中相應的裝置的電氣量進行採集獲得第一狀態信息，並將第一狀態信息發送至處理器模塊。其中，第一狀態信息包括洩露電流傳感器信息、局部放電高頻信、溫溼度傳感器信息和交流電壓電流傳感器信息等。
另外，監測模塊11的具體結構可以使監測模塊11實現對中置櫃本體內避雷器的動作次數及洩露電流的監測，TA/TV斷線故障監測，櫃內發熱點處的溫度監測，中置櫃母排、開關刀閘、線纜接頭處的局部放電高頻信號的監測，開關櫃斷路器基本的儲能電機、分合閘線圈電流的監測，動作時間與動作次數監測等。另外，該監測模塊11還具有「五防」聯鎖監測功能，當進行就地或遠方巡檢時，該裝置可以通過監測開關接觸點的信息，得到所測點的開關量狀態，綜合各開關量狀態判斷中置櫃所處狀態是否滿足「五防」聯鎖條件。
需要說明的是，監測模塊11還具有人體感應功能，即當人體靠近時，監測模塊11將此時採集的感應信息(屬於第二狀態信息)發送至處理器模塊，處理器模塊依據該感應信息生成相應的控制指令發送至控制模塊14，控制模塊14通過該控制指令控制LED彩色顯示屏自動點亮，操作完成後顯示屏關閉，這種動態的顯示方式可以增加顯示屏的壽命。
具體的，智能綜合狀態監測裝置1中的識別模塊12主要對中置櫃中五防對應的裝置的狀態進行識別，通過識別這些裝置的信息獲得第二狀態信息，並將第二狀態信息發送給處理器模塊。其中，第二狀態信息包括開關量的動作位置信息和電氣迴路狀態信息等。
作為優選的，識別模塊12包括接地開關、斷路器、櫃體和隔離開關。
需要說明的是，識別模塊12將接地開關、斷路器、隔離開關、櫃體等裝置的本體信息以電子標籤的形式預埋在設備中，通過物聯網通訊RFID、WIFI等將這些裝置的第二狀態信息傳遞給處理器模塊，並對開關量進行準確跟蹤、定位，了解開關量的動態信息。由於斷路器安裝在電動手車上位置，所以斷路器的閉合或關斷的動作位置信息即反應了電動手車的動作位置信息，所以第二狀態信息即包括了電動手車的動作位置信息、接地開關和隔離開關等各種開關量的動作位置信息以及電氣迴路的狀態信息等。
具體的，智能綜合狀態監測裝置1中的第一處理器模塊13接收監測模塊11和識別模塊12發送的第一狀態信息和第二狀態信息，通過對第一狀態信息和第二狀態信息處理後得到監測數據，並將該監測數據發送至近端主站2，當存在第一狀態信息和/或第二狀態信息超過對應故障判斷閾值時，監測信息包括告警信息，以便近端主站2依據該監測信息對相應的中置櫃進行監測。例如，當第一狀態信息為溫溼度傳感器信息時，故障判斷閾值為某一溫度值和某一溼度值，當該溫溼度信息中的溫度信息超過該溫度閾值和/或是溫溼度信息中的溼度信息超過溼度閾值則判斷為有故障信息，此時第一處理器模塊13處理狀態信息後得到的監測信息就包括告警信息，並將該告警信息發送至第一告警模塊16。
需要說明的，上述故障信息閾值的具體數值可以根據實際情況來定，本發明在此不做特殊的限定，能實現本發明的目的即可。
具體的，智能綜合狀態監測裝置1中的控制模塊14用於接收第一處理器模塊13發送的控制指令，並依據該控制指令對相應的中置櫃進行控制。
作為優選的，控制模塊14包括五防連鎖閉鎖控制單元、電動手車、電動接地開關和加熱排風。
具體的，控制模塊14接收第一處理器模塊13發送的控制指令，根據控制指令的具體信息來對五防連鎖閉鎖進行控制，對電動手車的進出進行控制，對電動接地開關的開合進行控制，對是否加熱排風進行控制。
需要說明的是，控制模塊14還包括人體感應單元，當人體靠近中置櫃時，接收第一處理器模塊13發送的控制指令，依據該控制指令控制LED彩色顯示屏點亮，當工作人員完成操作離開後，接收第一處理器模塊13發送的另一控制指令，依據該控制指令控制LED彩色顯示屏關閉。
具體的，智能綜合狀態監測裝置1中的第一顯示模塊15用於將監測信息進行顯示，以便於管理人員對監測信息進行查看，並通過顯示信息對中置櫃的運行狀態進行監測。
需要說明的是，當監測信息中包括告警信息時，告警模塊接收第一處理器模塊13發送的告警信息，並依據該告警信息發出警告。發出警告的具體方式可以為長鳴警笛或者是發送告警簡訊至管理員的行動裝置進行遠程告警，以便管理人員及時對發生故障的中置櫃進行檢查和維修，以保障中置櫃的工作效率。
當然，對於警告的方式不僅限於以上這兩種，還可以採取其他的警告方式，其具體形式本發明在此不做特殊的限定，能實現本發明的目的即可。
作為優選的，智能綜合狀態監測裝置1還包括保護模塊17，保護模塊17包括過電流和接地故障保護單元、低周減載保護單元、零序電壓及過電壓和低電壓保護單元、斷路器失靈保護單元、電流速斷及限時速斷和反時限過電流保護單元和自動重合閘功能單元。
需要說明的是，該保護模塊17可以實現無方向或有方向的過電流和接地故障保護，零序電壓及過電壓和低電壓保護，斷路器失靈保護，電流速斷及限時速斷和反時限過電流保護和自動動重合閘保護。
可見，本申請中只需要一個智能綜合狀態監測裝置1即可，也即只需集成到一個儀表上即可，體積小，而無需像現有技術中一個儀表只能完成部分功能，為了實現對中置櫃中全部監控功能，需要買多個儀表，而有一些儀表除了主功能不同外，輔功能可能相同，造成功能冗餘。
作為優選的，近端主站2包括：
用於間隔第一預設時間獲取監測信息並間隔第二預設時間發送出去以及接收並依據遠端主站3的控制命令對相應的中置櫃進行控制的第二處理器模塊；
與第二處理器模塊連接、用於對監測信息進行顯示的第二顯示模塊；
與第二處理器模塊連接、用於當監測信息包括告警信息時發出警告的第二告警模塊。
需要說明的是，該近端主站2的第二處理器模塊定時獲取智能綜合狀態監測裝置1中的第一處理模塊發送的監測信息，例如第一預設時間為10min，即每10min獲取一次；並定時將獲取的監測信息發送至遠端主站3，例如第二預設時間為20min，即每20min發送一次。當然，第一預設時間和第二預設時間的具體數值可以根據實際情況而定，本發明在此不做特殊的限定，能實現本發明的目的即可。
第一處理器模塊13還將接收到的監測信息發送至第二顯示模塊，第二顯示模塊用於將該監測信息顯示出來，以便於管理人員對監測信息進行查看，並通過顯示信息對中置櫃的運行狀態進行監測。
另外，第二處理器模塊還可用於接收遠端主站3發送的控制指令，並將該控制指令實時發送至相應的智能綜合狀態監測裝置1，以實現對相應中置櫃的控制。
需要說明的是，第二處理器模塊還要判斷接收的監測信息中是否包括告警信息，當包括告警信息時，將該告警信息發送至第二告警模塊，以便第二告警模塊依據該告警信息發出警告，發出警告的具體方式可以為長鳴警笛或者是發送告警簡訊至管理員的行動裝置進行遠程告警，以便管理人員及時對發生故障的中置櫃進行檢查和維修，以保障中置櫃的工作效率。
當然，對於警告的方式不僅限於以上這兩種，還可以採取其他的警告方式，其具體形式本發明在此不做特殊的限定，能實現本發明的目的即可。
作為優選的，遠端主站3包括：
用於獲取監測信息以及依據監測信息發送控制命令至相應的近端主站2的第三處理器模塊；
與第三處理器模塊連接、用於對監測信息進行顯示的第三顯示模塊；
與第三處理器模塊連接、用於當監測信息包括告警信息時發出警告的第三告警模塊。
需要說明的是，遠端主站3的第三處理器模塊接收近端主站2的第二處理器模塊發送的監測信息，並將該監測信息發送至第三顯示模塊，第三顯示模塊將該監測信息顯示出來，以便於管理人員對監測信息進行查看，並通過顯示信息對中置櫃的運行狀態進行監測。
另外，第三處理器模塊還依據所接收的監測信息生成控制指令，並將該控制指令通過近端主站2發送至相應的智能綜合狀態監測裝置1，以實現對相應中置櫃的控制。
當然，這裡的第三處理器模塊還可以接受管理員輸入的控制指令，並將該控制指令通過近端主站2發送至相應的智能綜合狀態監測裝置1，以實現對相應中置櫃的控制，以實現管理員的遠程控制。
可見，該控制是遠程控制，方便了管理人員的操作，使管理人員的工作量減小，並且安全性提高。需要說明的是，第三處理器模塊還要判斷接收的監測信息中是否包括告警信息，當包括告警信息時，將該告警信息發送至第三告警模塊，以便第三告警模塊依據該告警信息發出警告，發出警告的具體方式可以為長鳴警笛或者是發送告警信息至管理員的行動裝置進行遠程告警，以便管理人員及時對發生故障的中置櫃進行檢查和維修，以保障中置櫃的工作效率。
當然，對於警告的方式不僅限於以上這兩種，還可以採取其他的警告方式，其具體形式本發明在此不做特殊的限定，能實現本發明的目的即可。
作為優選的，如上述任一項的中置櫃的監測與控制系統，系統還包括：
與智能綜合狀態監測裝置1連接、用於獲取監測信息以及生成並發送控制指令的數據採集終端4。
具體的，管理人員所持有的數據採集終端4可以通過與中置櫃唯一對應的標識碼與需要控制的中置櫃的智能綜合狀態監測裝置1建立通信，例如通過掃描中置櫃的唯一二維碼與中置櫃的智能綜合狀態監測裝置1建立通信，然後通過操作界面對中置櫃進行相應的操作控制使中置櫃完成接地開關的合閘、分閘、接地等電動操作。例如，管理人員點擊電動出車的選項後，數據採集終端4接收管理人員的指令後生成相應的控制指令發送至相應的智能綜合狀態監測裝置1，智能綜合狀態監測裝置1接收到該控制指令後控制相應的中置櫃完成電動出車的動作，以實現管理人員對中置櫃的非接觸式操作，提高了安全性。
另外，數據採集終端4在滿足「五防連鎖」的條件可以實現斷路器手車、接地開關和手車底盤車進行電動操作，以及採集PT、CT等設備運行電氣參數和環境溫、溼度數據等。當不滿足「五防」連鎖的條件時，對電動操作機構的電動控制按鈕顯示為灰色，表明不能執行該指令。
作為優選的，數據採集終端4為平板電腦或手持無線數據採集設備。
當然，數據採集終端4還可以為其他的設備，本發明再次不做特殊的限定，能實現本發明的目的即可。
還需要說明的是，在本說明書中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個……」限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其他實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。