智能電力監控系統的製作方法
2023-10-10 17:06:04 1
專利名稱：智能電力監控系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於電力系統監控技術，特別是涉及一種智能電力監控系統。
背景技術：
目前，電力監控系統已經在我國的城市公用供電、路燈供電、工礦企業、高層建築、生活小區的供配電中得到應用。但一般的電力監控系統，大多採用電參量變送器加上模擬量採集模塊來進行測量，因其變送器數量較多，故而接線複雜，調試困難，因其線路傳輸為模擬信號，容易受到幹擾，因而一般只應用於較小的電力系統中。
發明內容
本發明的目的是為了克服現有技術存在接線複雜、調試困難、抗幹擾能力差的缺點，提供一種測量及控制電路結構簡單、可靠性高、接線少、成本較低，並且具有網絡化、開放式、組態化等特點的智能電力監控系統。
本發明包括網絡監控系統、組網設備、智能電力系統，網絡監控系統由前置機、伺服器、工作站和監控單元構成，其中前置機、伺服器、工作站可配置成單機、雙機或雙網絡的結構形式，智能電力系統由電力系統、測量單元及控制單元構成，所述測量單元由電壓互感器、熔斷器、電流互感器和電力儀表構成，電力儀表具有工作電源埠、通訊埠、電壓信號埠、電流信號埠，其中工作電源埠的兩點與AC220V電源相接，另外一點接地，電壓信號埠經電壓互感器、熔斷器與電力系統中的待測電壓信號相接，電流信號埠經電流互感器、熔斷器與電力系統中的待測電流信號相接，這樣電力儀表就可同時測量、數字顯示電力系統的三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、有功電度和無功電度，測量單元可完成對整個電力系統電量參數的測量和顯示，所述控制單元具有工作電源埠、通訊埠、多路開關量遙信輸入埠、多路繼電器遙控輸出埠，其中工作電源埠的兩點與AC220V電源相接，另外一點接地，開關量輸入為無源幹節點，電力系統的遠程一就地控制信號、斷路器的分閘信號、過流信號和變壓器的重瓦斯信號、輕瓦斯信號、溫度超限信號的工作狀態，由繼電器輔助觸點的一端分別與控制單元的遙信輸入埠相接，另一端共同接入控制單元的遙信輸入公共端，電力系統中斷路器的遠程合閘、分閘、儲能、欠壓控制分別由控制單元的遙控輸出端接出，因此，控制單元可對電力系統中所有非電量參數和斷路器的分合狀態、故障信息進行監視，並能對斷路器的分合狀態進行控制，所述智能電力系統的電力儀表及控制單元的通訊埠選用屏蔽雙絞線或光纖經組網設備接入網絡監控系統，由監控單元完成數據採集及處理、歷史數據存儲，提供方便、實用、美觀的人機界面監視電力系統運行狀況，進行遙控操作等功能。
本發明監控單元的計算機工作流程是(1)初始化，完成前置機、伺服器、工作站的系統及網絡配置；(2)數據採集，對測量單元中的數據進行讀取，採集電力監控系統的電力參數，及斷路器的接通、斷開、報警狀態；(3)實時數據處理，完成網絡實時資料庫的刷新；(4)畫面數據顯示，完成電力監控系統的電力參數直觀顯示；(5)實時曲線，以實時曲線形式顯示電力參數；(6)遙測、遙控功能，由控制單元對電力系統實現遙測、遙控；(7)報警處理，對實時數據進行分析，產生報警信息，提示操作人員注意並記錄；(8)歷史數據處理，完成歷史數據的存儲、管理功能；(9)歷史曲線，完成回溯歷史數據的功能；(10)日、月、年報表，完成日報、月報、年報表的生成、分析、存儲、列印功能。
由於採用上述技術方案，本發明具有測量及控制電路結構簡單、可靠性高、接線少、調試簡單並且具有網絡化、開放式、組態化等特點。
圖1是智能電力監控系統結構示意圖；
圖2是智能電力系統電氣原理示意圖；圖3是測量單元接線示意圖；圖4是控制單元接線示意圖；圖5是監控單元工作流程圖；圖中1前置機、2伺服器、3工作站、4監控單元、5組網設備、6測量單元、7控制單元、8電力儀表、9電壓互感器、10熔斷器、11電流互感器、12電力系統具體實施方式
結合附圖對本發明的技術方案作進一步說明。
如圖1所示，一種智能電力監控系統，包括網絡監控系統、組網設備5、智能電力系統，網絡監控系統由前置機1、伺服器2、工作站3以及監控單元4構成。
如圖2所示，智能電力系統由電力系統12、測量單元6及控制單元7構成。
如圖3所示，測量單元6由電壓互感器9、熔斷器10、電流互感器11和電力儀表8構成，電力儀表8的型號為EPM420，其端子11、12、13是電力儀表8的工作電源埠，其中端子11、12(Vau1、Vau2、)接到AC220V，端子13(GND)接地，端子14、15(NC、NC)是空腳，端子16、17、18是RS485通訊埠，其中端子16、17(485+、485-)接到RS485信號端，端子18(485S)接到RS485信號的屏蔽地，端子1、2、3、4(V1、V2、V3、VN)是電壓信號埠，從電力系統12待測線路經電壓互感器9取電壓信號經熔斷器10(規格0.5A)接入，端子5、6、7、8、9、10(I11、I12、I21、I22、I31、I32)是電流信號埠，從電力系統12待測線路經電流互感器11取電流信號接入，這樣電力儀表8(EPM420)即可同時測量並數字顯示電力系統12的三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、有功電度和無功電度，多個測量單元即可完成對整個電力系統所有電量參數的測量和顯示。
如圖4所示，控制單元7，型號為SRTU510，具有16路開關量遙信輸入和6路繼電器遙控輸出，輸入為無源幹節點。電力系統12中所有斷路器、微型斷路器、接觸器、熱繼電器的輔助觸點一端接到控制單元7的遙信輸入端子D1～D16，其另一端共同接入控制單元7遙信輸入公共端子DIC；電力系統12中各斷路器的遠程合閘、分閘控制分別由控制單元7的遙控輸出端D01～D06接出。
由於電力儀表8和控制單元7採用異步半雙工RS485通訊接口和MODBUS-RTU通訊協議，從而，智能電力系統通過測量單元6的電力儀表8及控制單元7的通訊埠(485+、485-、485S)經組網設備5接入網絡監控系統，網絡監控系統中的前置機1、伺服器2、工作站3可根據系統情況配置成單機、雙機或雙網絡的結構形式。由監控單元4、前置機1完成數據採集及處理、網絡實時資料庫的刷新、產生報警信息，實現通信源碼監視，通道監視等，採用雙機熱備用配置時，實現主、備通道和主、備前置機自動和手動切換。伺服器2提供歷史資料庫的存儲、實時資料庫狀態恢復功能、提供網絡管理功能。工作站3提供方便、實用、美觀的人機界面定義及表達工具，實時監視電力系統12的工作狀況，進行遙控操作、查看各種報表、檢索各種歷史數據、查詢各種參數等。
如圖5所示，監控單元的計算機工作流程是(1)初始化，完成前置機、伺服器、工作站的系統及網絡配置；(2)數據採集，對測量單元中的數據進行讀取，採集電力監控系統的電力參數，如三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、有功電度和無功電度，以及電力系統的遠程就地控制信號、斷路器的分閘信號、過流信號和變壓器的重瓦斯信號、輕瓦斯信號、溫度超限信號的接通、斷開、報警狀態；(3)實時數據處理，完成網絡實時資料庫的刷新；(4)畫面數據顯示，完成電力監控系統的電力參數直觀顯示，如接線圖方式；(5)實時曲線，以實時曲線形式顯示各種電力參數，如三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、有功電度和無功電度；(6)遙測、遙控功能，由控制單元實現遙測、遙控，如電力系統中斷路器的遠程合閘、分閘、儲能、欠壓控制；
(7)報警處理，對實時數據進行分析，對變壓器的重瓦斯信號、輕瓦斯信號、溫度超限信號產生報警信息，提示操作人員注意並記錄；(8)歷史數據處理，完成歷史數據的存儲、管理功能；(9)歷史曲線，完成回溯歷史數據的功能；(10)日、月、年報表，完成日報、月報、年報表的生成、分析、存儲、列印功能。
權利要求
1.智能電力監控系統，其特徵是，包括網絡監控系統、組網設備、智能電力系統，網絡監控系統由前置機、伺服器、工作站和監控單元構成，智能電力系統由電力系統、測量單元及控制單元構成，所述測量單元由電壓互感器、熔斷器、電流互感器和電力儀表構成，電力儀表具有工作電源埠、通訊埠、電壓信號埠、電流信號埠，其中工作電源埠的兩點與AC220V電源相接，另外一點接地，電壓信號埠經電壓互感器、熔斷器與電力系統中的待測電壓信號相接，電流信號埠經電流互感器、熔斷器與電力系統中的待測電流信號相接，測量單元可完成電力系統電量參數的測量和顯示，所述控制單元具有工作電源埠、通訊埠、多路開關量遙信輸入埠、多路繼電器遙控輸出埠，其中工作電源埠的兩點與AC220V電源相接，另外一點接地，開關量輸入為無源幹節點，電力系統的遠程就地控制信號、斷路器的分閘信號、過流信號和變壓器的重瓦斯信號、輕瓦斯信號、溫度超限信號的工作狀態，由繼電器輔助觸點的一端分別與控制單元的遙信輸入埠相接，另一端共同接入控制單元的遙信輸入公共端，電力系統中斷路器的遠程合閘、分閘、儲能、欠壓控制分別由控制單元的遙控輸出端接出，所述智能電力系統的電力儀表及控制單元的通訊埠選用屏蔽雙絞線或光纖經組網設備接入網絡監控系統，由監控單元完成數據採集、處理、數據存儲、監視電力系統和遙控操作。
2.如權利要求1所述的智能電力監控系統，其特徵是，所述電力儀表可同時測量、數字顯示電力系統的三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、有功電度和無功電度。
3.如權利要求1所述的智能電力監控系統，其特徵是，所述前置機、伺服器、工作站可配置成單機、雙機或雙網絡的結構形式。
4.如權利要求1所述的智能電力監控系統，其特徵是，所述控制單元可對電力系統中所有非電量參數和斷路器的分合狀態、故障信息進行監視，並能對斷路器的分合狀態進行控制。
5.智能電力監控系統，其特徵是，監控單元的計算機工作流程是(1)初始化，完成前置機、伺服器、工作站的系統及網絡配置；(2)數據採集，對測量單元中的數據進行讀取，採集電力監控系統的電力參數，及斷路器的接通、斷開、報警狀態；(3)實時數據處理，完成網絡實時資料庫的刷新；(4)畫面數據顯示，完成電力監控系統的電力參數直觀顯示；(5)實時曲線，以實時曲線形式顯示各種電力參數；(6)遙測、遙控功能，由控制單元對電力系統實現遙測、遙控；(7)報警處理，對實時數據進行分析，產生報警信息，提示操作人員注意並記錄；(8)歷史數據處理，完成歷史數據的存儲、管理功能；(9)歷史曲線，完成回溯歷史數據的功能；(10)日、月、年報表，完成日報、月報、年報表的生成、分析、存儲、列印功能。
全文摘要
智能電力監控系統，包括網絡監控系統、組網設備、智能電力系統，所述網絡監控系統由前置機、伺服器、工作站以及監控單元構成，所述智能電力系統由電力系統、多個測量單元及多個控制單元構成，所述測量單元由電壓互感器、熔斷器、電流互感器和電力儀表構成，測量單元可測量並數字顯示電力系統線路上的所有電量信息，控制單元具有開關量遙控輸入埠和開關量遙控輸出埠，所述智能電力系統的電力儀表及控制單元的通訊埠選用屏蔽雙絞線或光纖經組網設備接入網絡監控系統，由監控單元完成數據採集及處理、數據存儲、監視電力系統運行狀況，進行遙控操作等，本發明具有測量及控制電路結構簡單、可靠性高、接線少、調試簡單並且具有網絡化、開放式、組態化的特點。
文檔編號H02J13/00GK1645711SQ20051004560
公開日2005年7月27日 申請日期2005年1月5日 優先權日2005年1月5日
發明者鄒吉峰, 秦素梅, 馬金髮, 劉強, 王樹, 張普勳 申請人:瀋陽理工大學