一體化智能型隔離開關遠動操作及視頻監控系統的製作方法
2023-10-11 11:45:04
專利名稱：一體化智能型隔離開關遠動操作及視頻監控系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及用於電氣化鐵路接觸網線路的一體化智能型隔離開關遠動操作及視頻監控系統。
背景技術：
電氣化鐵路牽引供電系統由牽引變電所和分布廣泛的接觸網線路構成，經過多年的努力，牽引變電所的設備及其自動化水平均得到了相當程度的提高，這對牽引供電系統的安全可靠運行起到了非常重要的作用。相對而言，接觸網線路的設備及其自動化水平仍然十分落後，這將在很大程度上限制了整個牽引供電系統的自動化水平及其高效運行。在分布廣泛的接觸網線路中，隔離開關起著十分重要的作用。長期以來，由於種種原因其重要性一直未能得到應有的重視，只是將其用於提供斷點、切斷某段線路以確保維修施工人員安全的輔助作用，而且絕大多數均採用人工現場手動的傳統操作方式，效率非常低，安全性很差，這就制約了整個接觸網線路自動化水平的提高，進而影響了牽引供電系統的自動化水平及其高效運行。這與目前電氣化鐵路的飛速發展是極不適應的。
發明內容為解決以上技術問題，本實用新型的目的是為電氣化鐵路接觸網供電線路提供一種一體化智能型隔離開關遠動操作及視頻監控系統，應用太陽能光伏發電技術、遠程無線跳頻通訊技術、智能網絡視頻監控技術，集隔離開關、獨立式供電電源、遠動系統和視頻監控系統為一體，統一解決了隔離開關的供電、遠動操作、遠程監視和視頻監控的問題，使接觸網線路中各處的隔離開關均可實現遙控、遙信、遙測、遙視的功能，進而從整體上提高牽引供電系統的自動化水平、安全性和效率。為實現發明目的，本實用新型採用的技術方案是一種一體化智能型隔離開關遠動操作及視頻監控系統，其中:該系統包括有控制中心、RTU控制櫃、視頻監控系統、隔離開關及機構、太陽能光伏發電系統而形成整個系統；所述控制中心包括有相互電連接的工控機、路由器、網絡主電臺、主天線；所述RTU控制櫃包括有相互電連接的PLC、網絡電臺、天線；所述視頻監控系統包括有相互電連接的視頻伺服器、攝像機；所述隔離開關及機構包括有相互電連接的隔離開關，機構箱；所述太陽能光伏發電系統包括有光伏電池組件、光伏控制器、逆變器、蓄電池組。整個系統通過控制中心的網絡主電臺與RTU控制櫃內的網絡電臺搭建一個無線遠動視頻數據傳輸通道，視頻監控系統的攝像機採集隔離開關的工作狀態，通過主天線及天線將視頻數據在傳輸通道進行接收與發送，通過控制中心工控機發出隔離開關操作指令，再經傳輸通道傳輸到RTU控制櫃的PLC，PLC執行命令對隔離開關進行操作並返回控制中心工控機；太陽能光伏發電系統的光伏電池組件將太陽能轉化成電能後，經光伏控制器對蓄電池組進行智能充電並儲存電能，同時通過逆變器輸出電源給負載供電。本實用新型的效果是該系統在技術上的領先性，其應用在電氣化鐵路接觸網線路聞壓開關上，有以下優點:1、具有信息傳輸速度快、抗幹擾能力強、投資低、免維護、可靠性高等優點；2、對鐵路系統解決鐵路樞紐以及站場隔離開關操作、故障報警、操作結果確認等實際問題均有實際應用價值；3、採用太陽能作為系統用電能後，更是為該類高壓開關提供了低壓供電、遠動控制、遠程視頻監控等的完整無線纜解決方案。
圖1為本實用新型的控制中心系統圖；圖2為本實用新型的RTU控制櫃圖；圖3為本實用新型的視頻監控系統圖；圖4為本實用新型的隔離開關及機構圖；圖5為本實用新型的太陽能光伏發電系統圖；圖6為本實用新型的隔離開關遠動操作及視頻監控系統圖。圖中:1、工控機2、路由器 3、網絡主電臺4、主天線5、PLC6、網絡電臺7、天線8、視頻伺服器9、攝像機10、隔離開關 11、機構箱 12、光伏電池組件13、光伏控制器14、逆變器 15、蓄電池組
具體實施方式
結合附圖對本實用新型的一體化智能型隔離開關遠動操作及視頻監控系統結構加以說明。本實用新型的一體化智能型隔離開關遠動操作及視頻監控系統設計思想是基於採用無線跳頻通信技術構建無線區域網為遠程系統提供遠動數據和視頻圖像的復用傳輸通道；採用視頻監控技術對隔離開關的工作狀態進行實時監控；採用太陽能光伏發電技術為隔離開關和控制裝置提供電源；採用RTU裝置對隔離開關進行遠程操作。本實用新型的一種一體化智能型隔離開關遠動操作及視頻監控系統，該系統包括有控制中心、RTU控制櫃、視頻監控系統、隔離開關及機構、太陽能光伏發電系統而形成整個系統；所述控制中心包括有相互電連接的工控機1、路由器2、網絡主電臺3、主天線4 ;所述RTU控制櫃包括有相互電連接的PLC5、網絡電臺6、天線7 ；所述視頻監控系統包括有相互電連接的視頻伺服器8、攝像機9 ;所述隔離開關及機構包括有相互電連接的隔離開關10，機構箱11 ;所述太陽能光伏發電系統包括有光伏電池組件12、光伏控制器13、逆變器14、蓄電池組15。整個系統通過控制中心的網絡主電臺3與RTU控制櫃內的網絡電臺6搭建一個無線遠動視頻數據傳輸通道，視頻監控系統的攝像機9採集隔離開關10的工作狀態，通過主天線4及天線7將視頻數據在傳輸通道進行接收與發送，通過控制中心工控機I發出隔離開關操作指令，再經傳輸通道傳輸到R TU控制櫃的PLC5，PLC5執行命令對隔離開關進行操作並返回控制中心工控機I ;太陽能光伏發電系統的光伏電池組件12將太陽能轉化成電能後，經光伏控制器13對蓄電池組15進行智能充電並儲存電能，同時通過逆變器14輸出AC220V、50Hz交流電源給負載供電。本實用新型的一體化智能型隔離開關遠動操作及視頻監控系統功能是這樣實現的:所述控制中心通過網絡主電臺3與各被控隔離開關處的RTU內網絡電臺6構成了一個無線區域網路，通過該無線區域網路，完成控制中心和各RTU間的遠動信息和隔離開關視頻圖像的遠程傳輸。控制中心工控機I上安裝客戶端模塊，通過此模塊可實現隔離開關的遠動操作，通過視頻監控窗口可實時監測隔離開關的工作狀態。RTU控制櫃內核心元器件為可編程控制器PLC5，有14路數字量輸入和10路數字量輸出，控制著隔離開關的分合狀態。視頻監控系統採用低照度攝像機9架設在隔離開關旁，實時採集隔離開關視頻圖像信息，由視頻伺服器8完成壓縮編碼和輸出流碼的控制，採用最先進的H.264視頻壓縮編碼技術，保證了在較低的帶寬上提供高質量的圖像傳輸。太陽能光伏發電系統通過光伏電池組件12採集太陽能後轉化成直流電能，經光伏控制器13對蓄電池組15進行智能充電並儲存電能，同時通過逆變器14輸出AC220V、50Hz交流電源給負載供電。保證了整個系統在不可能或不方便接入外部市電供電電源的情況下，為接觸網高壓隔離開關及其控制系統提供電力能源。
權利要求1.一種一體化智能型隔離開關遠動操作及視頻監控系統，其特徵是:該系統包括有控制中心、RTU控制櫃、視頻監控系統、隔離開關及機構、太陽能光伏發電系統而形成整個系統； 所述控制中心包括有相互電連接的工控機(I)、路由器(2)、網絡主電臺(3)、主天線(4);所述RTU控制櫃包括有相互電連接的PLC(5)、網絡電臺(6)、天線(7);所述視頻監控系統包括有相互電連接的視頻伺服器(8)、攝像機(9);所述隔離開關及機構包括有相互電連接的隔離開關(10)，機構箱(11);所述太陽能光伏發電系統包括有光伏電池組件(12)、光伏控制器(13)、逆變器(14)、蓄電池組(15)； 整個系統通過控制中心的網絡主電臺(3)與RTU控制櫃內的網絡電臺(6)搭建一個無線遠動視頻數據傳輸通道，視頻監控系統的攝像機(9)採集隔離開關(10)的工作狀態，通過主天線(4)及天線(7)將視頻數據在傳輸通道進行接收與發送，通過控制中心工控機(I)發出隔離開關操作指令，再經傳輸通道傳輸到RTU控制櫃的PLC (5)，PLC (5)執行命令對隔離開關進行操作並返回控制中心工控機(I);太陽能光伏發電系統的光伏電池組件(12)將太陽能轉化成電能後，經光伏控制器(13)對蓄電池組(15)進行智能充電並儲存電能，同時通過逆變器(14)輸出電源給負載供電。
2.根據權利要求1所述的一體化智能型隔離開關遠動操作及視頻監控系統，其特徵是:所述逆變器(14)輸出為AC220V、50Hz交流電源。
專利摘要本實用新型提供一體化智能型隔離開關遠動操作及視頻監控系統，該裝置包括有控制中心、RTU控制櫃、隔離開關及機構、視頻監控系統、太陽能光伏發電系統；主要應用於電氣化鐵路接觸網高壓開關的遠程操作及視頻監控。本實用新型的效果是為電氣化鐵路接觸網線路提供一種新型的一體化智能型的隔離開關，應用太陽能光伏發電技術、遠程無線跳頻通訊技術，集隔離開關、獨立式供電電源、遠動系統和視頻監控系統為一體，統一解決了隔離開關的供電、遠動操作和視頻監控問題，使接觸網線路中各處的隔離開關均可實現遙控、遙信、遙測、遙視的功能，進而從整體上提高牽引供電系統的自動化水平、安全性和效率。
文檔編號H04N7/18GK203027026SQ20132002156
公開日2013年6月26日 申請日期2013年1月15日 優先權日2013年1月15日
發明者白志國, 黃妍妍, 張斌, 李治強, 王佳佳 申請人:川鐵電氣(天津)集團有限公司