一种基于物联网的变电站设备状态的监控系统的制作方法

1.本实用新型涉及变电站领域，具体为一种基于物联网的变电站设备状态的监控系统。


背景技术：

2.电力物联网通讯网络传输手段分为有线通信和无线通信两大类其中，有线通讯是以光纤为主要通信方式，其应用多以远距离层级为主，并不适合在变电站内大规模应用；无线网络随着集成电路与传感器等关键技术的突破而飞速发展，越来越显示出成本低、能耗低、自组织等优点，在军事、智能家居、生态环境、工农业监测以及医疗等领域得到了充分的引用，并发展迅猛，因此成为了电力物联网通讯网络的新型研究方向。
3.但是，基于物联网的无线通信模式在变电站内复杂的电磁辐射环境下，易受到千扰，其安全性可能降低，数据传输的可靠性不能保证；同时变电站中生产信息数量庞大，如果没有一个合适的网络结构以及管控平台对数据进行处理，很可能造成网络拥堵甚至酿成重大事故；因此，研究并选择适合变电站生产信息的无线网络结构是十分必要的。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种基于物联网的变电站设备状态的监控系统，以解决上述背景技术中提到的缺陷。
5.为实现上述目的，提供一种基于物联网的变电站设备状态的监控系统，包括：
6.监控房间，所述监控房间内部放置有变电站箱体，且监控房间的墙壁上安装有监控装置；
7.监控装置，所述监控装置包括微功率传感器、低功耗传感器、有线传感器和智能辅助传感器。
8.优选的，所述微功率传感器包括温湿度传感器、振动传感器、烟雾传感器和ｓｆ６浓度传感器。
9.优选的，所述微功率传感器通过微功率无线网进行接入，通过汇聚节点，利用节点组网协议组成支持多跳的无线传感器网络，最终将数据汇聚到接入节点。
10.优选的，所述低功耗传感器包括特高频局放传感器、超声波局放传感器和高频电流智能传感器。
11.优选的，所述低功耗传感器针对超声波局放、特高频局放、泄漏电流等具有一定连续数据传输，釆集功耗相对较大的低功耗传感器支持节点组网协议，低功耗传感器直接与接入节点连接，或经由一个或多个汇聚节点与接入节点连接，通过接入节点对接网络层。
12.优选的，所述有线传感器包括避雷器泄漏电流传感器和油色谱传感器，且有线传感器通过两组汇聚节点统一接入到无线传感器网络中或从站端直接接入。
13.优选的，所述智能辅助传感器包括高清摄像机、监控机器人和环境监测传感器。且智能辅助传感器通过智能辅控节点直接连接到接入节点上。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
15.本装置对网络内的所有节点和传感器进行管理和数据采集；接入节点终端内置智能计算单元，以容器方式实现业务软件ａｐｐ化，采可灵活配置边缘计算模型并就地运算，如多通道数据同步计算、复杂阈值算法计算、基于人工智能的缺陷识别等能力；接入节点通过ｖｐｎ网络或电力光纤网，将状态数据和管理数据送入电力内网的管理平台；同时计算前端传感器的测量值，实时控制智辅等系统开启，实现站内智能联动。
附图说明
16.图1为本实用新型结构系统流程示意图；
17.图2为本实用新型结构监控装置组合框图；
18.图3为本实用新型结构变电站箱体示意图；
19.图4为本实用新型结构数据融合服务功能架构；
20.图5为本实用新型结构管控系统平台架构图；
21.图6为本实用新型结构电力物联网三层结构示意图。
22.图中标号：1、监控房间；2、变电站箱体；3、监控装置；31、微功率传感器；311、温湿度传感器；312、振动传感器；313、烟雾传感器；314、ｓｆ６浓度传感器；32、低功耗传感器；321、特高频局放传感器；322、超声波局放传感器；33、有线传感器；331、避雷器泄漏电流传感器；332、油色谱传感器；34、智能辅助传感器；341、高清摄像机；342、监控机器人；343、环境监测传感器。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.请参阅图1
‑
6，本实用新型提供一种基于物联网的变电站设备状态的监控系统，包括：监控房间1和监控装置3；
25.监控房间1内部放置有变电站箱体2，且监控房间1的墙壁上安装有监控装置3；
26.监控装置3包括微功率传感器31、低功耗传感器32、有线传感器33和智能辅助传感器34。
27.作为一种较佳的实施方式，微功率传感器31包括温湿度传感器311、振动传感器312、烟雾传感器313和ｓｆ６浓度传感器314。
28.通过在ｇｉｓ、开关柜外壳表面安装微功耗无线温度传感器，实现温度、温升的实时监测，通过温度的变化反映设备内部异常发热问题；在电力设备接头处安装温度传感器，监测设备导流部分温度变化。
29.ｓｆ６浓度传感器314：通过５g浓度传感器实时感知设备室安全情况,出现问题及时告警；在设备室发生ｓｆ
６
气体泄露，０
２
浓度不足的情况下，ｓｆ
６
浓度传感器314检测到异常并报警，同时联动风机对设备室中的气体进行调节，直到ｓｆ
６
浓度降低到安全水平，保证进入设备室的人员的生命安全。
30.感知方式：通过接口，获取站内已有的ｓｆ
６
气体检测装置的状态信息，感知ｇｉｓ设备室ｓｆ
６
浓度的变化。
31.应用场景设计：通过火灾报警系统、视频监控系统实时感知设备室安全情况，出现问题及时告警；在设备室产生火灾的情况下，火灾报警系统检测到异常烟雾并进行报警，同时联动视频监控设备对设备室内各角落的环境状态进行视频拍摄，发现异常火情的具体发生位置。
32.感知方式：通过接口获取站内火灾报警信息，感知设备室发生的异常火灾情况；通过接口，获取站内己有的技防主机的告警信息。
33.作为一种较佳的实施方式，微功率传感器31通过微功率无线网进行接入，通过汇聚节点，利用节点组网协议组成支持多跳的无线传感器网络，最终将数据汇聚到接入节点。
34.作为一种较佳的实施方式，低功耗传感器32包括特高频局放传感器321、超声波局放传感器322和高频电流智能传感器。
35.通过特高频局放传感器321对相应的设备中的特高频信号进行监控，其中包括对局部相关信息的检测覆盖；通过监测局放现象，反映设备内部绝缘问题；通过设计结构件将特高频局放传感器321安装在gis盆子出进行gis特高频信号监测，反映gis内部放电缺陷问题。
36.高频电流智能传感器：用于监测变压器或电缆内的局放高频信号，通过监测设备内部的局放信号，反映设备内部的绝缘问题；通过将高频传感器安装固定在主变或电缆的接地线位置，进行高频信号的监测，反映设备内部放电缺陷问题。
37.作为一种较佳的实施方式，低功耗传感器32针对超声波局放、特高频局放、泄漏电流等具有一定连续数据传输，釆集功耗相对较大的低功耗传感器32支持节点组网协议，低功耗传感器32直接与接入节点连接，或经由一个或多个汇聚节点与接入节点连接，通过接入节点对接网络层。
38.通过高频、特高频、暂态地电压、超声等局放传感器，实时感知开关柜、变电站箱体2等封闭式设备的整体运行情况，当内部存在气隙、悬浮、沿面等绝缘缺陷并产生局放信号时，局放传感器监测到局放信号，并通过辅控终端对产生的局放缺陷类型及严重程度进行判断，实现开关柜内部缺陷的自主快速感知和判断，及时向运维人员推送缺陷类型、严重程度等告警信息，同时根据缺陷的严重等级与检修策略的对应关系模型，给出后续开关柜检修维护建议并指导运维部门制订正确的检修策略，防止开关柜绝缘缺陷导致故障的发生。
39.感知设备选择：在开关柜、变压器、电缆等设备安装不同局放传感器，感知设备运行时产生的局放信号。
40.作为一种较佳的实施方式，有线传感器33包括避雷器泄漏电流传感器331和油色谱传感器332，且有线传感器33通过两组汇聚节点统一接入到无线传感器网络中或从站端直接接入。
41.通过变压器油中溶解气体气相色谱分析监测变压器内部放电及发热问题；通过取油阀对变压器油进行取样，并实时分析判断，可实现对变压器油中ch4、c2h4、c2h6、c2h2、h2、co、co2七种气体监测，通过对油中气体的组份分析发现变压器内部放电及发热问题。
42.作为一种较佳的实施方式，智能辅助传感器34包括高清摄像机341、监控机器人342和环境监测传感器343；且智能辅助传感器34通过智能辅控节点直接连接到接入节点
上。
43.通过红外热像摄像头，对室内变电站设备进行多角度、全方位的红外热像温度监测，发现设备过热并及时预警。通过在变压器室、电容器室、电抗器室等电力设备周围安装红外热像镜头，监测电力设备本体及接头红外热像，反映设备本体及接头发热问题。
44.通过高清摄像机341，实现站内信息的全角度监控及远程高压开关柜状态复核。摄像头捕捉站内人员活动情况，通过平台算法对人员行为进行分析；通过设置预置点使视像头针对待监测对象开关柜进行抓图，支持与自动化。
45.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。