一种智能配电室监控系统的制作方法

1.本发明涉及配电室监控领域，尤其涉及一种智能配电室监控系统。


背景技术：

2.配电室是电力系统末端配电网中分配、传输电能的主要电气设备的场所， 是城市配电网系统中重要的组成部分。具有分布广、数量多、管理复杂等特点， 随着供电负荷密度的不断加大，配电室的数量越来越大，在地市级的存量配电 室达数十万个(约2/3属于供电部门)。
3.目前配电室主要采用按区域人工巡检和抢修方式进行运维管理，大量的配电室处于无人值守的监管环境。配电室设备状态监测类传感器种类繁多，监测数据量大，传统传感器为有线安装，线路冗杂，管理混乱，通讯连接不方便，巡检人维护困难等问题，会导致因维护不及时而产生设备损耗、故障、电压质量低、配电网稳定性差等情况。


技术实现要素：

[0004][0005]
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种智能配电室监控系 统，其能解决目前对于配电室主要依靠按区域人工巡检方式进行监控，导致对 于配电室的监控具有一定滞后性，从而使配电室的抢修或维护不及时，造成配 电室内设备损耗、故障率高的问题。
[0006]
本发明的目的采用以下技术方案实现：
[0007]
一种智能配电室监控系统，包括后台系统、全景监测仪、无线控制器、状 态传感器、复合环境传感器、环境状态显示器、辅控设备，所述全景监测仪安 装在配电室上层，所述全景监测仪内置有烟雾探测器、温湿度传感器、红外双 视摄像云台、拾音器、扬声器以及自控电路，所述全景监测仪中的自控电路与 所述烟雾探测器、所述温湿度传感器、所述红外双视摄像云台、所述拾音器、 所述扬声器有线连接；所述全景监测仪中的自控电路与所述无线控制器、所述 状态传感器、所述复合环境传感器、所述环境状态显示器通过无线通讯方式连 接，所述全景监测仪中的自控电路与所述后台系统通过有线或无线的通讯方式 连接，所述无线控制器通过有线通讯方式对所述辅控设备进行控制，所述烟雾 探测器采集配电室内的烟雾浓度数值并发送至所述自控电路，当所述烟雾浓度 数值达到高浓度烟雾报警阀值时，所述全景监测仪中的自控电路通过调节所述 红外双视摄像云台搜寻配电室内最高温度点，所述全景监测仪中的自控电路通 过所述无线控制器控制配电室内消防设备、报警信号灯、辅控设备按预设策略 进行动作，所述全景监测仪中的自控电路生成报警信息并上传至所述后台系统。
[0008]
进一步地，所述复合环境传感器安装在配电室下层位置，所述复合环境传 感器采集配电室内的sf6气体浓度、臭氧浓度以及水位监测数据并发送至所述 自控电路；
[0009]
当所述sf6气体浓度超过预设sf6气体浓度时，所述全景监测仪中的自控 电路通
过所述无线控制器输出控制信号用于控制配电室内风机动作，进行排气 操作，并向所述环境状态显示器发送含有sf6超标的报警信号，所述环境状态 显示器发出sf6超标的声光报警；
[0010]
当所述臭氧浓度超过预设臭氧浓度阈值时，所述自控电路向所述环境状态 显示器发送含有电力设备局放的报警信号，所述环境状态显示器发出电力设备 局放的声光报警；
[0011]
当所述水位监测数据中水位高度超过预设水位高度阈值时，所述全景监测 仪中的自控电路通过所述无线控制器开启配电室内的排水设备，并向所述环境 状态显示器发送含有水位超标的报警信号，所述环境状态显示器发出水位超标 的声光报警。
[0012]
进一步地，所述复合环境传感器包含臭氧探头、水浸探头、sf6探头，所述 臭氧探头用于采集配电室内的臭氧浓度，所述水浸探头用于采集配电室内的水 位监测数据，所述sf6探头用于采集配电室内的sf6气体浓度。
[0013]
进一步地，所述无线控制器与配电室内的驱逐器连接，所述拾音器采集配 电室内的声音信号，并将所述声音信号发送至所述自控电路进行声纹识别，所 述自控电路根据声纹识别结果判断配电室内是否有小动物进入，若有，所述自 控电路通过所述无线控制器开启驱逐器对小动物进行驱逐。
[0014]
进一步地，所述状态传感器包括安装在配电室内电力设备本体上的温度传 感器，所述温度传感器采集对应电力设备的实时温度值并发送至所述自控电路， 所述自控电路判断实时温度值是否超过预设温度阈值，当实时温度值超过预设 温度阈值时，所述全景监测仪中的自控电路通过所述无线控制器控制配电室内 对应的风机和空调设备动作，用于对配电室内特定区域的降温，并向所述环境 状态显示器发送报警信号，所述环境状态显示器发出设备超温报警信号。
[0015]
进一步地，所述状态传感器包括设置在配电室内每台电力设备上的超声局 放传感器，所述超声局放传感器与所述自控电路无线连接，当所述超声局放传 感器监测到超声时，将所述超声信号提取出超声局放特征值信息，将所述超声 局放特征值信息发送至所述自控电路，所述自控电路根据已有的超声局放模型 判断是否发生局放以及局放类型，并将得到的判断结果信息上传到所述后台系 统。
[0016]
进一步地，所述状态传感器包括设置在配电室的门口的门磁传感器，所述 门磁传感器与所述自控电路无线连接，所述门磁传感器将开关门信号传输至所 述自控电路，所述自控电路调节所述红外双视摄像云台的拍摄方向，使拍摄方 向对准配电室门口。
[0017]
进一步地，还包括在配电室内每台电力设备上设置一个设备状态显示器， 所述设备状态显示器与所述自控电路无线连接，所述设备状态显示器显示对应 电力设备的运行状态、实时温度值、故障报警信息。
[0018]
进一步地，所述红外双视摄像云台进行图像拍摄以及图像识别，当有人进 入配电室时，所述全景监测仪中的自控电路通过所述无线控制器对配电室内灯 光进行开启操作，当人离开配电室后，灯光按设定的延时时间关闭。
[0019]
相比现有技术，本发明的有益效果在于：一种智能配电监控系统，实现了 多种物理量监测、多种控制方式、系统联动过程于一体，整合了原来分散的各 种各类传感器和监测数据；本发明的系统具有多监测数据和控制设备的智能联 动监控功能，提高了配电室电
力设备、环境和安全方面管理效率，全天候在线 监测，及时的捕捉到配电室内的各种异常状况，并自动采取对应的干预措施， 提升了供电系统的安全性和可靠性。
[0020]
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术 手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附 图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
[0021]
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分， 本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限 定。在附图中：
[0022]
图1为本发明的一种智能配电室监控系统的功能架构图；
[0023]
图2为本发明的一种智能配电室监控系统在配电室中安装位置示意图。
具体实施方式
[0024]
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的 是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任 意组合形成新的实施例。
[0025]
如图1-2所示，一种智能配电室监控系统，包括后台系统、全景监测仪、 无线控制器、状态传感器、复合环境传感器、环境状态显示器、辅控设备，多 个状态传感器包括：安装在配电室内电力设备本体的温度传感器、安装在配电 室内每台电力设备上的超声局放传感器、设备状态传感器、门磁传感器等，全 景监测仪安装在配电室上层，全景监测仪内置有烟雾探测器、温湿度传感器、 红外双视摄像云台、拾音器、扬声器以及自控电路，全景监测仪中的自控电路 与烟雾探测器、温湿度传感器、红外双视摄像云台、拾音器、扬声器有线连接； 全景监测仪与后台系统通过有线或无线的通讯方式连接。在本实施例中，上述 自控电路实质为控制芯片。
[0026]
无线控制器通过有线的方式对辅控设备进行控制。在本实施例中，辅控设 备包括：空调、风机、除湿机、消防设备、驱逐器、灯、声光报警装置等。
[0027]
复合环境传感器安装在配电室下层位置，复合环境传感器与全景检测仪中 的自控电路无线连接，温度传感器与全景检测仪中的自控电路无线连接，局放 传感器与全景检测仪中的自控电路无线连接，在本实施例中，上述复合环境传 感器包含臭氧探头、水浸探头、sf6探头以及氧气探头，臭氧探头用于采集配电 室内的臭氧浓度，水浸探头用于采集配电室内的水位监测数据，sf6探头用于采 集配电室内的sf6气体浓度，氧气探头用于采集配电室内的氧气浓度。
[0028]
全景监测仪内部设置有用于供自控电路与无线控制器以及其他传感器进行 无线通信的无线通信模块，无线通信模块采用蓝牙或wifi通讯方式，另外还设 置有用于传输数据的网关，网关首选4g网络通信进行上行通讯，并设置rs485 通信接口，进行下行通讯，预留rj45以太网接口作为配置和调试用接口；全景 监测仪内部还设置有电源模块以及指示灯，电源模块采用220vac供电方式，由 配电室照明线路供电，指示灯用于指示报警状态以及指示本身工作状态、通信 状态等，还设置有扬声器用于播放报警声音信号以及实现语音对讲功能。上述 的红外双视摄像云台为带有可见光与红外双视摄像仪的全自动云台，具有
实现 自动巡视功能，实现对配电室的图像拍摄或图像监控，自动追踪画面最高温位 置并产生报警信号；全景监测仪中内置火灾检测算法，通过红外热图识别判断 火情。
[0029]
优选地，智能配电室监控系统还包括在配电室内每台电力设备上设置一个 设备状态显示器，设备状态显示器与全景检测仪中的自控电路无线连接，状态 显示器用于显示自控电路发送的信息，包括对应电力设备的运行状态、实时温 度值或故障报警信息等。状态显示器的显示面板为lcd，状态显示器作为无线通 讯系统网络中的一个节点，优选的，采用2.4ghz的无线频段通讯，并只作为信 息的接收端。状态显示器的供电方式采用电池供电和外部电源兼容的方式，单 独采用电池供电时，不需额外布线，兼容外部电源供电可免除电池能量有限带 来的问题。状态显示器外为圆柱体，高度不超过40mm，顶部为液晶显示面板， 底部为磁吸，可直接吸附在电力设备的铁质壳体上。
[0030]
优选地，还包括设置在配电室门口的门磁传感器，门磁传感器与全景检测 仪中的自控电路无线连接，当门磁传感器通过无线信号将开启门禁信号传输至 自控电路，自控电路调节红外双视摄像云台的方向，使拍摄方向对准配电室门 口。
[0031]
工作原理如下：
[0032]
1、火灾、爆炸监控：
[0033]
配电室火灾主要有以下原因造成：漏电、短路、过负荷、接触不良等，多 发生于电气设备导线，连接点处。烟雾探测器采集配电室内的烟雾浓度数值并 将烟雾浓度数值发送至全景监测仪，当烟雾浓度数值达到高浓度烟雾报警阀值 时，全景监测仪通过调节红外双视摄像云台搜寻配电室内最高温度点，全景监 测仪中的自控电路通过无线控制器控制配电室内消防设备、报警信号灯辅控设 备按预设策略进行动作，所述全景监测仪中的自控电路生成报警信息并上传至 所述后台系统。
[0034]
2、水浸、臭氧、sf6监控：
[0035]
在配电室内，配电室内的天花板破裂漏水、地表积水、sf6气体泄露等环境 问题会造成配电室内安全隐患问题，同时还会破损配电柜、电缆、等重要设施， 危及巡检人员人身安全，臭氧的监测，用于判断室内电力设备是否有局放发生。
[0036]
上述臭氧浓度、水位监测数据以及sf6气体浓度通过无线方式发送至全景 监测仪中，全景监测仪内设置有水位、温度、湿度、各气体浓度报警阈值，当 配电室内湿度监测数据超过阈值时，全景监测仪中自控电路控制配电室内除湿 机启动，以减小室内的相对湿度。当配电室内水位监测数据达到报警阀值时， 全景监测仪控制配电室内排水设备启动，红外双视摄像云台拍照录像并将报警 信息实时上传至后台系统(即监控主机或后台系统)。
[0037]
当复合环境传感器监测臭氧浓度达到预设阈值时，全景监测仪中自控电路 发出含有电力设备局放的报警信号，并将报警信息上传至后台系统(即监控主 机或后台系统)。
[0038]
当复合环境传感器监测到的sf6气体浓度超过预设的报警阈值时，全景监 测仪中自控电路控制配电室内风机动作，进行排气操作，并发出通知报警信号， 并将报警信息上传至后台系统(即监控主机或后台系统)。
[0039]
3、小动物入侵监控：
[0040]
拾音器采集配电室内的声音信号，并将声音信号发送至全景监测仪中自控 电路进行声纹识别；全景监测仪中自控电路根据声纹和红外热图判断配电室内 是否有小动物
进入，若有，全景监测仪中自控电路控制配电室内的驱逐器对小 动物进行驱逐，同时生成含有小动物入侵的报警信息至后台系统。
[0041]
4、配电室房屋结构破损情况监视：
[0042]
配电房一体化系统主要通过自控电路调节红外双视摄像云台对配电室的门 窗、房屋结构等信息进行监测。红外双视摄像云台对配电室内全景进行拍摄， 全景监测仪通过图像识别算法，将当前图像与完好时配电室房屋结构图像进行 比对，判断得出配电室房屋的破损情况。当有配电室房屋结构破损情况发生时， 全景监测仪将事件报告信息上传后台系统。
[0043]
5、设备温度监控：
[0044]
温度传感器采集对应电力设备的实时温度值并将实时温度值发送至全景监 测仪中的自控电路，全景监测仪中的自控电路判断实时温度值是否超过预设温 度阈值，当实时温度值超过预设温度阈值时，全景监测仪控制配电室内对应的 风机和空调设备动作。
[0045]
在本实施例中，全景监测仪的红外双视摄像云台对所有电力设备进行红外 图像采集，然后对每台电力设备对应的红外图像进行图像分割与识别，根据红 外图像构建卷积神经网络模型；将待检测的红外图像输入卷积神经网络模型， 通过卷积神经网络模型识别出红外图像中的温度标尺和电力设备；根据所识别 的温度标尺像素点的rgb值及温度标尺上下界生成rgb值与温度参照表，并提 取所识别的电力设备的rgb值，将提取的rgb值与温度参照表中的rgb值进行 比对，得到所识别的电力设备的温度结果；根据电力设备诊断标准对温度结果 进行诊断，判断该电力设备是否出现过热异常。
[0046]
6、电力设备超声局放检测：
[0047]
超声局放传感器与全景检测仪中自控电路无线连接，当超声局放传感器实 时在线采集电力设备的超声信号，并将超声局放信号转换为局放特征数据，上 传到全景监测仪中自控电路，全景监测仪根据内部配置的局放检测模型，判断 电力设备是否发生了局放以及具体局放类型，并将得到诊断结果信息上传到后 台系统。
[0048]
7、电力设备状态显示：
[0049]
在本实施例中，电力设备本体上的温度传感器无线上传温度数据至全景监 测仪中自控电路，全景监测仪中自控电路判断电力设备状态，并将温度数据与 运行状态信息发至该电力设备对应的设备状态显示器中展示；全景监测仪的拾 音器采集配电室内声音信号，并进行声纹识别，用于判断该电力设备的故障状 态和故障类型，故障信息发送至设备状态显示器中展示。
[0050]
8、人员和安全管理：
[0051]
配电室人员和安全管理包括：人员、门禁、灯光联动控制管理，非法入侵 判断和报警，运维人员安全管理提醒和警告等。门磁传感器将开关门状态通过 无线信号传输至全景监测仪中自控电路，收到开门信号后全景监测仪中自控电 路自动调节摄像云台方向，使拍摄方向对准配电室门口，进行对焦放大拍摄以 准确获取配电室内出入情况；进行人脸识别并记录进出人员信息，事件信息和 警告信息无线上传后台系统；通过图像视屏识别运维人员工作着装和佩戴安全 帽检测，不符合系统预设规范时进行语音通报警告；待门磁感应信号消除后， 摄像云台恢复默认拍摄位置；当开门信号传输至全景监测仪，全景监测仪通过 无线控制器，控制配电室内灯光开启。
[0052]
一种智能配电室监控系统，通过烟雾探测器采集配电室内的烟雾浓度数值 并将烟雾浓度数值发送至全景监测仪，当烟雾浓度数值达到高浓度烟雾报警阀 值时，全景监测仪通过调节红外双视摄像云台搜寻配电室内最高温度点，全景 监测仪通过无线控制器控控制配电室内消防设备、报警信号灯、辅控设备按既 定的策略动作，实现了对配电室的智能监控，提高了配电室在线监测的效率和 可靠性，及时有效的捕捉到配电室内的异常状况，并采取对应的干预措施，提 升了供电系统的安全性。
[0053]
以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制； 凡本行业的普通技术人均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但 是,凡熟悉本专业的技术人在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的 技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施 例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、 修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。