智能台架管理系统的制作方法

1.本发明属于电网设备监测的技术领域，具体涉及一种智能台架管理系统。


背景技术：

2.配变台架是电网中基础的电力设施，是电网输配线路进行电压转换和电能传输重要节点。配变台架上安装有多种配变电设备。配变台架从高压侧接入上级电网，在低压侧用电缆引至各用户，高压侧一般采用智能跌落式熔断器和隔离开关，还设置避雷器保护，有时在低压侧也要装设一组避雷器。配变台架上的电缆采用预制化高压引接线，线路接续或分流则采用智能自锁连接器，电缆连接线材与陶瓷绝缘子之间通过紧线器固定在一起，电缆端头使用线尾封堵器进行绝缘保护，低压侧还使用一键式接地装置配合低压电柜的停电接地作业。
3.配变台架若发生故障，会影响到整片区域的供电安全，所以配变台架的安全运行及使用，对电网的稳定供电至关重要。作为一个台区的电流交汇点，配变台架上各类设备的运行电流非常大，一旦出现导体接触不良、导体腐蚀等问题导致电阻增大，极其容易使设备连接点位置的温度异常升高，甚至烧毁设备的事故。现有技术中针对配变台架上的这类异常情况进行监测和告警的方式，是通过电流和电压与设定温度阈值的异常来进行判断的，但这种方式常常难以用于判断具体的异常位置，而且配变台架的运行温度不是在一个固定值波动的，温度阈值的设定显然不能起到准确预警的作用。此外，现有技术中对配变台架上的设备的管理，是通过人工巡检的方式进行的，也同样难以及时观察到异常温度的情况，导致不能及时处理故障，对配变台架上的设备的管理效率低且容易出错。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术存在的一个或者多个缺陷与不足，本发明的目的在于提供一种，用于自动监测配变台架上的温度异常故障以便及时通知维护人员进行处理。
5.为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案。
6.一种智能台架管理系统，包括云服务器、配变台架、通信网络、运维电子终端；
7.配变台架设有多种通过电缆电性连接的配变电装置、多个无源取电模块、多个无线测温传感器模块、数据网关；
8.无源取电模块与无线测温传感器模块电性连接，无源取电模块用于从电缆上进行取电，并向多个无线测温传感器模块供电；
9.无线测温传感器模块与数据网关电性连接进行无线数据传输，无线测温传感器模块用于监测配变台架上配变电装置和/或设定的电缆连接位置的温度数据，并向数据网关进行传输；
10.数据网关与通信网络电性连接进行温度数据传输；云服务器、运维电子终端分别与通信网络电性连接进行数据传输；
11.云服务器用于数据存储、温度数据分析；运维电子终端用于接收云服务器温度数
据分析的结果。
12.优选地，云服务器设有数据存储模块、数据分析模块；
13.数据存储模块与数据分析模块连接，用于存储温度数据；
14.数据分析模块用于从数据存储模块调取温度数据，并根据温度数据对配变台架是否出现温度异常故障进行分析。
15.优选地，根据温度数据对配变台架是否出现温度异常故障进行分析，具体为：
16.将配变电装置设定历史数据的平均运行温度范围，与当前监测到的配变电装置运行温度进行比较；
17.和/或将设定的电缆连接位置的正常温度范围，与当前监测到的设定的电缆连接位置的温度进行比较；
18.若当前监测到的配变电装置运行温度高于配变电装置设定历史数据的平均运行温度范围，则温度数据分析的结果为相应配变电装置出现温度异常故障；
19.和/或若当前监测到的设定的电缆连接位置的温度高于设定的电缆连接位置的正常温度范围，则温度数据分析的结果为相应设定的电缆连接位置出现温度异常故障。
20.优选地，运维电子终端包括手机、个人计算机；
21.手机、个人计算机分别与通信网络电性连接进行数据传输。
22.优选地，无源取电模块包括依次电性连接的取能互感器、整流滤波电路、保护电路、隔离稳压电路；
23.取能互感器设于电缆上，与通过互感现象从电缆上取电；
24.整流滤波电路用于在取能互感器进行取电后，将电流进行整流滤波为直流电；
25.保护电路用于在整流滤波得到的直流电出现过流或过压时，断开直流电保护整个无源取电模块；
26.隔离稳压电路与无线测温传感器模块电性连接；隔离稳压电路用于将整流滤波得到的直流电电压，稳定在与无线测温传感器模块相配合的范围。
27.进一步地，取能互感器为电流互感器和/或电压互感器。
28.进一步地，无线测温传感器模块包括依次电性连接的温度传感器、采样滤波电路、信号调制放大电路、无线发射电路；
29.温度传感器与隔离稳压电路电性连接；温度传感器设于配变电装置和/或设定的电缆连接位置，用于测量配变电装置和/或设定的电缆连接位置的温度模拟信号；
30.采样滤波电路用于将温度模拟信号进行采样滤波转换为温度数字信号；
31.信号调制放大电路用于将温度数字信号放大并调制为温度数据；
32.无线发射电路与数据网关电性连接进行无线数据通信；无线发射电路用于将温度数据发送到数据网关。
33.优选地，通信网络包括无线移动网络和光纤网络；
34.无线移动网络与光纤网络相互连接进行通信；无线移动网络分别与数据网关、运维电子终端进行通信；光纤网络与云服务器进行通信；
35.数据网关为与无线移动网络相配合的无线路由。
36.优选地，智能台架管理系统还设有视频监控器；
37.视频监控器与数据网关电性连接；视频监控器用于对准配变台架上的配变电设备
拍摄视频数据，并将视频数据传输到数据网关；
38.数据网关用于向通信网络发送视频数据。
39.优选地，数据网关还用于存储配变台架的运维管理数据；云服务器还通过通信网络从数据网关调取配变台架的运维管理数据。
40.本发明技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：
41.本发明通过无源取电模块、无线测温传感器模块、数据网关、通信网络、云服务器、运维电子终端，实现对配变台架上配变电装置、电缆连接点上的温度实时监测，提高了监测效率，降低了人工成本，能够缓解现有的人工巡检方式存在等数据时效低、温度实时性差、设备温度异常发现不及时且人工成本高等缺点，能及时有效监测到配变台架存在的安全隐患的具体位置，提高了安全系数的同时快速准确定位故障位置；本发明采用通过分析往年同期平均运行温度或电缆安全运行的正常温度范围作为判据，对温度异常故障的预警更加准确可靠；无源取电模块与无线测温传感器模块的配合，避免了现有的检测手段需要对传感器额外供电的问题，提高了空间和设备的利用效率。
附图说明
42.图1为本发明一种智能台架管理系统的结构框图；
43.图2为无源取电模块从输电线路取电后向无线测温传感器模块供电的结构框图；
44.图3为无线测温传感器模块的结构框图。
具体实施方式
45.为了使本发明的目的、技术方案及其优点更加清楚明白，以下结合附图及其实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
46.实施例
47.如图1至图3所示，本实施例的一种智能台架管理系统，包括云服务器、配变台架、通信网络、运维电子终端、视频监控器。
48.配变台架设有多种配变电装置，本实施例优选的配变电装置包括智能跌落式熔断器、隔离开关、避雷器、智能自锁连接器、紧线器、线尾封堵器、一键式接地装置，电缆则采用预制化高压引接线。配变电装置之间通过电缆相互电性连接。配变电装置与电缆之间、电缆与电缆之间的连接位置均设定为需要进行温度监测的位置，每个配变电装置均设定为需要进行温度监测的对象。
49.配变台架上设有多个无源取电模块、多个无线测温传感器模块、一个数据网关、一个视频监控器。无源取电模块分别与无线测温传感器模块、数据网关、视频监控器电性连接作为工作电源。无源取电模块用于从电缆上进行不接触式的取电，并分别向无线测温传感器模块、数据网关、视频监控器提供与各自电压范围相匹配的直流电。其中，无源取电模块与无线测温传感器模块之间的供电结构可以采用一对一供电、一对多供电或者两者并存的供电方式。无线测温传感器模块与数据网关电性连接，将温度数据从无线测温传感器模块无线传输到数据网关。无线测温传感器模块用于监测配变台架上配变电装置和/或设定的电缆连接位置的温度数据。视频监控器与数据网关电性连接；视频监控器用于对准配变台
架拍摄视频数据，并将视频数据传输到数据网关，数据网关同时将视频数据传输到通信网络。
50.数据网关与通信网络电性连接，数据网关通过无线传输的方式将温度数据传输到通信网络。云服务器、运维电子终端分别与通信网络电性连接，运维电子终端通过无线传输的方式与通信网络进行数据信息交互，云服务器通过有线传输的方式与通信网络进行数据信息交互。云服务器用于数据存储、温度数据分析、运维管理。运维电子终端用于接收云服务器温度数据分析的结果。运维电子终端包括手机、个人计算机，手机、个人计算机分别与通信网络电性连接进行数据传输，运维人员通过手机上的app软件或个人计算机上的操作客户端进入整个智能台架管理系统，从而获得温度异常故障的信息及位置。数据网关还存储有配变台架的运维管理数据，运维管理数据包括配变电装置信息、配变台架地理位置信息、无线测温传感器模块位置信息、资产管理单位信息等。云服务器可以通过通信网络从数据网关调取配变台架的运维管理数据。
51.云服务器设有数据存储模块、数据分析模块、运维管理模块。数据存储模块与数据分析模块连接，用于存储温度数据和视频数据。运维管理模块与数据存储模块连接，用于对运维管理数据进行处理，并确定通过通信网络分发给相应的运维电子终端。
52.数据分析模块用于从数据存储模块调取温度数据，并根据温度数据对配变台架是否出现温度异常故障进行分析。数据分析模块根据温度数据对配变台架是否出现温度异常故障进行分析的过程，具体为：
53.将配变电装置往年同一时期的历史数据的平均运行温度范围，与当前监测到的配变电装置运行温度进行比较；若当前监测到的配变电装置运行温度高于配变电装置设定历史数据的平均运行温度范围，则温度数据分析的结果为相应配变电装置出现温度异常故障；
54.将设定的电缆连接位置的正常温度范围，与当前监测到的设定的电缆连接位置的温度进行比较；若当前监测到的设定的电缆连接位置的温度高于设定的电缆连接位置的正常温度范围，则温度数据分析的结果为相应设定的电缆连接位置出现温度异常故障。
55.无源取电模块包括依次电性连接的取能互感器、整流滤波电路、保护电路、隔离稳压电路。
56.无源取电模块的取能互感器设于电缆上，与通过互感现象从电缆上取电。取能互感器具体为电流互感器或电压互感器，交流输电电缆穿过电流互感器或电压互感器发生互感现象，从而在取能互感器产生交流电作为无源取电模块和无线测温传感器模块的工作电能来源。
57.无源取电模块的整流滤波电路用于在取能互感器进行取电后，将电流进行整流滤波为直流电。无源取电模块的保护电路用于在整流滤波得到的直流电出现过流或过压时，断开直流电保护整个无源取电模块。无源取电模块的隔离稳压电路与无线测温传感器模块电性连接；隔离稳压电路用于将整流滤波得到的直流电电压，稳定在与无线测温传感器模块相配合的范围。无源取电模块可以实时的调节和限制输入自身的电能大小，吸收瞬间大电流，保证自身能在输电电缆电流不稳定时仍能输出稳定的直流电电压。
58.无线测温传感器模块包括依次电性连接的温度传感器、采样滤波电路、信号调制放大电路、无线发射电路。
59.无线测温传感器模块的温度传感器与隔离稳压电路电性连接；温度传感器设于配变电装置和设定的电缆连接位置，用于测量配变电装置和设定的电缆连接位置的温度模拟信号。无线测温传感器模块的采样滤波电路用于将温度模拟信号进行采样滤波转换为温度数字信号，去掉干扰信号。无线测温传感器模块的信号调制放大电路用于将温度数字信号放大并调制为温度数据。无线测温传感器模块的无线发射电路与数据网关电性连接进行无线数据通信；无线发射电路用于将温度数据发送到数据网关。
60.通信网络由无线移动网络和光纤网络两部分组成。无线移动网络与光纤网络通过有线传输的方式相互连接进行通信。无线移动网络分别与数据网关、手机、个人计算机以无线传输的方式进行通信，在其他实施方式中，个人计算机还可以改为与光纤网络通过光纤有线传输的方式进行通信。光纤网络与云服务器通过光纤有线传输的方式进行通信。数据网关为一个与无线移动网络相配合的无线路由。
61.本实施例在运行时，首先通过无线测温传感器模块对配变台架上不同位置处的温度数据进行监测，然后收集到数据网关中。数据网关通过无线移动网络和光纤网络将温度数据传输到云服务器的数据存储模块。如果温度数据是来自配变电装置，则接着云服务器的数据分析模块就调用当前监测到的温度数据、以及往年同时期的同一种配变电装置的历史数据的平均运行温度范围，并通过比较当前监测到的温度数据是否高于往年的平均运行温度范围，来判断是否温度异常，若高于则说明出现温度异常故障，数据分析模块通过光纤网络和移动通信网络向对应的运维责任人员的手机或个人计算机发出告警提示。对于设定的电缆连接位置，当前监测到的温度高于理论上工作时的正常温度范围时，说明此处出现温度异常故障，数据分析模块通过光纤网络和移动通信网络向对应的运维责任人员的手机或个人计算机发出告警提示。此外，当加入新的配变台架时，运维管理模块通过光纤网络和移动通信网络，向新增配变台架的数据网关发出指令，让新增的数据网关上传相应的运维管理数据。
62.在其他实施方式中，还可以进一步在数据网关和云服务器之间对温度数据和视频数据的传输进行加密。
63.本实施例与现有技术相比，其有益效果在于：
64.本实施例通过无源取电模块、无线测温传感器模块、数据网关、通信网络、云服务器、运维电子终端，实现对配变台架上配变电装置、电缆连接点上的温度实时监测，提高了监测效率，降低了人工成本，能够缓解现有的人工巡检方式存在等数据时效低、温度实时性差、设备温度异常发现不及时且人工成本高等缺点，能及时有效监测到配变台架存在的安全隐患的具体位置，提高了安全系数的同时快速准确定位故障位置；本实施例采用通过分析往年同期平均运行温度或电缆安全运行的正常温度范围作为判据，对温度异常故障的预警更加准确可靠；无源取电模块与无线测温传感器模块的配合，避免了现有的检测手段需要对传感器额外供电的问题，提高了空间和设备的利用效率；云服务器的运维管理模块通过对运维管理数据的进一步利用，再结合配变台架的视频监控器，增强了对配变台架的维护管理能力。
65.上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。