电力监控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了电力监控系统，包括监控管理层、网络层和现场间隔层。监控管理层包括监控主机、UPS不间断电源和报警装置；网络层包括交换机和多台通讯管理机，交换机通过网线与监控主机通信连接，并通过光纤分别多台通讯管理机通信连接；现场间隔层包括若干组第一测控设备组及第二测控设备组；每组第一测控设备组包括至少一台多功能电表，该至少一台多功能电表通过通信线缆与相对应的通讯管理机连接；每组第二测控设备组包括至少一台多功能电表和至少一台综合继电保护装置，该至少一台多功能电表及综合继电保护装置通过通信电缆与相对应的通讯管理机连接。本实用新型专利技术可对变配电系统的多个变电所进行实时数据采集、工作状态监测及远程控制。

【技术实现步骤摘要】
电力监控系统
本技术涉及电力监控系统。
技术介绍
目前市场上电力监控技术相对处于发展时期，一些变配电系统的变电所虽然采用了智能电表等检测设备，并实现了一定范围内的检测数据通信，但从整体而言，在通讯的可靠性和实时性、组网的灵活性方面还存在不足，并缺乏快速有效的监控手段。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于提供一种能够对变配电系统中的多个变电所同时进行实时数据采集、工作状态监测及远程控制的电力监控系统。本技术所要解决的又一技术问题在于提供一种电流信号采样精度高的电力监控系统。为解决上述技术问题，本技术采取的技术方案是：电力监控系统，包括监控管理层、网络层和现场间隔层；监控管理层包括监控主机、UPS不间断电源和报警装置，UPS不间断电源的输出端与监控主机的电源输入端连接，监控主机的第一信号输出端与所述报警装置的输入端连接；网络层包括交换机和多台通讯管理机，交换机通过网线与监控主机通信连接，并通过光纤分别与多台通讯管理机通信连接；现场间隔层包括分别与所述多台通讯管理机一一对应的多组现场测控设备组，多组现场测控设备组包括若干组第一测控设备组和若干组第二测控设备组；每组第一测控设备组包括至少一台多功能电表，每组第一测控设备组的至少一台多功能电表的通讯接口通过通信线缆与相对应的通讯管理机连接；每组第二测控设备组包括至少一台多功能电表和至少一台综合继电保护装置，每组第二测控设备组的至少一台多功能电表的通讯接口和至少一台综合继电保护装置的通讯接口通过通信电缆与相对应的通讯管理机连接。采用上述技术方案后，本技术至少具有以下优点和特点：1、本技术可以根据现场工况配置多功能电表、综合继电保护装置以及通讯管理机等，构成任意复杂的监控系统，实现了组网的灵活性，降低了运营成本，提高了监测效率；2、监控管理层的监控主机可以针对需要监控的参数设置上限值和下限值，将现场间隔层采集到的数据与预先设置的上限值和下限值进行比较，实现故障判断，并在发生故障时控制报警装置及时发出报警信息，从而加快变配电过程中异常情况的反应速度；3、现场间隔层由智能电表和综合继电保护装置组成，具有网络通讯功能，不仅可通过通讯网络向上传输测量值、信号量信息，综合继电保护装置还可执行监控主机输出的控制命令，此外，现场间隔层的电力测量功能不受通讯网络的影响，可确保系统的安全和可靠性；4、现场间隔层的电流测量装置通过设置RLC并联谐振电路，能够减小所采集到的交流电流信号的谐波，从而提高了电流采样精度，并能有效避免大电流时对电表的损坏。附图说明图1是根据本技术一实施例的电力监控系统的原理图。图2示出了根据本技术一实施例的电流测量装置的原理框图。图3示出了根据本技术一实施例的电流电压变换电路的电路原理图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。请参阅图1。根据本技术一实施例的电力监控系统包括监控管理层、网络层和现场间隔层。监控管理层包括监控主机11、UPS不间断电源12、报警装置13和打印机14。监控主机11可通过网络层与现场间隔层实现通讯，并完成数据的显示功能。监控主机11具有人机界面，便于操作人员的日常操作。UPS不间断电源12的输出端与监控主机11的电源输入端连接，用以对监控主机11提供连续的供电。监控主机11的第一信号输出端与报警装置13的输入端连接，监控主机11的第二信号输出端与打印机14相连接，打印机14可打印数据报表、波形图形等。报警装置13可以是报警音响。网络层包括交换机21和多台通讯管理机22，交换机21通过网线与监控主机11通信连接，并通过光纤分别与多台通讯管理机22通信连接。交换机21可支持千兆数据传输，完成数据交换功能。现场间隔层包括分别与多台通讯管理机22一一对应的多组现场测控设备组，多组现场测控设备组包括若干组第一测控设备组31和若干组第二测控设备组32。每组第一测控设备组31包括至少一台多功能电表33，每组第一测控设备组的至少一台多功能电表33的通讯接口通过通信线缆（例如可以是RS485通信线）与相对应的通讯管理机22连接。每组第二测控设备组32包括至少一台多功能电表33和至少一台综合继电保护装置34，每组第二测控设备组的至少一台多功能电表33的通讯接口和至少一台综合继电保护装置34的通讯接口通过通信电缆与相对应的通讯管理机22连接。若干组的含义为一组或多组。多功能电表33可实时采集电流、电压、有功功率、无功功率、电度、功率因数等数据，综合继电保护装置34可采集峰值电压、峰值电流等数据，并可直接向所控制的断路器发出跳闸命令。多功能电表33和综合继电保护装置34所采集到的数据通过网络层发送给监控主机11，监控主机11可根据需要对实时采集到的数据进行存储和显示等，并进一步实现数据处理、图形显示、报表查询、能耗分析等功能。另外，监控主机11还可根据需要将采集到的数据与预先设置的上限值和下限值进行比较，实现故障判断，并在发生故障时，控制报警装置13及时发出报警信息。监控主机还可在发生故障时，通过网络层向综合继电保护装置34发出控制命令，通过综合继电保护装置控制断路器跳闸，从而大大加快变配电过程中异常情况的反应速度。根据本技术一实施例的电力监控系统还对交流电流的测量装置做了改进，以提高电流的采样精度。请参阅图1，并结合图2所示，每组第一测控设备组31以及每组第二测控设备组32均包括与多功能电表33的数量相同的电流测量装置35；每一电流测量装置35的输出端与相应的多功能电表33的电流信号采集端子连接。各电流测量装置35包括电流互感器35a和电流电压变换电路35b。请参阅图3。电流电压变换电路35b包括依次连接的滤波电路351、电压跟随电路352、RLC并联谐振电路353和过零比较电路354；其中，滤波电路351的输入端与电流互感器35a的输出端连接，过零比较电路354的输出端与多功能电表33的电流信号采集端子连接。最好是，电流电压变换电路35b还包括滞环电路355，滞环电路355的输入端与过零比较电路354的输出端连接，滞环电路355的输出端与多功能电表33的电流信号采集端子连接。滤波电路351通过对电流互感器35a输出的信号进行滤波，可减小多功能电表33采集到的信号与电网的相位误差，保持电网和电力监控系统所采集到的信号相位同步。由于电流互感器输出的是交流信号，在电流电压变换电路中容易发生电磁谐振，电磁谐振会造成电路振荡，放大器倍数溢出，最终导致电表采集到的信号不准确。如果交流电流较大的话，甚至会造成电表的电气元件损坏。为了减小电磁谐振对电表造成的影响，本实施例中设置了RLC并联谐振电路353。RLC并联谐振电路353可将交流电信号中的谐波通过谐振的方式消耗掉。过零比较电路354输出的是一个与输入信号过零点时刻同步的方波，实现了过零检测，也实现了同步。而滞环电路355可进一步地抑制干扰和信号震荡。在本实施例中，滤波电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1和第二电容C2。第一电阻R1的一端与电流互感器35a的输出端连接，第一电阻R1的另一端与第一电容C1的一端连接，第一电容C1的另一端接地。第二电阻R2的一端连接于第一电阻R1和第一电容C1的公共节点，第二电阻的另一端与本文档来自技高网...

【技术保护点】
电力监控系统，其特征在于，包括监控管理层、网络层和现场间隔层；所述监控管理层包括监控主机、UPS不间断电源和报警装置，所述UPS不间断电源的输出端与所述监控主机的电源输入端连接，所述监控主机的第一信号输出端与所述报警装置的输入端连接；所述网络层包括交换机和多台通讯管理机，所述交换机通过网线与所述的监控主机通信连接，并通过光纤分别与所述多台通讯管理机通信连接；所述现场间隔层包括分别与所述多台通讯管理机一一对应的多组现场测控设备组，所述多组现场测控设备组包括若干组第一测控设备组和若干组第二测控设备组；每组第一测控设备组包括至少一台多功能电表，每组第一测控设备组的至少一台多功能电表的通讯接口通过通信线缆与相对应的通讯管理机连接；所述每组第二测控设备组包括至少一台多功能电表以及至少一台综合继电保护装置，每组第二测控设备组的至少一台多功能电表的通讯接口和至少一台综合继电保护装置的通讯接口通过通信电缆与相对应的通讯管理机连接。

【技术特征摘要】
1.电力监控系统，其特征在于，包括监控管理层、网络层和现场间隔层；所述监控管理层包括监控主机、UPS不间断电源和报警装置，所述UPS不间断电源的输出端与所述监控主机的电源输入端连接，所述监控主机的第一信号输出端与所述报警装置的输入端连接；所述网络层包括交换机和多台通讯管理机，所述交换机通过网线与所述的监控主机通信连接，并通过光纤分别与所述多台通讯管理机通信连接；所述现场间隔层包括分别与所述多台通讯管理机一一对应的多组现场测控设备组，所述多组现场测控设备组包括若干组第一测控设备组和若干组第二测控设备组；每组第一测控设备组包括至少一台多功能电表，每组第一测控设备组的至少一台多功能电表的通讯接口通过通信线缆与相对应的通讯管理机连接；所述每组第二测控设备组包括至少一台多功能电表以及至少一台综合继电保护装置，每组第二测控设备组的至少一台多功能电表的通讯接口和至少一台综合继电保护装置的通讯接口通过通信电缆与相对应的通讯管理机连接。2.根据权利要求1所述的电力监控系统，其特征在于，每组第一测控设备组以及每组第二测控设备组均包括与多功能电表的数量相同的电流测量装置；每一电流测量装置的输出端与相应的多功能电表的电流信号采集端子连接；各电流测量装置包括电流互感器和电流电压变换电路；所述电流电压变换电路包括依次连接的滤波电路、电压跟随电路、RLC并联谐振电路和过零比较电路；其中，所述滤波电路的输入端与所述电流互感器的输出端连接，所述过零比较电路的输出端与所述多功能电表的电流信号采集端子连接。3.根据权利要求2所述的电力监控系统，其特征在于，所述电流电压变换电路还包括滞环电路，所述滞环电路的输入端与所述过零比较电路的...

【专利技术属性】
技术研发人员：代玉涛，李明，方振维，黄鹤，马善伟，刘赟，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一一研究所，
类型：新型
国别省市：上海,31