一种基于GPS的变电站设备故障定位系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于GPS的变电站设备故障定位系统。空调/除湿机远程控制器、风机远程控制器、环境参数采集器、火灾烟雾报警器、人体红外感应器和视频采集和压缩模块分别通过总线或无线传感网络与前端控制器进行数据传输，前端控制器通过电力SCADA通信网或以太网与调度中心服务器进行通信，调度中心服务器对接收到的数据进行存储和处理，中心监控计算机访问调度中心服务器中的数据；人员定位终端通过GPS和电子标签的方式定位佩戴人员定位终端的工作人员。本发明专利技术可以做到对变电站环境实时监控，对变电站环境调节设备的分级集中控制，最大限度的为变电站变电设备正常运行提供一个安全、优质的环境。

【技术实现步骤摘要】
一种基于GPS的变电站设备故障定位系统
本专利技术涉及变电站在线监测系统，特别是一种在每个变电站内部建立的通讯网络对环境调节设备实施远程人工控制，或根据现场工况及设定的参数自动调节环境调节设备的变电站设备故障定位系统。
技术介绍
得益于电子技术、计算机技术、自动化技术、通信技术、网络技术的飞速发展，变电站已具备了实施全方位的自动化控制、监测、管理及保护的前提条件。计算机监控系统技术是在分层分布式的计算机网络结构基础之上发展起来的，并且技术正越来越趋向于成熟。电力系统各变电站不再像过去一样彼此之间信息孤立，而逐步形成为具有一个集中控制中心，下设多个分级操作子层的新型管理方式。计算机监控系统具备高度集成的特点，包含无人值班管理、保护信息管理及故障分析和变电站集中监控，综合自动化系统的经济效益十分显著。当前国内外虽存在多种技术从不同的角度来检测电气设备的运行参数，从而监测电气设备的运行状况，但涉及电气设备音视频监控领域较少，技术也不够成熟，已研发产品的智能化程度也不够高。当前对听声音辨别设备故障的方法研究较少，还只是一些经验上的总结；测量方法也比较简单，没有实现实时地在线监控。由于通过听声音辨别设备故障的方法能有效地发现设备故障、排除设备的故障隐患，若能将该方法利用电子计算机及通信技术实现连续地在线监控，对于完善无人值班变电站的计算机监控系统将有着重大的意义。无人值守变电站的建设主要集中在电力一、二次设备参数采集和自动化控制，但要完全实现一个变电站的数字化、智能化、无人值守，还应包括辅助设备、环境参数、各种辅助运行参数的采集。如门禁系统、保护室、开关室等各种环境控制设备、各种设备温湿度、接地电流状况等。这些参数对电力设备的安全可靠运行影响是一个累积效应，因此很有必要实现变电站辅助设备的参数联网采集和集中控制。这些设备分布广，更新快，布线困难，若采用传统的铺放线缆或光纤方式，存在成本高、施工难度大的问题，尤其对已有旧变电站的改造十分困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述现有问题，提供一种能够接入变电站控制大部分装置的集成在线监测系统，并配备多种传感器用于监测多种环境参数，根据各种策略优化运行各种设备。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于GPS的变电站设备故障定位系统，包括空调/除湿机远程控制器、风机远程控制器、环境参数采集器、火灾烟雾报警器、人体红外感应器、视频采集和压缩模块、前端控制器、人员定位终端、调度中心服务器和中心监控计算机；所述的空调/除湿机远程控制器、风机远程控制器、环境参数采集器、火灾烟雾报警器、人体红外感应器和视频采集和压缩模块分别通过总线或无线传感网络与前端控制器进行数据传输，前端控制器通过电力SCADA通信网或以太网与调度中心服务器进行通信，调度中心服务器对接收到的数据进行存储和处理，中心监控计算机访问调度中心服务器中的数据，对变电站中的设备进行监控；所述人员定位终端通过GPS和电子标签的方式定位佩戴人员定位终端的工作人员，并显示在中心监控计算机的显示器上。本专利技术在对变电站环境参数准确测量的基础上，通过在每个变电站内部建立的通讯网络对环境调节设备实施远程人工控制，或根据现场工况及设定的参数自动调节环境调节设备的运行。本专利技术可以做到对变电站环境实时监控，对变电站环境调节设备的分级集中控制，最大限度的为变电站变电设备正常运行提供一个安全、优质的环境；还可以利用GPS定位系统，定位工作人员以便调动与故障发生地最近的工作人员前往。为了更好地实施本专利技术，上述无线传感网络为Zigbee网络或WiFi无线传感网络。上述空调/除湿机远程控制器安装在空调或除湿机的内部。上述风机远程控制器安装在风机的供电电路中。上述视频采集和压缩模块包括音视频编解码接口、以太网接口、WIFI通信模块、存储模块、电源模块和处理器，所述音视频编解码接口、以太网接口、WIFI通信模块和存储模块分别与处理器连接，电源模块给各模块供电。环境参数采集器将现场的环境参数如温度、湿度等参数传输到前端控制器。火灾烟雾报警器、人体红外感应器将报警数据传输到前端控制器。前端控制器将采集到的环境参数、报警数据以及空调、除湿机、风机的运行状态数据通过电力SCADA通信网络或以太网传输到调度中心服务器进行存储和处理。操作队工作人员可以通过内部局域网连接到调度中心服务器对各个变电站的环境调节设备的运行情况及环境参数进行查看，并可以通过调度中心服务器对变电站的设备进行远程控制。该系统采用目前国际上最先进的GPS+RFID（以GPS为主，RFID为辅的定位模式）技术，能精确锁定故障设备位置，及时准确引导巡检人员到达故障设备位置，并将各个区域巡检人员动态实时反馈到控制中心，实现巡检可视化，使管理人员能够随时掌握布控区域人员分布状况和每个受控对象的运动轨迹，以便于进行更加合理的管理。本专利技术具有的有益效果如下：(1)、实现各种站内“小气候”调节设备的接入，使其具备遥测、遥控的功能。变电站内的保护室、载波室、开关室、电容器、蓄电池室、安全工器具室中的各种空调、除湿机和风机能够方便接入本系统。通过本系统能够控制设备合理的运行和暂停，避免发生设备超负荷损坏。通过合理的调配环境冗余备份，延长设备的使用寿命，降低电力的损耗。(2)、实现各种监控设备的接入。本系统当前能够实现机房浸水、烟雾感应、人体感应、门禁系统的接入。系统可对分布的各个独立的监控单元进行遥测和遥信等数据采集，并根据需要输出简单的开关量，完成预定的遥控操作。(3)、多种通信接入手段。为了满足不同变电站和设备室的要求，本系统可以采用RS-485总线、Zigbee(780M频段)和WiFi无线传感器网络等实现各种设备的快捷接入，能够极大的降低施工难度和维护成本，同时，各通信手段满足各种通信标准，不会对现有的保护设备、通讯设备产生不良影响。操作规程要求在控制室内不能安装无线设备，因此在控制室内本系统采用RS-485总线控制；而视频监控内容数据量大，不适合Zigbee无线传输，本系统采用WiFi传输；众多的辅助环境监控设备采用相对低廉的Zigbee无线传输网络。(4)、丰富的系统扩展功能。本系统提供多种输入接口，并提供多种协议转换能力，具备一个变电站离散信号通信平台的能力。系统能够提供低功耗信号采集前端和无线传感器网络的通用接入接口，能够方便接入主变风扇运行状态、各种电力接头温度、避雷器状态等现在没有接入变电自动化系统的信号，可根据信号的接入需要进行扩展。(5)、集中管理和数据存储功能。系统管理中心实时监视各设备的运行状态，记录和处理相关信息，及时侦测故障，并优化并下达各种操作，适时通知值班人员处理；并能按要求提供相应的数据和报表。(6)、多种报警和显示手段。系统不但能够在管理中心进行集中管理，还能提供接口，在本地通过LED显示屏，声音报警等，及时通知本地安全人员，还能根据需要添加手机短信报警、彩信报警等功能。(7)、采用目前国际上最先进的GPS+RFID（以GPS为主，RFID为辅的定位模式）技术的区域实时定位系统引导工作人员到达故障设备。该定位系统能够及时、准确的将各个区域人员的动态情况反映到中心监控计算机系统，使管理人员能够随时掌握布控区域人员分布状况和每个受控对象的运动轨迹，以便于进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于GPS的变电站设备故障定位系统，其特征在于：它包括空调/除湿机远程控制器（1）、风机远程控制器（2）、环境参数采集器（3）、火灾烟雾报警器（4）、人体红外感应器（5）、视频采集和压缩模块（6）、前端控制器（7）、人员定位终端（8）、调度中心服务器（9）和中心监控计算机（10）；所述的空调/除湿机远程控制器（1）、风机远程控制器（2）、环境参数采集器（3）、火灾烟雾报警器（4）、人体红外感应器（5）和视频采集和压缩模块（6）分别通过总线或无线传感网络与前端控制器（7）进行数据传输，前端控制器（7）通过电力SCADA通信网或以太网与调度中心服务器（9）进行通信，调度中心服务器（9）对接收到的数据进行存储和处理，中心监控计算机（10）访问调度中心服务器（9）中的数据，对变电站中的设备进行监控；所述的人员定位终端（8）通过GPS和电子标签的方式定位佩戴人员定位终端（8）的工作人员，并显示在中心监控计算机（10）的显示器上。

【技术特征摘要】
1.一种基于GPS的变电站设备故障定位系统，其特征在于：它包括空调/除湿机远程控制器（1）、风机远程控制器（2）、环境参数采集器（3）、火灾烟雾报警器（4）、人体红外感应器（5）、视频采集和压缩模块（6）、前端控制器（7）、人员定位终端（8）、调度中心服务器（9）和中心监控计算机（10）；所述的空调/除湿机远程控制器（1）、风机远程控制器（2）、环境参数采集器（3）、火灾烟雾报警器（4）、人体红外感应器（5）和视频采集和压缩模块（6）分别通过RS-485总线或无线传感网络与前端控制器（7）进行数据传输，前端控制器（7）通过电力SCADA通信网或以太网与调度中心服务器（9）进行通信，调度中心服务器（9）对接收到的数据进行存储和处理，中心监控计算机（10）访问调度中心服务器（9）中的数据，对变电站中的设备进行监控；所述的人员定位终端（8）通过GPS和电子标签的方式定位佩戴人员定位终端（8）的工作人员，并显示在中心监控计算机（10）的显示器上；前端控制器将采集到的环境参数、报警数据以及空调、除湿机、风机的运行状态数据通过电力SCADA通信网络或以太网传输到调度中心服务器进行存储和处理；所述无线传感网络为Zigbee网络或WiFi无线传感网络；所述空调/除湿机远程控制器（1）安装在空调或除湿机的内部；所述风机远程控制器（2）安装在风机的供电电路中；所述的视频采集和压缩模块（6）包括音视频...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝郦伟，杨帆，刘凯，张灏，钱洲亥，沈晓明，周海飞，刘敏，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网浙江省电力公司电力科学研究院，浙江电力化学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11