一种配电网络智能安全全方位预警与控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种配电网络智能安全全方位预警与控制系统，服务器对现场数据采集终端采集并发送的数据并结合数据库储存的历史数据信息，基于分类、统计、计算和分析的结果，提供信息查询、定制报表和分析报告形成等一系列功能，以便支持停电原因查找、可靠性数据统计方面的综合应用；配电网各类数据包括实时数据、非实时数据和准实时数据；具体的模块功能包括：配电网故障的原因归类分析；调度工作计划的检索和分析；调度操作票统计和分类；停电工作分类与工作评定；供电可靠性分析与统计；其它应用户需要而专门进行的综合应用。

【技术实现步骤摘要】
一种配电网络智能安全全方位预警与控制系统
本专利技术涉及供电系统领域，尤其涉及一种配电网络智能安全全方位预警与控制系统。
技术介绍
长期以来，对供电系统的供电网络及供电站巡检工作多采用人工方式进行，传统的人工巡检方式不仅存在劳动强度大、工作效率低、检测质量分散、手段单一等不足之处，而且事后也无法将人工所检测的数据准确、及时地传送到管理信息系统中以供后续工作中将数据进行处理。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的不足，本专利技术的目的在于，提供一种配电网络智能安全全方位预警与控制系统，包括：服务器以及多个与服务器通过GPRS或光纤通信连接的现场数据采集终端；现场数据采集终端设置在被监控的变电站或被监控的电力设备，现场数据采集终端用于对被监控的变电站或被监控的电力设备内部的数据信息进行采集，并将采集的数据信息上传至服务器；现场数据采集终端包括：处理器、低通滤波器、信号放大模块、无线通信模块、电源模块、数据采集储存模块、电能表数据采集模块、状态量采集模块、交流模拟量采集模块、历史数据处理模块、变压设备数据采集模块、供电线路数据采集模块、断路器数据采集模块、隔离开关数据采集模块、剩余电流检测互感器、接地开关数据采集模块、设置在一次侧电流互感器，一次侧电压互感器，二次侧电流互感组件，二次侧电压互感组件；一次侧电流互感器实时采集一次侧三相电流数据并传输给服务器；一次侧电压互感器实时采集一次侧三相电压数据并传输给服务器；二次侧电流互感组件实时采集二次侧三相电流数据并传输给服务器；二次侧电压互感组件实时采集二次侧三相电压数据并传输给服务器；电能表数据采集模块用于按设定的抄表日或定时采集时间间隔对电能表数据进行采集、存储，并将采集电能表数据的发送给处理器；状态量采集模块用于实时采集低压台区低压开关位置状态，低压开关发生变位时，将低压开关变位信息储存，并发送给处理器；交流模拟量采集模块用于按使用要求预设电压、电流、功率、功率、功率因数模拟量采集，测量电压、电流、功率、功率因数，并具有电压监测越限统计，电压准确度等级为0.5，具有谐波数据统计，谐波分量准确度等级为1；历史数据处理模块用于将采集的数据以日为单位，在次日零点形成历史日数据，并保存最近30日数据，按照设定的冻结间隔以15min，30min，45min，60min形成各类冻结曲线数据，并保存最近30天曲线数据，并发送给处理器；变压设备数据采集模块用于采集现场变压设备及与变压设备相适配的配电设备的模拟量，变压器各侧电流、电压、有功功率、无功功率、线圈温度、油温，并发送给处理器；所述供电线路数据采集模块用于采集供电线路的电流、有功功率、无功功率；母线的电压、频率；供电线路的三相电压、三相电流、零序电压、零序电流，并发送给处理器；所述断路器数据采集模块、隔离开关数据采集模块、接地开关数据采集模块分别用于采集现场设备的开关量，开关量包括：断路器位置、隔离开关、接地开关位置、断路器开关位置、保护动作总信号、就地/远方转换开关位置、断路器操动机构异常信号、控制回路断线信号、保护报警信号、保护装置故障信号，并发送给处理器；二次侧电流互感组件包括：电流互感器、电流互感器的输入端接二次侧线路，电流互感器的第一输出端分别接二极管DdL1的阴极，二极管DdL2的阳极，运放器正极输入端，电容CdL1第一端，电阻RdL1，电流互感器的第二输出端分别接二极管DdL1的阳极，二极管DdL2的阴极，运放器负极输入端，运放器输出端接二次侧电流互感组件的输出端；二次侧电流互感组件的输出端通过低通滤波器接处理器；二次侧电压互感组件包括：电压互感器U1，电压互感器U1的输入端分别通过电阻Rdy1和电阻Rdy2接二次侧线路，电压互感器的第一输出端分别接二极管Ddy1的阴极，二极管Ddy2的阳极，运放器正极输入端，电容Cdy1第一端，电阻Rdy3第一端，电压互感器的第二输出端分别接二极管Ddy1的阳极，二极管Ddy2的阴极，运放器负极输入端，运放器输出端、电容Cdy1第二端，电阻Rdy3第二端，二次侧电压互感组件的输出端同时连接；二次侧电压互感组件的输出端通过低通滤波器接处理器；低通滤波器包括：滤波第一电容、滤波第二电容、滤波第三电容、滤波第四电容、滤波第五电容、滤波第一电阻、滤波第二电阻、滤波第三电阻、滤波第四电阻、滤波第五电阻、滤波第六电阻、滤波二极管一、滤波二极管二、滤波运放器一、滤波运放器二；滤波第一电阻第一端、滤波二极管一负极、滤波二极管二正极与滤波第二电阻第一端连接；滤波第一电阻第二端，滤波二极管一正极，滤波二极管二负极，滤波第一电容第一端同时接地；滤波第二电阻第二端，滤波第一电容第二端，滤波第三电阻第一端连接；滤波第三电阻第二端，滤波第二电容第一端，滤波第四电阻第一端同时连接，滤波第四电阻第二端，滤波第三电容第一端，滤波运放器一正极输入端同时连接，滤波第三电容第二端接地；滤波运放器一负极输入端，滤波运放器一输出端，滤波第二电容第二端，滤波第五电阻第一端同时连接；滤波第五电阻第二端，滤波第四电容，滤波第六电阻同时连接，并通过滤波第四电容接地；滤波第六电阻接滤波运放器二的正极输入端；滤波运放器二的负极输入端，滤波运放器二的输出端，滤波第四电容同时连接；滤波运放器一、滤波运放器二分别连接5V电源；电源模块用于通过变压和稳压给处理器提供工作电压；电源模块包括：电源接口，第一稳压芯片，第二稳压芯片，第一电容，第二电容，第三电容，第四电容，第五电容，第六电容；电源接口三脚连接第一电容第一端，第一稳压芯片一号脚；第一稳压芯片二号脚连接第三电容第一端，第五电容第一端及5v输出端；电源接口一脚连接第二电容第一端，第二稳压芯片一号脚；第一稳压芯片三号脚连接第四电容第一端，第六电容第一端及-5v输出端；电源接口二脚连接第一电容第二端，第一稳压芯片三号脚，第三电容第二端，第五电容第二端，第二电容第二端，第二稳压芯片一号脚，第四电容第二端，第六电容第二端及大地；剩余电流检测互感器用于检测电网的漏电电流，并将检测的漏电电流经过信号处理后，传输至处理器；处理器包括：漏电电流比较判断模块、漏电流动作设置模块、延时动作设置模块、漏电动作输出模块；漏电电流比较判断模块用于将接收的漏电电流与预设值进行比较判断，当漏电电流大于设定值，且经过预设的延时时长后，漏电动作输出模块向动作执行单元发出动作信号；漏电流动作设置模块用于设置漏电保护动作的额定值；延时动作设置模块用于设置漏电保护动作的延时时长；动作执行单元用于根据漏电动作输出模块发送的动作信号，完成漏电保护功能；处理器用于对接收的数据信息储存至数据采集储存模块内部，并且控制无线通信模块，将数据信息发送至服务器；服务器包括：电能表运行状况监测模块、电压监测模块、功率因数监测模块、开关量监测模块、校时模块、限值设置模块、线路损耗分析模块、视在功率曲线生成模块、视在功率对比模块、数据交互平台、数据库、数据统计分析模块；电能表运行状况监测模块用于现场数据采集终端发送的数据信息，监测电能表运行状况，监测电能表运行状况包括：电能表参数变更、电能表时间超差、电表故障信息、电能表示度下降、电能表飞走、电能表停走、红外感应记录、磁感应干扰记录；电压监测模块用于对用电网电压偏差监测，对用电网电压合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配电网络智能安全全方位预警与控制系统，其特征在于，包括：服务器以及多个与服务器通过GPRS或光纤通信连接的现场数据采集终端；现场数据采集终端设置在被监控的变电站或被监控的电力设备，现场数据采集终端用于对被监控的变电站或被监控的电力设备内部的数据信息进行采集，并将采集的数据信息上传至服务器；现场数据采集终端包括：处理器、低通滤波器、信号放大模块、无线通信模块、电源模块、数据采集储存模块、电能表数据采集模块、状态量采集模块、交流模拟量采集模块、历史数据处理模块、变压设备数据采集模块、供电线路数据采集模块、断路器数据采集模块、隔离开关数据采集模块、剩余电流检测互感器、接地开关数据采集模块、设置在一次侧电流互感器，一次侧电压互感器，二次侧电流互感组件，二次侧电压互感组件；一次侧电流互感器实时采集一次侧三相电流数据并传输给服务器；一次侧电压互感器实时采集一次侧三相电压数据并传输给服务器；二次侧电流互感组件实时采集二次侧三相电流数据并传输给服务器；二次侧电压互感组件实时采集二次侧三相电压数据并传输给服务器；电能表数据采集模块用于按设定的抄表日或定时采集时间间隔对电能表数据进行采集、存储，并将采集电能表数据的发送给处理器；状态量采集模块用于实时采集低压台区低压开关位置状态，低压开关发生变位时，将低压开关变位信息储存，并发送给处理器；交流模拟量采集模块用于按使用要求预设电压、电流、功率、功率、功率因数模拟量采集，测量电压、电流、功率、功率因数，并具有电压监测越限统计，电压准确度等级为0.5，具有谐波数据统计，谐波分量准确度等级为1；历史数据处理模块用于将采集的数据以日为单位，在次日零点形成历史日数据，并保存最近30日数据，按照设定的冻结间隔以15min，30min，45min，60min形成各类冻结曲线数据，并保存最近30天曲线数据，并发送给处理器；变压设备数据采集模块用于采集现场变压设备及与变压设备相适配的配电设备的模拟量，变压器各侧电流、电压、有功功率、无功功率、线圈温度、油温，并发送给处理器；所述供电线路数据采集模块用于采集供电线路的电流、有功功率、无功功率；母线的电压、频率；供电线路的三相电压、三相电流、零序电压、零序电流，并发送给处理器；所述断路器数据采集模块、隔离开关数据采集模块、接地开关数据采集模块分别用于采集现场设备的开关量，开关量包括：断路器位置、隔离开关、接地开关位置、断路器开关位置、保护动作总信号、就地/远方转换开关位置、断路器操动机构异常信号、控制回路断线信号、保护报警信号、保护装置故障信号，并发送给处理器；二次侧电流互感组件包括：电流互感器、电流互感器的输入端接二次侧线路，电流互感器的第一输出端分别接二极管DdL1的阴极，二极管DdL2的阳极，运放器正极输入端，电容CdL1第一端，电阻RdL1，电流互感器的第二输出端分别接二极管DdL1的阳极，二极管DdL2的阴极，运放器负极输入端，运放器输出端接二次侧电流互感组件的输出端；二次侧电流互感组件的输出端通过低通滤波器接处理器；二次侧电压互感组件包括：电压互感器U1，电压互感器U1的输入端分别通过电阻Rdy1和电阻Rdy2接二次侧线路，电压互感器的第一输出端分别接二极管Ddy1的阴极，二极管Ddy2的阳极，运放器正极输入端，电容Cdy1第一端，电阻Rdy3第一端，电压互感器的第二输出端分别接二极管Ddy1的阳极，二极管Ddy2的阴极，运放器负极输入端，运放器输出端、电容Cdy1第二端，电阻Rdy3第二端，二次侧电压互感组件的输出端同时连接；二次侧电压互感组件的输出端通过低通滤波器接处理器；低通滤波器包括：滤波第一电容、滤波第二电容、滤波第三电容、滤波第四电容、滤波第五电容、滤波第一电阻、滤波第二电阻、滤波第三电阻、滤波第四电阻、滤波第五电阻、滤波第六电阻、滤波二极管一、滤波二极管二、滤波运放器一、滤波运放器二；滤波第一电阻第一端、滤波二极管一负极、滤波二极管二正极与滤波第二电阻第一端连接；滤波第一电阻第二端，滤波二极管一正极，滤波二极管二负极，滤波第一电容第一端同时接地；滤波第二电阻第二端，滤波第一电容第二端，滤波第三电阻第一端连接；滤波第三电阻第二端，滤波第二电容第一端，滤波第四电阻第一端同时连接，滤波第四电阻第二端，滤波第三电容第一端，滤波运放器一正极输入端同时连接，滤波第三电容第二端接地；滤波运放器一负极输入端，滤波运放器一输出端，滤波第二电容第二端，滤波第五电阻第一端同时连接；滤波第五电阻第二端，滤波第四电容，滤波第六电阻同时连接，并通过滤波第四电容接地；滤波第六电阻接滤波运放器二的正极输入端；滤波运放器二的负极输入端，滤波运放器二的输出端，滤波第四电容同时连接；滤波运放器一、滤波运放器二分别连接5V电源；电源模块与市电连接，电源模块用于通过变压和稳压给处理器...

【技术特征摘要】
1.一种配电网络智能安全全方位预警与控制系统，其特征在于，包括：服务器以及多个与服务器通过GPRS或光纤通信连接的现场数据采集终端；现场数据采集终端设置在被监控的变电站或被监控的电力设备，现场数据采集终端用于对被监控的变电站或被监控的电力设备内部的数据信息进行采集，并将采集的数据信息上传至服务器；现场数据采集终端包括：处理器、低通滤波器、信号放大模块、无线通信模块、电源模块、数据采集储存模块、电能表数据采集模块、状态量采集模块、交流模拟量采集模块、历史数据处理模块、变压设备数据采集模块、供电线路数据采集模块、断路器数据采集模块、隔离开关数据采集模块、剩余电流检测互感器、接地开关数据采集模块、设置在一次侧电流互感器，一次侧电压互感器，二次侧电流互感组件，二次侧电压互感组件；一次侧电流互感器实时采集一次侧三相电流数据并传输给服务器；一次侧电压互感器实时采集一次侧三相电压数据并传输给服务器；二次侧电流互感组件实时采集二次侧三相电流数据并传输给服务器；二次侧电压互感组件实时采集二次侧三相电压数据并传输给服务器；电能表数据采集模块用于按设定的抄表日或定时采集时间间隔对电能表数据进行采集、存储，并将采集电能表数据的发送给处理器；状态量采集模块用于实时采集低压台区低压开关位置状态，低压开关发生变位时，将低压开关变位信息储存，并发送给处理器；交流模拟量采集模块用于按使用要求预设电压、电流、功率、功率、功率因数模拟量采集，测量电压、电流、功率、功率因数，并具有电压监测越限统计，电压准确度等级为0.5，具有谐波数据统计，谐波分量准确度等级为1；历史数据处理模块用于将采集的数据以日为单位，在次日零点形成历史日数据，并保存最近30日数据，按照设定的冻结间隔以15min，30min，45min，60min形成各类冻结曲线数据，并保存最近30天曲线数据，并发送给处理器；变压设备数据采集模块用于采集现场变压设备及与变压设备相适配的配电设备的模拟量，变压器各侧电流、电压、有功功率、无功功率、线圈温度、油温，并发送给处理器；所述供电线路数据采集模块用于采集供电线路的电流、有功功率、无功功率；母线的电压、频率；供电线路的三相电压、三相电流、零序电压、零序电流，并发送给处理器；所述断路器数据采集模块、隔离开关数据采集模块、接地开关数据采集模块分别用于采集现场设备的开关量，开关量包括：断路器位置、隔离开关、接地开关位置、断路器开关位置、保护动作总信号、就地/远方转换开关位置、断路器操动机构异常信号、控制回路断线信号、保护报警信号、保护装置故障信号，并发送给处理器；二次侧电流互感组件包括：电流互感器、电流互感器的输入端接二次侧线路，电流互感器的第一输出端分别接二极管DdL1的阴极，二极管DdL2的阳极，运放器正极输入端，电容CdL1第一端，电阻RdL1，电流互感器的第二输出端分别接二极管DdL1的阳极，二极管DdL2的阴极，运放器负极输入端，运放器输出端接二次侧电流互感组件的输出端；二次侧电流互感组件的输出端通过低通滤波器接处理器；二次侧电压互感组件包括：电压互感器U1，电压互感器U1的输入端分别通过电阻Rdy1和电阻Rdy2接二次侧线路，电压互感器的第一输出端分别接二极管Ddy1的阴极，二极管Ddy2的阳极，运放器正极输入端，电容Cdy1第一端，电阻Rdy3第一端，电压互感器的第二输出端分别接二极管Ddy1的阳极，二极管Ddy2的阴极，运放器负极输入端，运放器输出端、电容Cdy1第二端，电阻Rdy3第二端，二次侧电压互感组件的输出端同时连接；二次侧电压互感组件的输出端通过低通滤波器接处理器；低通滤波器包括：滤波第一电容、滤波第二电容、滤波第三电容、滤波第四电容、滤波第五电容、滤波第一电阻、滤波第二电阻、滤波第三电阻、滤波第四电阻、滤波第五电阻、滤波第六电阻、滤波二极管一、滤波二极管二、滤波运放器一、滤波运放器二；滤波第一电阻第一端、滤波二极管一负极、滤波二极管二正极与滤波第二电阻第一端连接；滤波第一电阻第二端，滤波二极管一正极，滤波二极管二负极，滤波第一电容第一端同时接地；滤波第二电阻第二端，滤波第一电容第二端，滤波第三电阻第一端连接；滤波第三电阻第二端，滤波第二电容第一端，滤波第四电阻第一端同时连接，滤波第四电阻第二端，滤波第三电容第一端，滤波运放器一正极输入端同时连接，滤波第三电容第二端接地；滤波运放器一负极输入端，滤波运放器一输出端，滤波第二电容第二端，滤波第五电阻第一端同时连接；滤波第五电阻第二端，滤波第四电容，滤波第六电阻同时连接，并通过滤波第四电容接地；滤波第六电阻接滤波运放器二的正极输入端；滤波运放器二的负极输入端，滤波运放器二的输出端，滤波第四电容同时连接；滤波运放器一、滤波运放器二分别连接5V电源；电源模块与市电连接，电源模块用于通过变压和稳压给处理器提供工作电压；电源模块包括：电源接口，第一稳压芯片，第二稳压芯片，第一电容，第二电容，第三电容，第四电容，第五电容，第六电容；电源接口三脚连接第一电容第一端，第一稳压芯片一号脚；第一稳压芯片二号脚连接第三电容第一端，第五电容第一端及5v输出端；电源接口一脚连接第二电容第一端，第二稳压芯片一号脚；第一稳压芯片三号脚连接第四电容第一端，第六电容第一端及-5v输出端；电源接口二脚连接第一电容第二端，第一稳压芯片三号脚，第三电容第二端，第五电容第二端，第二电容第二端，第二稳压芯片一号脚，第四电容第二端，第六电容第二端及大地；剩余电流检测互感器用于检测电网的漏电电流，并将检测的漏电电流经过信号处理后，传输至处理器；处理器包括：漏电电流比较判断模块、漏电流动作设置模块、延时动作设置模块、漏电动作输出模块；漏电电流比较判断模块用于将接收的漏电电流与预设值进行比较判断，当漏电电流大于设定值，且经过预设的延时时长后，漏电动作输出模块向动作执行单元发出动作信号；漏电流动作设置模块用于设置漏电保护动作的额定值；延时动作设置模块用于设置漏电保护动作的延时时长；动作执行单元用于根据漏电动作输出模块发送的动作信号，完成漏电保护功能；处理器用于对接收的数据信息储存至数据采集储存模块内部，并且控制无线通信模块，将数据信息发送至服务器；服务器包括：电能表运行状况监测模块、电压监测模块、功率因数监测模块、开关量监测模块、校时模块、限值设置模块、线路损耗分析模块、视在功率曲线生成模块、视在功率对比模块、数据交互平台、数据库、数据统计分析模块；电能表运行状况监测模块用于现场数据采集终端发送的数据信息，监测电能表运行状况，监测电能表运行状况包括：电能表参数变更、电能表时间超差、电表故障信息、电能表示度下降、电能表飞走、电能表停走、红外感应记录、磁感应干扰记录；电压监测模块用于对用电网电压偏差监测，对用电网电压合格率统计；功率因数监测模块用于按设置的功率因数分段限值对监测点的功率因数进行分析统计，记录每月功率因数越限值发生在各区段的累计时间；开关量监测模块用于根据现场数据采集终端传输的配电开关状态，监测供电网络的开关状态信息；校时模块用于向现场数据采集终端发送时钟校时指令，使现场数据采集终端采集的时钟与服务器的晶振时钟相同；限值设置模块用于设置监控区域内电能表的电压及电流越限值、功率因数分段限值；线路损耗分析模块用于根据电网的拓扑结构，按天采集线路下的单相、三相用户和台区总表的用电量，通过建立线损分析模型，实时地分析每条线路的实际损耗，在超过一定阀值后进行告警；视在功率对比模块用于根据实时传输的一次侧三相电电流，一次侧三相电压，二次侧三相电电流，二次侧三相电压，计算出有功功率，无功功率，并得出视在功率，制成视在功率曲线；视在功率对比模块用于对比一次侧用电信息和二次侧用电信息，进行数据对比并在同一页面绘制成两条视在功率曲线，在显示屏上反映给用户一、二次侧用电信息是否存在用电异常；数据交互平台用于实现使用人员与运维人员之间交流通信，对系统进行跟踪处理，并且提供移动终端连接的客户端端口，使使用人员与运维人员使用移动终端连接数据交互平台；平台还用于提供用电信息采集系统建设规范、标准、采集系统操作手册，对常见问题异常处理方法相关资料进行归类、展示，方便用户查阅，实现知识文档管理、知识搜集与指导、常见问答功能，以根据问题发生地区、问题类别、提交时间、解决时间等角度进行统计汇总、分析；数据统计分析模块用于对现场数据采集终端采集并发送的数据并结合数据库储存的历史数据信息，基于分类、统计、计算和分析的结果，提供信息查询、定制报表和分析报告形成等一系列功能，以便支持停电原因查找、可靠性数据统计方面的综合应用；配电网各类数据包括实时数据、非实时数据和准实时...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿凤，张文韬，周广鹏，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司梁山县供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东,37