一种变电站刀闸监测系统技术方案

本发明专利技术公开一种变电站刀闸监测系统，涉及物联网技术领域，该系统中刀闸测量模块利用设置在变电站每一相刀闸处的调控设备实时获取合闸状态或分闸状态、网络摄像视频以及红外测温数据；统计数据模块用于展示调控设备获取的合闸状态或分闸状态、网络摄像视频以及红外测温数据；设备管理模块用于管理变电站每一相刀闸的基本信息，以及将变电站每一相刀闸与相应的调控设备进行绑定；首页模块与统计数据模块连接；首页模块用于根据不同用户角色类型，综合展示对应的数据统计图表。本发明专利技术能够在刀闸不停电的情况下，实现刀闸监测系统的安装、调试和维护，并通过刀闸监测系统对刀闸进行精确测量，实现对刀闸开合位置的判别和实时展示。实现对刀闸开合位置的判别和实时展示。实现对刀闸开合位置的判别和实时展示。

【技术实现步骤摘要】
一种变电站刀闸监测系统


[0001]本专利技术涉及物联网
，特别是涉及一种变电站刀闸监测系统。

技术介绍

[0002]随着通信、自动化、计算机技术的发展，设备的远程操作逐渐成为现实。2015年起，国网和南网开始推进调控一体化建设，电力设备操作模式逐渐由现场转移到集控中心和调度机构。随着南方电网调控一体化深入推进，设备监视、操作业务逐步转移到调控中心，实现“调、监、控”一体化运行管理。当设备操作职责由现场运行人员转移到调度员，原有操作流程中现场运行人员对设备操作后状态的确认职责也一并转移至调度员。设备状态确认准确性是调度远方操作的基础，一旦误判，存在跨状态操作、二次误(拒)动、设备受损等风险。在电力系统中，刀闸作为设备与电网连接的可见断开点，在操作规程中明确规定在刀闸操作后要现场运行人员通过目视方式确认分合状态，因此用技术手段代替运行人员目视来对刀闸分合状态进行判断，即刀闸设备远方状态确认技术是决定调控一体化业务变革成败的关键。
[0003]对于刀闸远方状态确认技术，南网总调提出了明确的技术要求，即无论采用哪种技术路线，均要满足“双确认”。刀闸状态“双确认”是指通过两个非同样原理、非同源的状态指示同时发生对应变化来确认刀闸设备的分合闸位置。刀闸的位置状态确认应至少包含不同源或不同原理的主辅双重判据。主判据应为刀闸的机构辅助节点双位置信息，辅助判据应为采用另一种技术对设备状态判断后反馈的位置状态信息。
[0004]南方电网推动调控一体化以来，各单位均开展了不同技术路线的探索和尝试，现有技术路线主要包括3种：微动开关技术路线、传感器类技术路线、视频图像识别技术路线。
[0005]微动开关技术路线是微动开关通过机械式接点通断输出隔离开关分合位置，基本原理是外部机械力通过按压驱动杆将力作用于可动片(动作簧片)上，当动作簧片位移到临界点时产生瞬时动作，使动作簧片末端的动触点与定触点快速接通或断开。当传动元件上的作用力移去后，动作簧片产生反向动作力，当传动元件反向行程达到簧片的动作临界点后，瞬时完成反向动作。微动开关无需供电，采用电缆与测控装置(或智能终端)相连，作为硬接点开入信号直接接入变电站监控系统，不需要额外搭建系统。微动开关技术路线的限制为安装和调试微动开关需考虑带电距离，距离不足时需将一次设备停电。
[0006]传感器类技术路线为压力传感器、姿态传感器、接近开关(敏态传感器)等技术均属于传感器类的技术路线。该技术路线的基本原理是利用装设在隔离开关机械转动部分的传感器采集特定特征量(形变、角度、加速度、磁场、光强、超声波等)，并传送至接收装置，经处理分析后输出隔离开关分合位置。其中，压力传感器采用全桥应变片与特制的结构组成，安装在隔离开关两侧的触指和导电壁之间。当隔离开关合闸时，动触头挤压触指向后运动，触指运动的位移与挤压力度成线性关系，而压力传感器的形变量与触指运动位移成线性关系，因此通过监测压力传感器的形变量就可直接反应触指的加紧力度，从而判断隔离开关分合状态。姿态传感器是基于MEMS(微机电系统)技术的高性能三维运动姿态测量系统，它
由三轴角度传感器、三轴加速度计、三轴磁力计、高性能处理器(MCU)、电源电路等组成。三轴角度传感器(陀螺仪)的作用在于测量设备自身的旋转运动，但不能确定设备的方位；三轴加速度计的作用在于测量设备的受力情况，对设备相对外部参考物(比如地面)的运动更擅长；陀螺仪和加速度计只能提供姿态参考，并不能解算出正确的航向，而三轴磁力计是用于感受地磁向量以解算出设备与北的夹角。而三者结合，可以更精确的检测设备的方向、摇晃、单击、双击、下落、倾斜、运动、定位、冲击或振动等运动。接近开关是一种无需与运动部件进行机械直接接触就可以动作的传感器，当物体接近开关的感应面到动作距离时，不需要机械接触及施加任何压力即可使接近开关输出变位信号，从而判断隔离开关的分合位置。其核心是敏态传感器，当有物体移向接近开关，并接近到一定检出距离时，敏态传感器进行“感知”并输出变位信号。目前在隔离开关双确认中主流的接近开关根据敏态传感器的类型不同，可以把其分为磁感应接近开关、光电式接近开关、超声波接近开关。磁感应式接近开关由运动的无源永磁部分(磁钢)和固定的有源信号感应传感器组成，信号感应部分包括磁感应器件干簧管、微处理芯片等。干簧管是一种磁敏位移传感器，基本形式是将两片磁簧片密封在玻璃管内，两片虽重叠，但中间间隔有一小空隙，当外来磁场时将使两片磁簧片接触导通。当磁体被拉到远离干簧管时，干簧管开关将返回到其原来的位置。光电式接近开关的核心是光敏传感器，它把发射端和接收端之间光的强弱变化转化为电流的变化以达到检测运动对象是否达到预定位置的目的，由于光电开关输出回路和输入回路是电隔离的(即电绝缘)，所以它可以在许多场合得到应用。超声波接近开关是用于检测物体间距离然后做出相应动作的一种传感器，对脏物、环境光线或噪声不敏感，其敏态传感器是超声探头。超声波接近开关只借助于空气介质进行工作，可以检测可反射超声波的任何物体。超声探头循环发射超声波脉冲，这些脉冲被物体反射后，所形成的反射波被接收并转换成一个电信号。入射回波的探测是根据其强度，而回波强度则取决于物体和超声波接近开关之间的距离。
[0007]传感器类技术路线的系统结构基本一致，均由传感器负责特征量(形变、角度、加速度、磁场、光强、超声波等)的采集，通过电缆或者无线通信的方式发送至接收装置，接收装置对特征量进行处理和分析后得出隔离开关分合状态，并且通过电缆以开入信号的方式传给测控装置(或智能终端)来接入变电站监控系统，不需要搭建额外系统。
[0008]各类传感器虽然检测原理不一样，但是它们在工程实际应用中体现出的特点是基本一致的，传感器类技术路线的限制为：1、部分传感器如姿态传感器和磁感应传感器的安装调试需要一次设备配合停电；2、传感器对特征量的采集准确度和可靠性在长期暴露在强电磁环境下是否会受到影响，需要进行关注。
[0009]视频图像识别技术主要是指通过视频和图像，采用人工智能算法对刀闸分合状态自动识别。由摄像头拍摄刀闸实时运行状态，把相关对象的视频图像传输至变电站视频图像处理服务器，基于模式识别、深度学习、图像识别等算法，通过分析隔离开关相关部位特征参量，综合得出隔离开关分合位置状态。视频图像识别路线限制为：1、视频图像自动识别的准确度依赖于摄像头光感器件成像质量和图像识别算法，现阶段最主要是刀闸分合训练的样板数据无法支撑智能算法训练；2、需要部署大量摄像头，并搭建视频图像分析服务器等系统，成本较高；3、摄像头和视频图像识别系统的维护专业性较强，需依赖外部厂家。4、为提高视频图像识别算法准确性，刀闸需在夜晚、雨雾等各类外部运行环境下多次分合来
配合识别算法训练调试。5、大部分情况下，摄像头的安装维护不需要一次设备配合停电，但调试需要一次设备配合停电。
[0010]由上述三种现有的技术路线可知，以上方案在安装维护和调试过程中需要设备配合停电，会影响设备的正常运行使用。
[0011]因为，亟需提供一种变电站刀闸监测系统能够在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变电站刀闸监测系统，其特征在于，包括：首页模块、刀闸测量模块、统计数据模块以及设备管理模块；所述刀闸测量模块通过网关与所述统计数据模块、所述设备管理模块连接；所述刀闸测量模块利用设置在变电站每一相刀闸处的调控设备实时获取合闸状态或分闸状态、实时网络摄像视频以及实时红外测温数据；所述统计数据模块用于展示调控设备获取的合闸状态或分闸状态、网络摄像视频以及红外测温数据；所述设备管理模块用于管理变电站每一相刀闸的基本信息，以及将变电站每一相刀闸与相应的调控设备进行绑定；所述基本信息包括：刀闸名称、电压等级、所属厂站、刀闸位置、型号、类型、锈蚀、继电器、二次信号以及缺陷；所述首页模块与统计数据模块连接；所述首页模块用于根据不同用户角色类型，综合展示对应的数据统计图表。2.根据权利要求1所述的一种变电站刀闸监测系统，其特征在于，所述调控设备包括：激光测距仪、网络摄像机以及红外测温仪；所述激光测距仪用于获取刀闸的测距数据，利用刀闸的测距数据确定距离误差数据，进而距离误差数据判断刀闸分闸或合闸状态；所述网络摄...

【专利技术属性】
技术研发人员：张广就，张元胜，阳晟，王国炎，梁树欢，黄华斌，王启义，吕宗瑾，冯华铭，郑钧予，孙铁鹏，高震，雷立礼，潘桂泉，岑思雁，梁妮晓，邓淞文，黄辽霖，兰青华，区秋杰，罗正，隽增明，陈向晖，李俊霖，韦升光，石登源，方军昌，伍广正，梁文婷，史超，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：