CN107910953B - 一种智能监控配电设备的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能监控配电设备的装置及方法。该装置包括设置在配电箱内的监控盒、采集配电箱内各条线路电压电流的电压电流采集模块以及设置在配电箱内各个进线电缆表面和各个出线电缆表面的温度传感器，所述监控盒包括盒体，所述盒体上设有中央处理单元、电源模块、GSM模块、GPRS模块和通信接口模块，所述中央处理单元分别与电源模块、GSM模块、GPRS模块、通信接口模块、电压电流采集模块和温度传感器电连接，所述配电箱内的剩余电流动作保护器通过数据线与通信接口模块电连接。本发明能够在向电网监控中心上报预警信息的同时发送预警短信到对应维护人员的手机，提高了预警信息的发布速度。
Description
技术领域
本发明涉及电力监控技术领域，尤其涉及一种智能监控配电设备的装置及方法。
背景技术
配电网作为电力***中供电的末端，直接与用户联系，配电网能否安全、经济的运行，直接关系着广大人民群众的切身利益，也直接影响着电力部门的运行成本和节能目标。目前供电企业使用的监控技术还是停留在终端只管上报数据，故障信息发布由监控***转发负责的模式在运作，造成信息在GPRS网络传送途径中丢失或预警信息发布迟缓。
发明内容
本发明的目的是克服目前当配电设备故障时，配电设备处的监控终端智能将故障信息上报到电网监控中心，由电网监控中心转发给相应维护人员，故障信息在GPRS网络传送途径中容易丢失，且预警信息发布迟缓的技术问题，提供了一种智能监控配电设备的装置及方法，其能够在向电网监控中心上报预警信息的同时发送预警短信到对应维护人员的手机，保证预警信息能够成功送达给维护人员，且提高了预警信息的发布速度。
本发明的一种智能监控配电设备的装置，包括设置在配电箱内的监控盒、采集配电箱内各条线路电压电流的电压电流采集模块以及设置在配电箱内各个进线电缆表面和各个出线电缆表面的温度传感器，所述监控盒包括盒体，所述盒体上设有中央处理单元、电源模块、GSM模块、GPRS模块和通信接口模块，所述中央处理单元分别与电源模块、GSM模块、GPRS模块、通信接口模块、电压电流采集模块和温度传感器电连接，所述配电箱内的剩余电流动作保护器通过数据线与通信接口模块电连接。
在本技术方案中，电压电流采集模块将采集到的电压值、电流值发送到中央处理单元，温度传感器将采集到的温度值发送到中央处理单元，中央处理单元监控配电箱内各个线路的电压电流、进线电缆温度、出线电缆温度，并通过GPRS模块定期将监控数据发送到电网监控中心，当监控到数据异常时，通过GSM模块发送预警短信到对应维护人员的手机，并通过GPRS模块发送预警信息到电网监控中心，在向电网监控中心上报预警信息的同时发送预警短信到对应维护人员的手机，保证预警信息能够成功送达给维护人员，且提高了预警信息的发布速度。
作为优选，所述一种智能监控配电设备的装置还包括设置在配电箱内的接地动作试验模块，所述接地动作试验模块包括控制器、相位选择继电器组、阻抗选择继电器组、电阻R1、电阻R2和电阻R3，相位选择继电器组包括三个相位选择继电器，阻抗选择继电器组包括三个阻抗选择继电器，三个相位选择继电器的常开触点开关输入端分别与剩余电流动作保护器输出的三相交流电源的A相触头、B相触头、C相触头电连接，三个相位选择继电器的常开触点开关输出端与三个阻抗选择继电器的常开触点开关输入端电连接，三个阻抗选择继电器的常开触点开关输出端分别与电阻R1一端、电阻R2一端、电阻R3一端电连接，电阻R1另一端、电阻R2另一端、电阻R3另一端都接地，控制器分别与中央处理单元、相位选择继电器的控制端、阻抗选择继电器的控制端电连接。
中央处理单元读取剩余电流动作保护器内预设的“剩余动作电流值”，根据“剩余动作电流值”选择相应的电阻，并控制对应的阻抗选择继电器的常开触点开关闭合，然后控制三个相位选择继电器的常开触点开关依次单独闭合，从剩余电流动作保护器读取动作特性检测数据，包括Ua、Ub、Uc、Ia、Ib、Ic、剩余电流IΔn和开关量KGL的数据，并对该数据进行分析，判断剩余电流动作保护器动作特性是否正常。
作为优选，所述一种智能监控配电设备的装置还包括设置在配电箱上的防盗模块，所述防盗模块包络设置在配电箱箱门上的电子门锁和设置在配电箱箱门外侧的蓝牙模块，所述电子门锁和蓝牙模块分别与中央处理单元电连接。蓝牙模块可与维护人员的手机进行蓝牙通信，手机内安装有门禁管理APP软件，维护人员需要打开配电箱箱门时，操作手机上的门禁管理APP软件，门禁管理APP软件发送特定的数据包（数据包包含用户的ID号、开门指令、电子密钥等）到配电箱上的蓝牙模块，中央处理单元控制电子门锁执行开门操作。
作为优选，所述防盗模块还包括检测配电箱箱门开关状态的箱门开关检测模块，所述箱门开关检测模块与中央处理单元电连接。当未经授权人员没有通过手机的门禁管理APP软件打开配电箱箱门时，中央处理单元接收到箱门开关检测模块输出的信号，发送报警信息到电网监控中心和相应维护人员的手机。
作为优选，所述防盗模块还包括设置在配电箱上的摄像头，所述摄像头与中央处理单元电连接。当未经授权人员没有通过手机的门禁管理APP软件打开配电箱箱门时，中央处理单元接收到箱门开关检测模块输出的信号，控制摄像头采集打开配电箱箱门的人的脸部图像，并将其发送到电网监控中心和相应维护人员的手机。
一种智能监控配电设备的方法，用于上述的一种智能监控配电设备的装置，包括以下步骤：监控盒监控配电箱内各个线路的电压电流、进线电缆温度、出线电缆温度，并通过GPRS模块将监控数据发送到电网监控中心，当监控到数据异常时，通过GSM模块发送报警短信到对应维护人员的手机，并通过GPRS模块发送报警信息到电网监控中心。
作为优选，维护人员可通过手机发送短信指令给监控盒，遥控监控盒进行接地动作试验，监控盒接收到短信指令后控制接地动作试验模块自动完成接地动作试验，监控盒根据接地动作试验过程中采集的剩余电流动作保护器输出的三相交流电的电压电流判断试验结果，并将试验结果以短信形式发送到维护人员的手机。
作为优选，配电箱箱门外侧的蓝牙模块可与维护人员的手机进行蓝牙通信，维护人员需要打开配电箱箱门时，操作手机上的门禁管理APP软件，门禁管理APP软件发送特定的数据包到配电箱上的蓝牙模块，数据包包含用户的ID号、开门指令、电子密钥，蓝牙模块将接收到的数据包发送给中央处理单元，中央处理单元根据用户ID号判断该用户是否为拥有打开该配电箱箱门权限的被授权人员，如果是被授权人员，则控制电子门锁解锁。
作为优选，当未经授权人员没有通过手机的门禁管理APP软件打开配电箱箱门时，箱门开关检测模块检测到配电箱箱门被打开，中央处理单元判断打开配电箱箱门的人为未经授权人员，中央处理单元控制摄像头采集打开配电箱箱门的人的脸部图像，通过GSM模块发送报警短信到对应维护人员的手机，并通过GPRS模块发送报警信息到电网监控中心，报警短信和报警信息中都包含打开配电箱箱门的人的脸部图像。
本发明的有益效果是：能够在向电网监控中心上报预警信息的同时发送预警短信到对应维护人员的手机，保证预警信息能够成功送达给维护人员，且提高了预警信息的发布速度。
附图说明
图1是本发明的一种电路原理连接框图；
图2是接地动作试验模块的电路原理图。
图中：1、监控盒，2、电压电流采集模块，3、温度传感器，4、中央处理单元，5、电源模块，6、显示屏，7、按键组，8、存储器，9、GSM模块，10、GPRS模块，11、通信接口模块，12、剩余电流动作保护器，13、接地动作试验模块，14、控制器，15、相位选择继电器组，16、相位选择继电器，17、阻抗选择继电器组，18、阻抗选择继电器，19、指示灯，20、程序升级接口，21、防盗模块，22、电子门锁，23、蓝牙模块，24、箱门开关检测模块，25、摄像头，26、低压无功测控装置，27、烟雾传感器。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：本实施例的一种智能监控配电设备的装置，如图1所示，包括设置在配电箱内的监控盒1、采集配电箱内各条线路电压电流的电压电流采集模块2以及设置在配电箱内各个进线电缆表面和各个出线电缆表面的温度传感器3，监控盒1包括盒体，盒体上设有中央处理单元4、电源模块5、显示屏6、按键组7、存储器8、GSM模块9、GPRS模块10、通信接口模块11、指示灯19和程序升级接口20，中央处理单元4分别与电源模块5、显示屏6、按键组7、存储器8、GSM模块9、GPRS模块10、通信接口模块11、指示灯19、程序升级接口20、电压电流采集模块2和温度传感器3电连接，配电箱内的剩余电流动作保护器12通过数据线与通信接口模块11电连接。
电压电流采集模块将采集到的电压值、电流值发送到中央处理单元，温度传感器将采集到的温度值发送到中央处理单元，中央处理单元监控配电箱内各个线路的电压电流、进线电缆温度、出线电缆温度，并通过GPRS模块定期将监控数据发送到电网监控中心，当监控到数据异常时，通过GSM模块发送预警短信到对应维护人员的手机，并通过GPRS模块发送预警信息到电网监控中心，在向电网监控中心上报预警信息的同时发送预警短信到对应维护人员的手机，保证预警信息能够成功送达给维护人员，且提高了预警信息的发布速度。
维护人员可通过手机发送短信指令给监控盒，遥控监控盒进行测试工作，监控盒完成测试工作后将测试数据以短信形式发送到维护人员的手机。
电源模块给本装置供电，显示屏显示相关数据，存储器存储监控盒接收到的数据，GSM模块用于收发短信，GPRS模块用于与电网监控中心无线通信，指示灯指示工作状态，程序升级接口用于连接外部设备，通过外部设备对配电监控终端的程序进行升级。电源模块包括主电池和备用电池，主电池和备用电池分别与中央处理单元电连接，当主电池没电时，由备用电池供电。
智能监控配电设备的装置还包括设置在配电箱内的接地动作试验模块13，如图2所示，接地动作试验模块13包括控制器14、相位选择继电器组15、阻抗选择继电器组17、电阻R1、电阻R2和电阻R3，相位选择继电器组15包括三个相位选择继电器16，阻抗选择继电器组17包括三个阻抗选择继电器18，三个相位选择继电器16的常开触点开关输入端分别与剩余电流动作保护器12输出的三相交流电源的A相触头、B相触头、C相触头电连接，三个相位选择继电器16的常开触点开关输出端与三个阻抗选择继电器18的常开触点开关输入端电连接，三个阻抗选择继电器18的常开触点开关输出端分别与电阻R1一端、电阻R2一端、电阻R3一端电连接，电阻R1另一端、电阻R2另一端、电阻R3另一端都接地，控制器14分别与中央处理单元4、相位选择继电器15的控制端、阻抗选择继电器18的控制端电连接。
中央处理单元读取剩余电流动作保护器内预设的“剩余动作电流值”，根据“剩余动作电流值”选择相应的电阻，并控制对应的阻抗选择继电器的常开触点开关闭合，然后控制三个相位选择继电器的常开触点开关依次单独闭合，从剩余电流动作保护器读取动作特性检测数据，包括Ua、Ub、Uc、Ia、Ib、Ic、剩余电流IΔn和开关量KGL的数据，并对该数据进行分析，判断剩余电流动作保护器动作特性是否正常。
智能监控配电设备的装置还包括设置在配电箱上的防盗模块21，防盗模块包络设置在配电箱箱门上的电子门锁22、设置在配电箱箱门外侧的蓝牙模块23、检测配电箱箱门开关状态的箱门开关检测模块24、设置在配电箱上的摄像头25，中央处理单元4分别电子门锁22、蓝牙模块23、箱门开关检测模块24和摄像头25电连接。
蓝牙模块可与维护人员的手机进行蓝牙通信，手机内安装有门禁管理APP软件，维护人员需要打开配电箱箱门时，操作手机上的门禁管理APP软件，门禁管理APP软件发送特定的数据包（数据包包含用户的ID号、开门指令、电子密钥等）到配电箱上的蓝牙模块，中央处理单元控制电子门锁执行开门操作。
当未经授权人员没有通过手机的门禁管理APP软件打开配电箱箱门时，中央处理单元接收到箱门开关检测模块输出的信号，控制摄像头采集打开配电箱箱门的人的脸部图像，发送报警信息及采集到的人脸图像到电网监控中心和相应维护人员的手机。
智能监控配电设备的装置还包括设置在配电箱内的低压无功测控装置26，低压无功测控装置26与中央处理单元4电连接。中央处理单元将实时采集的电流数据发送到低压无功综合测控装置，低压无功综合测控装置进行运算和分析，根据受控物理量的无功功率、无功电流、功率因数、电压、时段进行自动投切控制并将每次动作结果传送至电网监控中心。
智能监控配电设备的装置还包括设置在配电箱内的烟雾传感器27，烟雾传感器27与中央处理单元4电连接。当烟雾传感器检测到的烟雾浓度超过设定值时，中央处理单元判断配电箱出现火灾，配电监控终端发送报警信息到电网监控中心和相应维护人员的手机。
一种智能监控配电设备的方法，用于上述的一种智能监控配电设备的装置，包括以下步骤：监控盒监控配电箱内各个线路的电压电流、进线电缆温度、出线电缆温度，并通过GPRS模块将监控数据发送到电网监控中心，当监控到数据异常时，通过GSM模块发送报警短信到对应维护人员的手机，并通过GPRS模块发送报警信息到电网监控中心。
维护人员可通过手机发送短信指令给监控盒，遥控监控盒进行接地动作试验，监控盒接收到短信指令后控制接地动作试验模块自动完成接地动作试验，监控盒根据接地动作试验过程中采集的剩余电流动作保护器输出的三相交流电的电压电流判断试验结果，并将试验结果以短信形式发送到维护人员的手机。
配电箱箱门外侧的蓝牙模块可与维护人员的手机进行蓝牙通信，维护人员需要打开配电箱箱门时，操作手机上的门禁管理APP软件，门禁管理APP软件发送特定的数据包到配电箱上的蓝牙模块，数据包包含用户的ID号、开门指令、电子密钥，蓝牙模块将接收到的数据包发送给中央处理单元，中央处理单元根据用户ID号判断该用户是否为拥有打开该配电箱箱门权限的被授权人员，如果是被授权人员，则控制电子门锁解锁，配电箱箱门可打开，否则控制电子门锁保持上锁状态。维护人员通过门禁管理APP软件解锁电子门锁时，中央处理单元退出防盗预警监控状态，配电箱箱门被打开不会报警，等配电箱箱门下一次关闭后重新进入防盗预警监控状态，监控配电箱箱门。
当未经授权人员没有通过手机的门禁管理APP软件打开配电箱箱门时，箱门开关检测模块检测到配电箱箱门被打开，中央处理单元判断打开配电箱箱门的人为未经授权人员，中央处理单元控制摄像头采集打开配电箱箱门的人的脸部图像，通过GSM模块发送报警短信到对应维护人员的手机，并通过GPRS模块发送报警信息到电网监控中心，报警短信和报警信息中都包含打开配电箱箱门的人的脸部图像。
Claims (8)
1.一种智能监控配电设备的装置，其特征在于：包括设置在配电箱内的监控盒（1）、采集配电箱内各条线路电压电流的电压电流采集模块（2）以及设置在配电箱内各个进线电缆表面和各个出线电缆表面的温度传感器（3），所述监控盒（1）包括盒体，所述盒体上设有中央处理单元（4）、电源模块（5）、GSM模块（9）、GPRS模块（10）和通信接口模块（11），所述中央处理单元（4）分别与电源模块（5）、GSM模块（9）、GPRS模块（10）、通信接口模块（11）、电压电流采集模块（2）和温度传感器（3）电连接，所述配电箱内的剩余电流动作保护器（12）通过数据线与通信接口模块（11）电连接；通过GPRS模块定期将监控数据发送到电网监控中心，当监控到数据异常时，通过GSM模块发送预警短信到对应维护人员的手机，并通过GPRS模块发送预警信息到电网监控中心；
智能监控配电设备的装置，还包括设置在配电箱内的接地动作试验模块（13），所述接地动作试验模块（13）包括控制器（14）、相位选择继电器组（15）、阻抗选择继电器组（17）、电阻R1、电阻R2和电阻R3，相位选择继电器组（15）包括三个相位选择继电器（16），阻抗选择继电器组（17）包括三个阻抗选择继电器（18），三个相位选择继电器（16）的常开触点开关输入端分别与剩余电流动作保护器（12）输出的三相交流电源的A相触头、B相触头、C相触头电连接，三个相位选择继电器（16）的常开触点开关输出端与三个阻抗选择继电器（18）的常开触点开关输入端电连接，三个相位选择继电器（16）的常开触点开关输出端直接连接，三个阻抗选择继电器（18）的常开触点开关输入端直接连接；三个阻抗选择继电器（18）的常开触点开关输出端分别与电阻R1一端、电阻R2一端、电阻R3一端电连接，电阻R1另一端、电阻R2另一端、电阻R3另一端都接地，控制器（14）分别与中央处理单元（4）、相位选择继电器（16）的控制端、阻抗选择继电器（18）的控制端电连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能监控配电设备的装置，其特征在于：还包括设置在配电箱上的防盗模块（21），所述防盗模块（21）包络设置在配电箱箱门上的电子门锁（22）和设置在配电箱箱门外侧的蓝牙模块（23），所述电子门锁（22）和蓝牙模块（23）分别与中央处理单元（4）电连接。
3.根据权利要求2所述的一种智能监控配电设备的装置，其特征在于：所述防盗模块（21）还包括检测配电箱箱门开关状态的箱门开关检测模块（24），所述箱门开关检测模块（24）与中央处理单元（4）电连接。
4.根据权利要求3所述的一种智能监控配电设备的装置，其特征在于：所述防盗模块（21）还包括设置在配电箱上的摄像头（25），所述摄像头（25）与中央处理单元（4）电连接。
5.一种智能监控配电设备的方法，用于权利要求1所述的一种智能监控配电设备的装置，其特征在于，包括以下步骤：监控盒监控配电箱内各个线路的电压电流、进线电缆温度、出线电缆温度，并通过GPRS模块将监控数据发送到电网监控中心，当监控到数据异常时，通过GSM模块发送报警短信到对应维护人员的手机，并通过GPRS模块发送报警信息到电网监控中心。
6.根据权利要求5所述的一种智能监控配电设备的方法，其特征在于：维护人员可通过手机发送短信指令给监控盒，遥控监控盒进行接地动作试验，监控盒接收到短信指令后控制接地动作试验模块自动完成接地动作试验，监控盒根据接地动作试验过程中采集的剩余电流动作保护器输出的三相交流电的电压电流判断试验结果，并将试验结果以短信形式发送到维护人员的手机。
7.根据权利要求5或6所述的一种智能监控配电设备的方法，其特征在于：配电箱箱门外侧的蓝牙模块可与维护人员的手机进行蓝牙通信，维护人员需要打开配电箱箱门时，操作手机上的门禁管理APP软件，门禁管理APP软件发送特定的数据包到配电箱上的蓝牙模块，数据包包含用户的ID号、开门指令、电子密钥，蓝牙模块将接收到的数据包发送给中央处理单元，中央处理单元根据用户ID号判断该用户是否为拥有打开该配电箱箱门权限的被授权人员，如果是被授权人员，则控制电子门锁解锁。
8.根据权利要求7所述的一种智能监控配电设备的方法，其特征在于：当未经授权人员没有通过手机的门禁管理APP软件打开配电箱箱门时，箱门开关检测模块检测到配电箱箱门被打开，中央处理单元判断打开配电箱箱门的人为未经授权人员，中央处理单元控制摄像头采集打开配电箱箱门的人的脸部图像，通过GSM模块发送报警短信到对应维护人员的手机，并通过GPRS模块发送报警信息到电网监控中心，报警短信和报警信息中都包含打开配电箱箱门的人的脸部图像。
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