CN110412926A - 一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控*** - Google Patents

一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控*** Download PDF

Info

Publication number
CN110412926A
CN110412926A CN201910782163.2A CN201910782163A CN110412926A CN 110412926 A CN110412926 A CN 110412926A CN 201910782163 A CN201910782163 A CN 201910782163A CN 110412926 A CN110412926 A CN 110412926A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
electric power
lora
cable
power channel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910782163.2A
Other languages
English (en)
Inventor
陈岗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xi'an Rainbow Electronic Technology Co Ltd
Original Assignee
Xi'an Rainbow Electronic Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xi'an Rainbow Electronic Technology Co Ltd filed Critical Xi'an Rainbow Electronic Technology Co Ltd
Priority to CN201910782163.2A priority Critical patent/CN110412926A/zh
Publication of CN110412926A publication Critical patent/CN110412926A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0428—Safety, monitoring
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/26—Pc applications
    • G05B2219/2612—Data acquisition interface

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

本发明涉及电力通道监控技术领域，尤其涉及一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控***，可连续、动态、实时的采集电力沟道环境内的环境信息，以及重点部位包括电缆和电缆中间接头的运行状态信息，并将采集到的信息分别发送给智能执行机构和远端的监控中心或者移动监控端。通过监测***反馈的现场输电线路的运行状态，智能执行机构可以按照预设的运行条件自动进行启动、停止或其他执行动作，也可以接收远端执行指令进行相应的动作对环境进行调节，从而改善电力沟道条件内输电线路的运行状态或环境。同时，本发明基于上述智能监控***还提出了一种多数据融合的三相不平衡调节控制方法，能够更有效的改善电力沟道条件内输电线路的运行环境。

Description

一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控***
技术领域
本发明涉及电力通道监控技术领域，尤其涉及一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控***。
背景技术
电力电缆是城市配电网的关键的一次设备，为了保证配电网***的运行，提升对电力沟道内电缆、电缆中间接头故障或突发事件的预警和应急处理能力，保证运维人员工作环境的安全，对电力沟道进行连续、动态、实时的动态监测，并智能、远程的对环境异常进行主动改善和干预十分重要。
现在的电力沟道环境监控存在以下问题：
1.缺乏对电力沟道环境的动态、实时、连续的监控能力。通常电力电缆敷设于电力沟道或隧道中，环境相对闭塞，电力沟道容易积累有害气体和水，有害气体浓度过高或是积水严重都会造成运维人员的危险或是运维困难。运维时，现有的技术方案主要还是现场监测，受到作业面的影响，不能实现连续、动态、实时监测。
2.缺乏对电力沟道环境的智能干预能力。因为每盘电缆有固定的长度，为了敷设更长的电缆线路，必须将多段通过电缆中间接头相接。电缆中间接头的质量不高、连接不紧、接触电阻过大，在运行过程中对中间接头工作状态的异常不能及时的发现并处理，会致使电缆接头过热并击穿绝缘，导致电力沟道发生火灾。现有的技术不能发现危险发生的趋势，并主动作出应对措施。
3.缺乏适合电力沟道条件的信息传输手段。电力沟道地理位置跨度大，沟道内部无线信号覆盖较差，沟道内的各类传感器、智能控制器与远程监控终端实现远距离无线通信较为困难，或者通信质量不够好。且铺设有线网络的成本较高，维护难度大。
发明内容
本发明要解决的技术问题为：提供一种基于LoRa技术电力沟道环境智能监控***，以连续、动态、实时的采集电力沟道环境内的环境信息，以及重点部位包括电缆和电缆中间接头的运行状态信息，并将采集到的信息分别发送给智能执行机构和远端的监控中心或者移动监控端。智能执行机构可以按照预设的运行条件自动进行启动、停止或其他执行动作。智能执行机构也可以接收远端监控中心或者移动监控端的执行指令进行相应的执行动作。通过监测***反馈的现场输电线路的运行状态，智能执行机构对输电线路的运行环境的自动调节，或按照远程控制指令进行调节，从而改善电力沟道条件内输电线路的运行状态或环境，避免发生电力故障，从而提高输电线路的可靠性，保障供电质量。并解决了在现有电力沟道环境中的组网和信息交互困难以及运维成本高等问题。同时，本发明基于上述智能监控***还提出了一种多数据融合的三相不平衡调节控制方法，能够更有有效的改善电力沟道条件内输电线路的运行环境。
本发明技术方案为：一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控***，包括环境监测模块(1)、电缆运行状态监测模块(2)、电缆中间接头运行状态监测模块(3)、LoRa网关/基站(4)、LoRa节点模块(5)、Internet网络(6)、远程终端装置RTU(7)、三相不平衡调节装置(8)、单片机(9)、智能执行机构(10)、远程监控中心计算机(11)、远程移动监控端(12)，以及各设备和模块的供电模块(13)，所述环境监测模块(2)包括分别与所述单片机(9)连接的传感器(14)，所述传感器(14)设置于所述电力沟道内部用于监测环境参数，所述单片机(9)通过总线连接LoRa节点模块(5)，单片机(9)判断出所述电力沟道内环境参数到达预设阈值时，通过LoRa网关/基站(4)和LoRa节点模块(5)组成的LoRa网络及Internet网络(6)分别向智能执行机构(10)，远程监控中心计算机(11)和远程移动监控端(12)发送测控信息，所述电缆运行状态监测模块(2)包括分别与所述单片机(9)连接的温度传感器(15)，所述温度传感器(15)设置于电缆表面用于监测电缆表面温度，所述电缆中间接头运行状态监测模块(3)包括分别与所述单片机(9)连接的温度传感器(16)，所述单片机(9)连接的温度传感器(16)安置于电缆中间接头用于监测电缆中间接头的温度，单片机(9)判断出所述电缆表面或/和所述电缆中间接头的温度到达预设温度阈值时，通过LoRa网络分别向远程终端装置RTU(7)、三相不平衡调节装置(8)、智能执行机构(10)、远程监控中心计算机(11)和远程移动监控端(12)发送测控信息。
进一步地，所述传感器(14)为温湿度传感器(17)，所述智能执行机构(10)为智能通风装置(19)和/或智能降温除湿装置(20)，温湿度传感器(17)设置于所述电力沟道内部用于监测温度和湿度，单片机(9)判断出所述电力沟道内温湿度到达预设第一阈值时，通过LoRa网络向智能执行机构(10)发送测控信息，启动智能通风装置(19)和/或智能降温除湿装置(20)并对电力通道环境进行改善，到电力沟道内温湿度低于第一阈值时停止工作，否则，单片机(9)判断出电力沟道内温湿度到达预设第二阈值时，通过LoRa网络及Internet网络(6)将报警信号发送至远程监控中心计算机(11)和/或远程移动监控端(12)。
进一步地，所述传感器(14)为可燃气体传感器(21)和/或有毒气体传感器(22)，所述智能执行机构(10)为智能通风装置(19)，可燃气体传感器(21)和/或有毒气体传感器(22)设置于所述电力沟道内部用于监测可燃气体和/或有毒气体的气体浓度，单片机(9)判断出所述电力沟道内气体浓度到达预设第一阈值时，通过LoRa网络向智能通风装置(19)发送测控信息，启动智能通风装置(19)并对电力通道环境进行改善，到电力沟道内气体浓度低于第一阈值时停止工作，否则，单片机(9)判断出电力沟道内气体浓度到达预设第二阈值时，通过LoRa网络及Internet网络(6)将报警信号发送至远程监控中心计算机(11)和/或远程移动监控端(12)。
进一步地，所述传感器(14)为氧气传感器(23)，所述智能执行机构(10)为智能通风装置(19)，氧气传感器(23)设置于所述电力沟道内部用于监测氧气气体浓度，单片机(9)判断出所述电力沟道内气体浓度低于预设第一阈值时，通过LoRa网络向智能通风装置(19)发送测控信息，启动智能通风装置(19)并对电力通道环境进行改善，到电力沟道内气体浓度高于第一阈值时停止工作，否则，单片机(9)判断出电力沟道内气体浓度低于预设第二阈值时，通过LoRa网络及Internet网络(6)将报警信号发送至远程监控中心计算机(11)和/或远程移动监控端(12)。
进一步地，所述单片机(9)判断出所述电缆表面或/和所述电缆中间接头的温度到达预设温度阈值时，通过LoRa网络向智能执行机构(10)发送测控信息，启动智能执行机构(10)并对电缆或/和所述电缆中间接头的进行降温，到电缆或/和所述电缆中间接头温度低于第一阈值时停止工作，否则，所述单片机(9)判断出所述电力沟道内温度到达预设第二阈值时，通过LoRa网络及Internet网络(6)向远程监控中心计算机(11)和/或远程移动监控端(12)发送测控信息，由运维人员进行主动控制干预，到电缆或/和所述电缆中间接头温度低于第一阈值时停止工作，否则，所述单片机(9)判断出所述电力沟道内温度到达预设第三阈值时，通过LoRa网络及Internet网络(6)向远程终端装置RTU(7)发出控制指令，打开远程终端装置RTU(7)的过流保护继电器。
进一步地，所述温度传感器(16)为DS1820温度传感器(24)，连接的单片机(9)为AT89C52单片机(25)，AT89C52单片机(25)与LoRa节点模块(4)通过RS485总线相连，电缆运行状态监测采用点式温度监测，若干个温度传感器按照监测的要求分散安置于电缆上重要的监测部位。
进一步地，所述温度传感器(15)为GSDTS-04-10温度传感器(26)，GSDTS-04-10温度传感器(26)为分布式光纤温度传感器，GSDTS-04-10温度传感器(26)的三条分布式光纤按照120°夹角分别安置在电缆的绝缘层表面。
进一步地，所述智能通风装置(19)包括叶片电机(27)、交流接触器(28)。
进一步地，所述LoRa节点模块(4)为EML3047(29)，EML3047(29)包括STM32L071(30)和SX1278(31)，其中STM32L071负责RTOS、LoRa协议栈、云端对接协议、加密算法以及AT指令的运行，SX1278进行LoRa射频调制解调处理。EML3047模块方案集成了***晶振、射频匹配等电路。
进一步地，所述的远程监控中心计算机(11)和远程移动监控端(12)包括人机操作界面智能执行机构的虚拟控制面板(32)，用于远程控制智能执行机构(10)。
进一步地，所述的三相不平衡调节装置(8)包括负载侧三相不平衡调节装置(33)和/或电源侧三相不平衡调节装置(34)，所述的负载侧三相不平衡调节装置(33)包括换相模块(35)、单片机模块(9)、信号检测模块(36)及LoRa节点模块(4)，信号检测模块(36)输入连接至三相电线，信号检测模块(36)输出与单片机模块(9)相连，单片机模块(9)通过总线连接LoRa节点模块(4)，并连接至LoRa网络，单片机模块(9)的输出与换相模块(35)的控制回路相连接，换相模块(35)主回路的输入侧与配电线路的A、B、C三相电缆连接，所述的换相模块(35)主回路的输入侧设有三个静触头和一个动触头，动触头连接到输出，作为L线连接到负荷的电源相线接线端子上，与N相线共同为单相负荷供电，三个静触头分别与配电线路的A、B、C三相电缆连接，动触头可根据调相需要在三个静触头之间进行切换，实现单相负荷的L线在A、B、C三相电缆之间进行切换，所述的源侧三相不平衡调节装置(34)由开关动作模块IGBT(37)、电抗器及电容器组(38)、单片机模块(9)、LoRa节点模块(4)构成，开关动作模块IGBT(37)通过导线及断路器并联于电源侧电网的三相电缆上，开关动作模块IGBT(37)的输出连接到电抗器及电容器组(38)，单片机模块(9)通过导线与开关动作模块IGBT(37)连接，电抗器及电容器组(38)组中设置了多组补偿等级，其投切控制由单片机模块(9)实现，单片机模块(9)通过总线连接LoRa节点模块(4)，并连接至LoRa网络。
一种用于上述智能监控***的多数据融合三相不平衡调节控制方法，通过对检测的三相电流信号和三相电缆的温度信号进行融合作为三相不平衡调节控制信号，包括以下实施步骤：
步骤1：信号检测模块分别检测负载侧三相电流信号Ia，Ib，Ic；
步骤2：电缆运行状态监测模块分别检测三相电缆的温度信号Ta，Tb，Tc；
步骤3：设置两级三相负载电流不平衡度阈值δil，δih，其中，δil为电流不平衡度下限阈值，δih为电流不平衡度上限阈值，三相电缆温度不平衡度阈值δtl，δth，其中，δtl为三相电缆的温度不平衡度下限阈值，δth为三相电缆的温度不平衡度上限阈值；
步骤4：分别计算三相负载电流不平衡度δi和三相负载温度不平衡度δt，其中：
步骤5：如果δi≤δil，且δt≤δtl，则执行步骤10，如果δi≥δih和/或δt≥δth则执行步骤6，如果δil＜δi＜δih，且δt≤δtl则执行步骤7，如果δtl＜δt＜δth，且δi≤δil则执行步骤8，如果δil＜δi＜δih，且δtl＜δi＜δth则执行步骤9；
步骤6：δi≥δih和/或δt≥δth，则由远程监控中心计算机和远程移动监控端调用优化换相的优化策略，确定换相指令并发送换相指令到不同的负载侧调控***，控制动触头动作切换其供电相序，当实施完负载侧调控***换相操作后再执行步骤1；
步骤7：δil＜δi＜δih，且δt≤δtl，以δi为调整依据，计算所述电源侧的功率因数，并根据功率因数，判断是感性无功还是容性无功，如果是感性无功则进行容性电流补偿，如果所述无功功率特性为容性无功则进行感性电流补偿，当实施完调整后再执行步骤1；
步骤8：δtl＜δt＜δth，且δi≤δil，以δt为调整依据，计算所述电源侧的功率因数，并根据功率因数，判断是感性无功还是容性无功，如果是感性无功则进行容性电流补偿，如果所述无功功率特性为容性无功则进行感性电流补偿，当实施完调整后再执行步骤1；
步骤9：δil＜δi＜δih，且δtl＜δt＜δth，融合δi和δt为δit，则
以δit为调整依据，计算所述电源侧的功率因数，并根据功率因数，判断是感性无功还是容性无功，如果是感性无功则进行容性电流补偿，如果所述无功功率特性为容性无功则进行感性电流补偿，当实施完调整后再执行步骤1；
步骤10：根据设定的采样周期进行下一次采样，执行步骤1。
本发明的有益效果：本发明设计实现了一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控***，包括环境监测模块、电缆运行状态监测模块、电缆中间接头运行状态监测模块、LoRa网关/基站、LoRa节点模块、远程终端装置RTU、三相不平衡调节装置、单片机、智能执行机构、远程监控中心计算机、远程移动监控端，以及各设备和模块的供电模块。通过本***的运行可以对电力沟道环境信息和重点部位包括电缆和电缆中间接头的运行状态信息进行连续、动态、实时的采集，并将采集到的信息分别发送给智能执行机构和远端的监控中心或者移动监控端。智能执行机构可以按照预设的运行条件自动进行启动、停止或其他执行动作。智能执行机构也可以接收远端监控中心或者移动监控端的执行指令进行相应的执行动作。通过监测***反馈的现场输电线路的运行状态，智能执行机构对输电线路的运行环境的自动调节，或按照远程控制指令进行调节，从而改善电力沟道内输电线路的运行状态或环境，避免发生电力故障，从而提高输电线路的可靠性，保障供电质量。并解决了在现有电力沟道环境中的组网和信息交互困难以及运维成本高等问题。同时，本发明基于上述智能监控***还提出了一种多数据融合的三相不平衡调节控制方法，能够更有有效的改善电力沟道条件内输电线路的运行环境。
附图说明
图1基于LoRa技术的电力通道环境智能监控***的连接图
图2环境监测模块与LoRa节点模块连接图
图3电缆中间接头运行状态监测模块与LoRa节点模块连接图
图4电缆运行状态监测模块与LoRa节点模块连接图
图5电缆运行状态监测模块的表贴式光纤与电缆连接图
图6智能控制通风装置连接图
图7 EML3047节点模块硬件框架
图8电源侧负载平衡控制连接图
具体实施例
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的一个实施方式，结合图1本发明的一种基于LoRa技术的电力通道环境智能监控***，包括环境监测模块(1)、电缆运行状态监测模块(2)、电缆中间接头运行状态监测模块(3)、LoRa网关/基站(4)、LoRa节点模块(5)、Internet6、远程终端装置RTU(7)、三相不平衡调节装置(8)、单片机(9)、智能执行机构(10)、远程监控中心计算机(11)、远程移动监控端(12)，以及各设备和模块的供电模块(13)。
根据本发明的一个实施方式，结合图2、3、6本发明所述环境监测模块(1)的传感器(14)为温湿度传感器(17)，智能执行机构(10)为智能通风装置(19)和/或智能降温除湿装置(20)，温湿度传感器设置于所述电力沟道内部用于监测温度和湿度。其中，智能通风装置(19)和/或智能降温除湿装置(20)与交流接触器之间采用3相接触器连接。当智能通风装置(19)和/或智能降温除湿装置(20)处于工作状态，3相接触器处于吸合状态；断开控制器内的继电器的常闭触点，此时电路处于断路状态，接触器断开，三相电源供电停止。控制器内的单片机(9)采用ATMEL公司的AT89C52单片机(25)。温湿度传感器(17)是温湿度传感器SHT10，用来测量电力沟道内的温湿度。SHT10传感器是单片数字温湿度集成传感器。该传感器由1个电容式聚合体测湿元件和1个能隙式测温元件组成，并与1个14位A/D转换器以及1个2-wire数字接口在单芯片中无缝结合。
根据本发明的一个实施方式，结合图2本发明传感器(14)为可燃气体传感器(21)和/或有毒气体传感器(22)，所述智能执行机构(10)为智能通风装置(19)，可燃气体传感器(21)和/或有毒气体传感器(22)设置于所述电力沟道内部用于监测可燃气体和/或有毒气体的气体浓度。
根据本发明的一个实施方式，结合图3本发明电缆运行状态监测模块的单片机为AT89C52单片机(25)，温度传感器(16)为DS1820(24)，单片机为AT89C52单片机(25)与LoRa节点模块(5)通过RS485总线相连，电缆运行状态监测采用点式温度监测，若干个温度传感器按照监测的要求分散安置于电缆上重要的监测部位。
根据本发明的一个实施方式，结合图4、5本发明电缆运行状态监测模块的单片机为AT89C52单片机(25)，温度传感器(15)为分布式光纤温度传感器，即GSDTS-04-10温度传感器(26)，AT89C52单片机(25)与LoRa节点模块(5)通过RS485总线相连，电缆运行状态监测光纤式温度监测，三条分布式光纤温度传感器按照120°夹角分别安置在电缆的绝缘层表面。
根据本发明的一个实施方式，结合图7LoRa节点模块(5)为EML3047(29)，EML3047(29)包括STM32L071(30)MCU和SX1278(31)RF IC，其中STM32L071(30)负责RTOS、LoRa协议栈、云端对接协议、加密算法以及AT指令的运行，SX1278(31)进行LoRa射频调制解调处理。EML3047模块方案集成了***晶振、射频匹配等电路。
根据本发明的一个实施方式，结合图8三相不平衡调节装置(8)包括负载侧三相不平衡调节装置(33)和/或电源侧三相不平衡调节装置(34)，所述的负载侧三相不平衡调节装置(33)包括换相模块(35)、单片机模块(9)、信号检测模块(36)及LoRa节点模块(4)，信号检测模块(36)输入连接至三相电线，信号检测模块(36)输出与单片机模块(9)相连，单片机模块(9)通过总线连接LoRa节点模块(4)，并连接至LoRa网络，单片机模块(9)的输出与换相模块(35)的控制回路相连接，换相模块(35)主回路的输入侧与配电线路的A、B、C三相电缆连接，所述的换相模块(35)主回路的输入侧设有三个静触头和一个动触头，动触头连接到输出，作为L线连接到负荷的电源相线接线端子上，与N相线共同为单相负荷供电，三个静触头分别与配电线路的A、B、C三相电缆连接，动触头可根据调相需要在三个静触头之间进行切换，实现单相负荷的L线在A、B、C三相电缆之间进行切换，所述的源侧三相不平衡调节装置(34)由开关动作模块IGBT(37)、电抗器及电容器组(38)、单片机模块(9)、LoRa节点模块(4)构成，开关动作模块IGBT(37)通过导线及断路器并联于电源侧电网的三相电缆上，开关动作模块IGBT(37)的输出连接到电抗器及电容器组(38)，单片机模块(9)通过导线与开关动作模块IGBT(37)连接，电抗器及电容器组(38)组中设置了多组补偿等级，其投切控制由单片机模块(9)实现，单片机模块(9)通过总线连接LoRa节点模块(4)，并连接至LoRa网络。
根据本发明的一个实施方式，一种用于上述智能监控***的多数据融合三相不平衡调节控制方法，通过对检测的三相电流信号和三相电缆的温度信号进行融合作为三相不平衡调节控制信号，包括以下实施步骤：
步骤1：信号检测模块分别检测负载侧三相电流信号Ia＝5，Ib＝10，Ic＝15；
步骤2：电缆运行状态监测模块分别检测三相电缆的温度信号Ta＝55℃，Tb＝45℃，Tc＝74℃；
步骤3：设置两级三相负载电流不平衡度阈值δil＝20％，δih＝60％，三相电缆温度不平衡度阈值δtl＝20％，δth＝60％，；
步骤4：分别计算三相负载电流不平衡度δi和三相负载温度不平衡度δt，其中：
步骤5：求得δi＝50％，δt＝28％，δil＜δi＜δih，且δtl＜δt＜δth则执行步骤9；
步骤9：δil＜δi＜δih，且δtl＜δi＜δth，融合δi和δt为δit，则
以δit＝42％为调整依据进行负载平衡补偿，调整完毕后执行步骤1；
以上所述为本发明较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控***，包括环境监测模块(1)、电缆运行状态监测模块(2)、电缆中间接头运行状态监测模块(3)、LoRa网关/基站(4)、LoRa节点模块(5)、Internet网络(6)、远程终端装置RTU(7)、三相不平衡调节装置(8)、单片机(9)、智能执行机构(10)、远程监控中心计算机(11)、远程移动监控端(12)，以及各设备和模块的供电模块(13)，所述环境监测模块(2)包括分别与所述单片机(9)连接的传感器(14)，所述传感器(14)设置于所述电力沟道内部用于监测环境参数，所述单片机(9)通过总线连接LoRa节点模块(5)，单片机(9)判断出所述电力沟道内环境参数到达预设阈值时，通过LoRa网关/基站(4)和LoRa节点模块(5)组成的LoRa网络及Internet网络(6)分别向智能执行机构(10)，远程监控中心计算机(11)和远程移动监控端(12)发送测控信息，所述电缆运行状态监测模块(2)包括分别与所述单片机(9)连接的温度传感器(15)，所述温度传感器(15)设置于电缆表面用于监测电缆表面温度，所述电缆中间接头运行状态监测模块(3)包括分别与所述单片机(9)连接的温度传感器(16)，所述单片机(9)连接的温度传感器(16)安置于电缆中间接头用于监测电缆中间接头的温度，单片机(9)判断出所述电缆表面或/和所述电缆中间接头的温度到达预设温度阈值时，通过LoRa网络分别向远程终端装置RTU(7)、三相不平衡调节装置(8)、智能执行机构(10)、远程监控中心计算机(11)和远程移动监控端(12)发送测控信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控***，其特征在于所述传感器(14)为温湿度传感器(17)，所述智能执行机构(10)为智能通风装置(19)和/或智能降温除湿装置(20)，温湿度传感器(17)设置于所述电力沟道内部用于监测温度和湿度，单片机(9)判断出所述电力沟道内温湿度到达预设第一阈值时，通过LoRa网络向智能执行机构(10)发送测控信息，启动智能通风装置(19)和/或智能降温除湿装置(20)并对电力通道环境进行改善，到电力沟道内温湿度低于第一阈值时停止工作，否则，单片机9判断出电力沟道内温湿度到达预设第二阈值时，通过LoRa网络及Internet网络(6)将报警信号发送至远程监控中心计算机(11)和/或远程移动监控端(12)。
3.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控***，其特征在于所述传感器(14)为可燃气体传感器(21)和/或有毒气体传感器(22)，所述智能执行机构(10)为智能通风装置(19)，可燃气体传感器(21)和/或有毒气体传感器(22)设置于所述电力沟道内部用于监测可燃气体和/或有毒气体的气体浓度，单片机(9)判断出所述电力沟道内气体浓度到达预设第一阈值时，通过LoRa网络向智能通风装置(19)发送测控信息，启动智能通风装置(19)并对电力通道环境进行改善，到电力沟道内气体浓度低于第一阈值时停止工作，否则，单片机(9)判断出电力沟道内气体浓度到达预设第二阈值时，通过LoRa网络及Internet网络(6)将报警信号发送至远程监控中心计算机(11)和/或远程移动监控端(12)。
4.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控***，其特征在于所述温度传感器(16)为DS1820温度传感器(24)，连接的单片机(9)为AT89C52单片机(25)，AT89C52单片机(25)与LoRa节点模块(4)通过RS485总线相连。
5.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控***，其特征在于所述温度传感器(15)为GSDTS-04-10温度传感器(26)。
6.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控***，其特征在于所述LoRa节点模块(4)为EML3047(29)，EML3047(29)包括STM32L071(30)和SX1278(31)。
7.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控***，其特征在于所述的远程监控中心计算机(11)和远程移动监控端(12)包括人机操作界面智能执行机构的虚拟控制面板(32)，用于远程控制智能执行机构(10)。
8.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控***，其特征在于所述的三相不平衡调节装置(8)包括负载侧三相不平衡调节装置(33)和/或电源侧三相不平衡调节装置(34)，所述的负载侧三相不平衡调节装置(33)包括换相模块(35)、单片机模块(9)、信号检测模块(36)及LoRa节点模块(4)，信号检测模块(36)输入连接至三相电线，信号检测模块(36)输出与单片机模块(9)相连，单片机模块(9)通过总线连接LoRa节点模块(4)，并连接至LoRa网络，单片机模块(9)的输出与换相模块(35)的控制回路相连接，换相模块(35)主回路的输入侧与配电线路的A、B、C三相电缆连接，所述的换相模块(35)主回路的输入侧设有三个静触头和一个动触头，动触头连接到输出，作为L线连接到负荷的电源相线接线端子上，与N相线共同为单相负荷供电，三个静触头分别与配电线路的A、B、C三相电缆连接，动触头可根据调相需要在三个静触头之间进行切换，实现单相负荷的L线在A、B、C三相电缆之间进行切换，所述的源侧三相不平衡调节装置(34)由开关动作模块IGBT(37)、电抗器及电容器组(38)、单片机模块(9)、LoRa节点模块(4)构成，开关动作模块IGBT(37)通过导线及断路器并联于电源侧电网的三相电缆上，开关动作模块IGBT(37)的输出连接到电抗器及电容器组(38)，单片机模块(9)通过导线与开关动作模块IGBT(37)连接，电抗器及电容器组(38)组中设置了多组补偿等级，其投切控制由单片机模块(9)实现，单片机模块(9)通过总线连接LoRa节点模块(4)，并连接至LoRa网络。
9.根据权利要求2至3中任意一项所述的一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控***，其特征在于所述智能通风装置(19)包括叶片电机(27)、交流接触器(28)。
10.一种用于上述智能监控***的多数据融合三相不平衡调节控制方法，通过对检测的三相电流信号和三相电缆的温度信号进行融合作为三相不平衡调节控制信号，包括以下实施步骤：
步骤1：信号检测模块分别检测负载侧三相电流信号Ia，Ib，Ic；
步骤2：电缆运行状态监测模块分别检测三相电缆的温度信号Ta，Tb，Tc；
步骤3：设置两级三相负载电流不平衡度阈值δil，δih，其中，δil为电流不平衡度下限阈值，δih为电流不平衡度上限阈值，三相电缆温度不平衡度阈值δtl，δth，其中，δtl为三相电缆的温度不平衡度下限阈值，δth为三相电缆的温度不平衡度上限阈值；
步骤4：分别计算三相负载电流不平衡度δi和三相负载温度不平衡度δt，其中：
步骤5：如果δi≤δil，且δt≤δtl，则执行步骤10，如果δi≥δih和/或δt≥δth则执行步骤6，如果δil＜δi＜δih，且δt≤δtl则执行步骤7，如果δtl＜δt＜δth，且δi≤δil则执行步骤8，如果δil＜δi＜δih，且δtl＜δi＜δth则执行步骤9；
步骤6：δi≥δih和/或δt≥δth，则由远程监控中心计算机和远程移动监控端调用优化换相的优化策略，确定换相指令并发送换相指令到不同的负载侧调控***，控制动触头动作切换其供电相序，当实施完负载侧调控***换相操作后再执行步骤1；
步骤7：δil＜δi＜δih，且δt≤δtl，以δi为调整依据，计算所述电源侧的功率因数，并根据功率因数，判断是感性无功还是容性无功，如果是感性无功则进行容性电流补偿，如果所述无功功率特性为容性无功则进行感性电流补偿，当实施完调整后再执行步骤1；
步骤8：δtl＜δt＜δth，且δi≤δil，以δt为调整依据，计算所述电源侧的功率因数，并根据功率因数，判断是感性无功还是容性无功，如果是感性无功则进行容性电流补偿，如果所述无功功率特性为容性无功则进行感性电流补偿，当实施完调整后再执行步骤1；
步骤9：δil＜δi＜δih，且δtl＜δt＜δth，融合δi和δt为δit，则
以δit为调整依据，计算所述电源侧的功率因数，并根据功率因数，判断是感性无功还是容性无功，如果是感性无功则进行容性电流补偿，如果所述无功功率特性为容性无功则进行感性电流补偿，当实施完调整后再执行步骤1；
步骤10：根据设定的采样周期进行下一次采样，执行步骤1。
CN201910782163.2A 2019-08-17 2019-08-17 一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控*** Pending CN110412926A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910782163.2A CN110412926A (zh) 2019-08-17 2019-08-17 一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910782163.2A CN110412926A (zh) 2019-08-17 2019-08-17 一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控***

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110412926A true CN110412926A (zh) 2019-11-05

Family

ID=68368536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910782163.2A Pending CN110412926A (zh) 2019-08-17 2019-08-17 一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110412926A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110658875A (zh) * 2019-11-08 2020-01-07 中国三峡建设管理有限公司 一种大坝廊道温湿风在线监测及智能控制***
CN111132094A (zh) * 2019-11-22 2020-05-08 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种适用于输电线路感知***的通讯网络及通讯方法
CN112595371A (zh) * 2021-03-02 2021-04-02 成都工百利自动化设备有限公司 一种用于手车式高压断路器触头工作状态的传感***
CN113110257A (zh) * 2021-05-21 2021-07-13 武汉伏佳安达电气技术有限公司 一种电力隧道智能化监控***及方法
CN113406539A (zh) * 2021-05-06 2021-09-17 广州番禺电缆集团有限公司 一种智能电缆接头的运行监测方法及装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110658875A (zh) * 2019-11-08 2020-01-07 中国三峡建设管理有限公司 一种大坝廊道温湿风在线监测及智能控制***
CN111132094A (zh) * 2019-11-22 2020-05-08 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种适用于输电线路感知***的通讯网络及通讯方法
CN112595371A (zh) * 2021-03-02 2021-04-02 成都工百利自动化设备有限公司 一种用于手车式高压断路器触头工作状态的传感***
CN113406539A (zh) * 2021-05-06 2021-09-17 广州番禺电缆集团有限公司 一种智能电缆接头的运行监测方法及装置
CN113110257A (zh) * 2021-05-21 2021-07-13 武汉伏佳安达电气技术有限公司 一种电力隧道智能化监控***及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110412926A (zh) 一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控***
CN111464656A (zh) 一种新型配电站房边缘物联代理***及其控制方法
CN110460154A (zh) 储能站功率协调控制***架构
CN204089179U (zh) 辐射型配电网自愈控制***
CN104052078A (zh) 微电网并网运行模式切换孤岛运行模式的调控方法及***
CN108964093A (zh) 换相开关集群控制的低压配网三相不平衡治理***及方法
CN110994803A (zh) 一种配电房电气信息采集处理***
CN205791462U (zh) 适用于低压配电网的变压器中性线断线监控***
CN210721066U (zh) 一种基于NB-IoT技术的电力沟道环境智能监控***
CN103855722A (zh) 一种微电网并网装置
CN209215930U (zh) 一种基于物联网的工业整流电源数字控制***
CN110456715A (zh) 一种基于NB-IoT技术的电力沟道环境智能监控***
CN106300339A (zh) 一种基于单元制配电网的故障隔离与供电恢复方法
CN209460330U (zh) 一种电力设备状态在线监测装置
CN204633475U (zh) 基于输电线路在线监测的双通道通信***
CN212031956U (zh) 一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控***
CN210468895U (zh) 具备图像处理及比对功能的馈线终端
CN109140681A (zh) 一种变电站空调节能管理方法及***
CN211930338U (zh) 一种供电控制电源远程智能监控***
CN104201696A (zh) 一种多功能网络型台区综合智能控制方法
CN210092885U (zh) 一种带无功补偿控制与监测功能的配变监测计量终端
CN207835070U (zh) 换相开关型三相负荷自动调节装置
CN104133444B (zh) 智能电网卫星网络传输***
TWI697174B (zh) 再生能源與配電自動化整合系統的調控方法
CN208143180U (zh) 一种光伏发电***

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination