[发明专利]用于监控箱式变电站运行的智能监控系统及监控方法

说明书

技术领域

本发明属于电力设备监控系统技术领域，涉及一种用于监控箱式变电站运行的智能监控系统，本发明还涉及利用智能监控系统监控箱式变电站运行的方法。

背景技术

在国家城乡电网建设中，要求是高电压直接进入负荷中心，以减少输电线路上的热损耗，这就形成了高压受电-变压器降压-低压配电的供电格局，使得箱式变电站在配电网中得到了广泛的应用。

箱式变电站是一种集高压开关设备、配电变压器及低压配电装置于一体，且按照设定的接线方式连接构成的，是应用于配电网的主要配电设备；箱式变电站一般适用于住宅小区、繁华闹市及施工场所等，用户可以要根据不同的使用条件及负荷等级进行合理选择。

现有箱式变电站的结构为：过程层是简单的由一次设备和电磁式互感器组成，过程层与间隔层通过电缆连接，依靠的是低速及短距离的串行通信方式，采用的是非通用型协议或者私有协议；间隔层与站控层之间通过以太网方式进行通信。

针对现有箱式变电站的“三层结构”在硬件配置、通信方式和通信协议上存在的各种问题，研究者们采用了以下方式：在一次设备的基础上加入相应的智能监控装置，用于进行数据测量和状态监测，实现对箱式变电站运行情况的实时监测；与间隔层之间的通信也变成更为可靠、高速的光纤以太网，并且扩展了WIFI无线通信方式；整个箱式变电站相关协议也都符合更为完善、更为标准的国际变电站标准协议IEC61850，实现了箱式变电站的智能化监控，最终实现了箱式变电站的自我识别、自我诊断、自我监测及自我动作。

将智能监控系统与箱式变电站结合，不仅能使箱式变电站更加安全稳定的运行，还能对箱式变电站内高压设备、变压器、低压设备及环境温度进行实时监测，并通过网络将采集到的所有数据输送至监控中心内，非常方便的完成了多种信息之间的交互。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于监控箱式变电站运行的智能监控系统，将智能电网技术及互联网技术结合运用于箱式变电站，通过引进与之配合的智能监控系统、可靠的通信方式及完善的通信协议，实现了对箱式变电站运行过程的实时监控。

本发明的另一目的在于提供利用智能监控系统监控箱式变电站运行的方法。

本发明所采用的第一种技术方案是，用于监控箱式变电站运行的智能监控系统，包括有智能处理器，智能处理器内设置有通信模块，通信模块通过以太网、WIFI或IEC61850协议与远程监控中心内设置的服务器连接；智能处理器还分别与电源模块、时钟电路、存储模块、人机交互模块、RFID模块，保护单元、温湿度监测单元及电量参数测量单元连接。

本发明第一种技术方案的特点还在于：

人机交互模块内分别设置有液晶显示模块、按键模块及LED显示模块。

RFID模块分别通过导线与箱式变电站内的高压开关、断路器、变压器及互感器连接。

保护单元与智能处理器之间通过RS232总线连接；保护单元分别通过导线与箱式变电站的高压开关、断路器以及变压器连接。

温湿度监测单元与智能处理器之间通过ZigBee网络或RS485总线连接，温湿度监测单元通过导线与箱式变电站内的变压器连接；温湿度监测单元包括有湿度监测单元和温度监测单元；湿度监测单元内设置有555定时器和湿敏电容HS1101；温度监测单元采用基于ZigBee的无线测温装置或者基于RS485总线的测温系统。

电量参数测量单元与智能处理器之间通过SPI方式连接；电量参数测量单元分别通过导线外接有低压侧信号监测单元、低压侧功率监测单元、低压侧能量监测单元及低压侧频率监测单元。

智能处理器内采用S3C2440A芯片与STM32F407ZGT6芯片相结合的双芯片结构；S3C2440A芯片与STM32F407ZGT6芯片之间通过SPI方式进行通信。

本发明采用的第二种技术方案是，利用智能监控系统对箱式变电站进行监控的方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、远程监控中心内设置的服务器在IEC61850标准协议下读取ICD配置文件，待读取完成之后，由智能处理器内的S3C2440A芯片发送数据采集命令给STM32F407ZGT6芯片，并等待SPI接收中断的到来；

步骤2、经步骤1后，STM32F407ZGT6接收到数据采集命令，由STM32F407ZGT6对接收到的数据采集命令进行解析，待数据采集命令解析正确后，由电量参数测量单元获取如下电参量：

电压值、电流值、功率值及频率值；