[实用新型]基于物联网的预装式变电站运行状态监测系统

说明书

技术领域

本实用新型属于配电网监测领域，具体涉及一种基于物联网的预装式变电 站运行状态监测系统。

背景技术

预装式变电站是上世纪60年代首先从欧美发展起来，因其施工周期短、运 行费用低、占地面积小、通用性强、组合形式灵活、安装迅速等优点，迅速为 欧美大多数工矿企业所使用。但是，预装式变电站在城市中使用，其噪音污染 大、设备运行温度高、设备壳体不美观等一系列问题逐渐凸显，因此降低设备 运行温升和噪音等成为主流研究课题。新世纪以来，城市及工业企业的用电负 荷持续飙升和风力发电的迅猛发展，大容量预装式智能化变电站的研制成为预 装式变电站的主要研究方向。

我国预装式变电站的研制始于上世纪80年初，近几年智能化预装式变电站 已经成为行业内热门，国家电网设立50个预装式变电站试点项目拟加推广，旨 在改变“预装”仍然停留在局部，变电站仍旧是工程而无法变成产品的局面， 并进一步提升其智能化水平。综合两网及中电联数据，估计年均新增35kV、 110kV、220kV智能变电站分别为4663座、1240座和450座，假设其中10％采用 预装式智能变电站，未来三年两网系统平均每年需35KV预装站约466座、110KV 预装站约124座、220kV预装站约45座，因此，本项目研究成果作为提升预装 式变电站智能化的配套产品，其市场前景十分广阔。

无线传感器网络(WirelessSensorNetworks,WSN)是一种分布式传感网 络，它的末梢是可以感知和检查外部世界的传感器。WSN中的传感器通过无线方 式通信，因此网络设置灵活，设备位置可以随时更改，还可以跟互联网进行有 线或无线方式的连接。通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。

本设计将无线传感器网络技术应用于预装式变电站监测系统中，将“互联 网+”与传统制造有机融合，对传统产业结构调整和优化，提升变电站制造业整 体的核心竞争力和水平发挥较大作用。可以预见，拥有智能化远程遥测、遥信、 遥控、遥调、故障定位、健康诊断及生命周期预测等功能且供电安全可靠是箱 变产业未来的发展趋势。

因此本设计参考国内外的同类装置，结合嵌入式技术，无线传感网(WSN) 技术和3G通信技术，为110kV配电网设计一种基于物联网的预装式变电站运行 状态监测方案，进一步提高110kV配电网供电的可靠性和经济性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于物联网的预装式变电站运行状态监测系 统，实现电力数据的采集，以及对预装式变电站的高压、低压开关进行控制和 进行无线数据通信。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于物联网的预装式变电 站运行状态监测系统，包括：处理器模块、高压开关控制模块、低压开关控制 模块、电能采集模块，其中所述电能采集模块用于配电网的电压、电流数据的 采集，并将采集数据发送至处理器模块，所述处理器模块适于根据电压、电流 数据分别对高压开关控制模块、低压开关控制模块进行分合控制；以及所述处 理器模块还与无线通信模块相连，以将电压、电流数据通过无线发送至上位机 终端。

进一步，所述高压开关控制模块与低压开关控制模块的电路结构相同，均 包括：与处理器控制输出端相连的光耦模块，与该光耦模块相连的继电器。

进一步，所述光耦模块包括：第一光耦和第二光耦，且第一、第二光耦的 输出端串联，并控制将工作电压接入继电器的线圈；所述第一光耦的发光体阳 极连接处理器模块的第一控制输出端，且发光体阴极接地；所述第二光耦的发 光体阳极连接一高电平，且发光体阴极连接处理器模块的第二控制输出端。

进一步，所述继电器的线圈两端并联二极管及电容。

进一步，所述处理器模块还连接有复位电路、JTAG接口电路、电源转化电 路、LCD接口电路和存储模块。

进一步，所述电能采集模块包括：若干个连接各相线路的且用于分别采集 相应电压、电流互感器，以及分别与相应互感器相连的电压调理电路、电流调 理电路，所述电压调理电路、电流调理电路将电压信号、电流信号发送至电能 计量模块，所述处理器模块与该电能计量模块相连，以获得电压、电流数据， 并还计算出功率因数与功率数据。