本發(fā)明涉及供配電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及OPGW在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)變電站OPGW終端在運(yùn)行中發(fā)生引下纜雷擊斷股、感應(yīng)電電蝕斷股和脫纜缺陷故障日漸增多而目前而言還沒(méi)有相應(yīng)的監(jiān)測(cè)設(shè)備提供數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和分析。
OPGW光纖通信是電力通信骨干網(wǎng)的重要組成部分，它承載著電網(wǎng)生產(chǎn)信息。當(dāng)前國(guó)內(nèi)智能電網(wǎng)處于高速發(fā)展時(shí)期，電力通信大量采用OPGW用于光纖骨干網(wǎng)。為提高智能電網(wǎng)安全運(yùn)行的可靠性對(duì)OPGW光纖通信網(wǎng)進(jìn)行全天候24小時(shí)監(jiān)測(cè)顯得尤為重要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種OPGW在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和方法，在線監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)為電力網(wǎng)地線的電壓、電流和電阻的實(shí)時(shí)狀態(tài)，為主站服務(wù)器提供判斷及分析依據(jù)。
OPGW在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)電力網(wǎng)中的地線進(jìn)行多點(diǎn)的在線監(jiān)測(cè)，包含：
監(jiān)測(cè)器，輸入端連接被測(cè)地線；
第一通信管理器，輸入端連接所述監(jiān)測(cè)器的輸出端；
第二通信管理器；
所述監(jiān)測(cè)器和第一通信管理器一比一配置，在電力網(wǎng)中多處設(shè)置；
所述第二通信管理器輸入端設(shè)置多個(gè)端口，用于連接多個(gè)第一通信管理器的輸出端；
主站服務(wù)器，輸入端連接所述第二通信管理器的輸出端。
上述的OPGW在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中，所述監(jiān)測(cè)器包含：
第一積分器；
第二積分器；
第一羅氏線圈，套接在被測(cè)地線上，輸出端連接所述第一積分器；
第二羅氏線圈，套接在被測(cè)地線上，輸出端連接所述第二積分器
第一采集器，輸入端連接所述第一積分器的輸出端；
第二采集器，輸入端連接所述第二積分器的輸出端；
傳感器，套接在被測(cè)地線上，并有一受控端；
第三采集器，輸入端連接所述傳感器的輸出端；
脈沖發(fā)生器，輸出端連接所述傳感器的受控端；
顯示器；
通信接口，輸出端連接所述第一通信管理器的輸入端；
數(shù)據(jù)處理器，輸入端連接所述第一采集器、第二采集器和第三采集器的輸出端，輸出一控制信號(hào)至所述脈沖發(fā)生器的輸入端，輸出顯示數(shù)據(jù)至所述顯示器的輸入端，輸出通信數(shù)據(jù)至所述通信接口的輸入端。
上述的OPGW在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中，所述第一通信管理器和所述第二通信管理器之間采用光纖連接。
上述的OPGW在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中，所述監(jiān)測(cè)器和第一通信管理器之間采用有線或無(wú)線的連接方式。
上述的OPGW在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中，所述第二通信管理器和所述主站服務(wù)器之間采用USB方式連接。
上述的OPGW在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中，所述傳感器為非接觸式傳感器。
上述的OPGW在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中，所述通信接口在安裝時(shí)確定為有線接口或無(wú)線接口，之后不再更改。
一種OPGW在線監(jiān)測(cè)方法，步驟如下：
S1、監(jiān)測(cè)器的第一采集器采集電力網(wǎng)地線上的電壓大小，監(jiān)測(cè)器的第二采集器采集電力網(wǎng)地線上的接地電流大小及相位，監(jiān)測(cè)器的第三采集器采集電力網(wǎng)地線上的接地電阻；
S2、監(jiān)測(cè)器的數(shù)據(jù)處理器對(duì)S1得到的結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，得出具體的電壓、電流和電阻值并判定是否超限；
S3、數(shù)據(jù)處理器將S2得到的數(shù)據(jù)分別輸出到顯示器和通信接口；
S4、主站服務(wù)器對(duì)來(lái)自通信接口的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理和顯示，當(dāng)數(shù)值出現(xiàn)異常時(shí)發(fā)出警告信息，供工作人員查詢。
上述的OPGW在線監(jiān)測(cè)方法，在步驟S1中，所述電壓包含雷擊電壓和感應(yīng)電壓，由數(shù)據(jù)處理器根據(jù)電壓的時(shí)間特性區(qū)分。
上述的OPGW在線監(jiān)測(cè)方法，在步驟S2中，由數(shù)據(jù)處理器內(nèi)的復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD和高速ARM處理器共同完成電流相位判定，具體步驟如下：
S21、高速ARM處理器復(fù)位復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD；
S22、高速ARM處理器使能復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD，檢測(cè)第一電流相位；
S23、高速ARM處理器讀取當(dāng)前相位數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)；
S24、高速ARM處理器復(fù)位復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD；
S25、高速ARM處理器使能復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD，檢測(cè)第二電流相位；
S26、高速ARM處理器讀取當(dāng)前相位數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)；
S27、高速ARM處理器比較第一電流相位和第二電流相位，相位差大于180度則發(fā)出警報(bào)。
本發(fā)明完善變電站設(shè)備狀態(tài)檢修，提高變電站各類設(shè)備安全運(yùn)行提供有效信息。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，通過(guò)詳細(xì)說(shuō)明一個(gè)較佳的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。
如圖1所示，從電力網(wǎng)地線上引出測(cè)試點(diǎn)，對(duì)地線的電壓、接地電流和接地電阻進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，出現(xiàn)異常時(shí)由監(jiān)測(cè)器和主站服務(wù)器提出報(bào)警，通知操作人員干預(yù)。
OPGW在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包含監(jiān)測(cè)器1、第一通信管理器2、第二通信管理器3和主站服務(wù)器4。
監(jiān)測(cè)器1，輸入端連接被測(cè)地線。從電力網(wǎng)地線上引出三個(gè)測(cè)試點(diǎn)，分別對(duì)地線上的電壓、接地電流和接地電阻進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，由人工對(duì)電壓、電流和電阻三個(gè)值分別設(shè)置閾值，超出閾值時(shí)由監(jiān)測(cè)器1報(bào)警，提示工作人員干預(yù)。報(bào)警信息通過(guò)監(jiān)測(cè)器1內(nèi)的顯示器110顯示，顯示方式為圖像或表格。
第一通信管理器2將監(jiān)測(cè)器1采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給遠(yuǎn)端的主站服務(wù)器，輸入端連接所述監(jiān)測(cè)器1的輸出端。輸入端可以接受有線或無(wú)線的輸入方式。具體由安裝條件決定，適合有線布線的監(jiān)測(cè)點(diǎn)采用有線通信方式，不適合有線布線的監(jiān)測(cè)點(diǎn)選用無(wú)線通信方式。第一通信管理器2將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為SDH模塊2M格式通過(guò)光纖將數(shù)據(jù)發(fā)送到第二通信管理器3。
第二通信管理器3，輸入端通過(guò)光纖遠(yuǎn)距離連接所述第一通信管理器2的輸出端，將來(lái)自第一通信管理器2的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為適合USB傳送的格式，然后轉(zhuǎn)發(fā)給主站服務(wù)器4。
主站服務(wù)器4，輸入端通過(guò)USB連接所述第二通信管理器3的輸出端。主站服務(wù)器4顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)列表和實(shí)時(shí)變化曲線，并且提供歷史數(shù)據(jù)查詢和歷史數(shù)據(jù)變化曲線查詢。服務(wù)器可以對(duì)接收到的數(shù)據(jù)設(shè)置閾值，當(dāng)數(shù)據(jù)大于或小于閾值時(shí)，服務(wù)器會(huì)發(fā)出報(bào)警信息，并提供數(shù)據(jù)異常的站點(diǎn)、可能的異常原因等信息，方便工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)處理。
監(jiān)測(cè)器1和第一通信管理器2按一比一的比例配置，在電力網(wǎng)中多處設(shè)置。
第二通信管理器3輸入端設(shè)置多個(gè)端口，用于連接多個(gè)第一通信管理器2。
監(jiān)測(cè)器1包含：
第一積分器103；第二積分器104；第一羅氏線圈101，套接在被測(cè)地線上，輸出端連接所述第一積分器103；第二羅氏線圈112，套接在被測(cè)地線上，輸出端連接所述第二積分器104；第一采集器105為8位采集器，輸入端連接所述第一積分器103的輸出端，采樣速度為10Mb/s；第二采集器106為24位采集器，輸入端連接所述第二積分器104的輸出端，采樣速度為10kb/s；傳感器102為非接觸式傳感器，套接在被測(cè)地線上，并有一受控端；第三采集器107，輸入端連接所述傳感器102的輸出端；脈沖發(fā)生器108，輸出端連接所述傳感器102的受控端，脈沖發(fā)生器108受數(shù)據(jù)處理器109的控制產(chǎn)生脈沖，用于控制傳感器102的工作；顯示器110顯示圖像或表格的報(bào)警信息；通信接口111，輸入端連接數(shù)據(jù)處理器109，輸出端連接所述第一通信管理器2的輸入端，通信接口111將處理好的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為有線或無(wú)線格式的數(shù)據(jù)發(fā)送到第一通信管理器2；數(shù)據(jù)處理器109，輸入端連接所述第一采集器105、第二采集器106和第三采集器107的輸出端，輸出一控制信號(hào)至所述脈沖發(fā)生器108的輸入端，輸出顯示數(shù)據(jù)至所述顯示器110的輸入端，輸出通信數(shù)據(jù)至所述通信接口111的輸入端。
本發(fā)明的供電由太陽(yáng)能供電系統(tǒng)提供。太陽(yáng)能供電系統(tǒng)包含太陽(yáng)能板，鋰電池和充電控制器。
一種OPGW在線監(jiān)測(cè)方法，步驟如下：
S1、監(jiān)測(cè)器1的第一采集器105采集電力網(wǎng)地線上的電壓大小，監(jiān)測(cè)器1的第二采集器106采集電力網(wǎng)地線上的接地電流大小及相位，監(jiān)測(cè)器1的第三采集器107采集電力網(wǎng)地線上的接地電阻信息；
S2、監(jiān)測(cè)器1的數(shù)據(jù)處理器109對(duì)S1得到的結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，得出具體的電壓、電流和電阻值并判定是否超限；
S3、數(shù)據(jù)處理器109將S2得到的數(shù)據(jù)分別輸出到顯示器110和通信接口111；
S4、主站服務(wù)器4對(duì)來(lái)自通信接口111的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理和顯示，當(dāng)數(shù)值出現(xiàn)異常時(shí)發(fā)出警告信息，供工作人員查詢。
在步驟S1中，電壓包含雷擊電壓和感應(yīng)電壓，由數(shù)據(jù)處理器109根據(jù)電壓的時(shí)間特性區(qū)分。第一采集器103采集到的單元脈沖寬度為1.2μs～50μs的電壓為雷擊過(guò)壓；采集到的單元脈沖寬度為250μs～2500μs的電壓為感應(yīng)過(guò)壓。
在步驟S2中，接地電流的檢測(cè)范圍為0~400A，接地電阻的檢測(cè)范圍為0~200Ω。
在步驟S4中，數(shù)值出現(xiàn)異常的判定標(biāo)準(zhǔn)可調(diào)，由操作人員根據(jù)實(shí)際情況輸入。
在步驟S2中，由數(shù)據(jù)處理器109內(nèi)的復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD和高速ARM處理器共同完成電流相位判定，具體步驟如下：
S21、高速ARM處理器復(fù)位復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD，等待時(shí)間大于2s；
S22、高速ARM處理器使能復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD，檢測(cè)第一電流相位，等待時(shí)間大于1s；
S23、高速ARM處理器讀取當(dāng)前相位數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)；
S24、高速ARM處理器復(fù)位復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD，等待時(shí)間大于1s；
S25、高速ARM處理器使能復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD，檢測(cè)第二電流相位，等待時(shí)間大于1s；
S26、高速ARM處理器讀取當(dāng)前相位數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)；
S27、高速ARM處理器比較第一電流相位和第二電流相位，相位差大于180度則發(fā)出警報(bào)。
盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見(jiàn)的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。