1.一種供電系統(tǒng)故障智能輔助分析系統(tǒng),其特征在于,包括:服務(wù)器以及多個與服務(wù)器通過GPRS或光纖通信連接的數(shù)據(jù)采集終端;
數(shù)據(jù)采集終端設(shè)置在被監(jiān)控的變電站或被監(jiān)控的電力設(shè)備,數(shù)據(jù)采集終端用于對被監(jiān)控的變電站或被監(jiān)控的電力設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集,并將采集的數(shù)據(jù)信息上傳至服務(wù)器;
數(shù)據(jù)采集終端包括:處理器、信號濾波模塊、信號放大模塊、無線通信模塊、數(shù)據(jù)采集儲存模塊、電能表數(shù)據(jù)采集模塊、狀態(tài)量采集模塊、脈沖量采集模塊、交流模擬量采集模塊、歷史數(shù)據(jù)處理模塊、變壓設(shè)備數(shù)據(jù)采集模塊、供電線路數(shù)據(jù)采集模塊、斷路器數(shù)據(jù)采集模塊、隔離開關(guān)數(shù)據(jù)采集模塊、接地開關(guān)數(shù)據(jù)采集模塊、設(shè)置在一次側(cè)電流互感器,一次側(cè)電壓互感器,二次側(cè)電流互感組件,二次側(cè)電壓互感組件;一次側(cè)電流互感器實時采集一次側(cè)三相電流數(shù)據(jù)并傳輸給服務(wù)器;一次側(cè)電壓互感器實時采集一次側(cè)三相電壓數(shù)據(jù)并傳輸給服務(wù)器;二次側(cè)電流互感組件實時采集二次側(cè)三相電流數(shù)據(jù)并傳輸給服務(wù)器;二次側(cè)電壓互感組件實時采集二次側(cè)三相電壓數(shù)據(jù)并傳輸給服務(wù)器;
電能表數(shù)據(jù)采集模塊用于按設(shè)定的抄表日或定時采集時間間隔對電能表數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲,并將采集電能表數(shù)據(jù)的發(fā)送給處理器;
狀態(tài)量采集模塊用于實時采集低壓臺區(qū)低壓開關(guān)位置狀態(tài),低壓開關(guān)發(fā)生變位時,將低壓開關(guān)變位信息儲存,并發(fā)送給處理器;
脈沖量采集模塊用于接收電能表輸出的脈沖,并根據(jù)電能表脈沖常數(shù)Kp imp/kWh,TV變比KTV,TA變比KTA計算每分鐘的平均功率,并記錄當(dāng)日、當(dāng)月功率最大值和出現(xiàn)時間,并發(fā)送給處理器;
交流模擬量采集模塊用于按使用要求預(yù)設(shè)電壓、電流、功率、功率、功率因數(shù)模擬量采集,測量電壓、電流、功率、功率因數(shù),并具有電壓監(jiān)測越限統(tǒng)計,電壓準(zhǔn)確度等級為0.5,具有諧波數(shù)據(jù)統(tǒng)計,諧波分量準(zhǔn)確度等級為1;
歷史數(shù)據(jù)處理模塊用于將采集的數(shù)據(jù)以日為單位,在次日零點形成歷史日數(shù)據(jù),并保存最近30日數(shù)據(jù),按照設(shè)定的凍結(jié)間隔以15min,30min,45min,60min形成各類凍結(jié)曲線數(shù)據(jù),并保存最近30天曲線數(shù)據(jù),并發(fā)送給處理器;
變壓設(shè)備數(shù)據(jù)采集模塊用于采集現(xiàn)場變壓設(shè)備及與變壓設(shè)備相適配的配電設(shè)備的模擬量,變壓器各側(cè)電流、電壓、有功功率、無功功率、線圈溫度、油溫,并發(fā)送給處理器;
所述供電線路數(shù)據(jù)采集模塊用于采集供電線路的電流、有功功率、無功功率;母線的電壓、頻率;供電線路的三相電壓、三相電流、零序電壓、零序電流,并發(fā)送給處理器;
所述斷路器數(shù)據(jù)采集模塊、隔離開關(guān)數(shù)據(jù)采集模塊、接地開關(guān)數(shù)據(jù)采集模塊分別用于采集現(xiàn)場設(shè)備的開關(guān)量,開關(guān)量包括:斷路器位置、隔離開關(guān)、接地開關(guān)位置、斷路器開關(guān)位置、保護(hù)動作總信號、就地/遠(yuǎn)方轉(zhuǎn)換開關(guān)位置、斷路器操動機(jī)構(gòu)異常信號、控制回路斷線信號、保護(hù)報警信號、保護(hù)裝置故障信號,并發(fā)送給處理器;
二次側(cè)電流互感組件包括:電流互感器、電流互感器的輸入端接二次側(cè)線路,電流互感器的第一輸出端分別接二極管DdL1的陰極,二極管DdL2的陽極,運放器正極輸入端,電容CdL1第一端,電阻RdL1,電流互感器的第二輸出端分別接二極管DdL1的陽極,二極管DdL2的陰極,運放器負(fù)極輸入端,運放器輸出端接二次側(cè)電流互感組件的輸出端;二次側(cè)電流互感組件的輸出端通過信號濾波模塊接處理器;
二次側(cè)電壓互感組件包括:電壓互感器U1,電壓互感器U1的輸入端分別通過電阻Rdy1和電阻Rdy2接二次側(cè)線路,電壓互感器的第一輸出端分別接二極管Ddy1的陰極,二極管Ddy2的陽極,運放器正極輸入端,電容Cdy1第一端,電阻Rdy3第一端,電壓互感器的第二輸出端分別接二極管Ddy1的陽極,二極管Ddy2的陰極,運放器負(fù)極輸入端,運放器輸出端、電容Cdy1第二端,電阻Rdy3第二端,二次側(cè)電壓互感組件的輸出端同時連接;二次側(cè)電壓互感組件的輸出端通過信號濾波模塊接處理器;
信號濾波模塊包括:電阻Rlb1、電阻Rlb2、電容Clb1、電容Clb2、電容Clb3、電容Clb4、運放器LMlb;信號濾波模塊的輸入端通過電阻Rlb1、電阻Rlb2接運放器LMlb的負(fù)極輸入端,電容Clb1第一端接電阻Rlb1、電阻Rlb2之間,電容Clb1第二端接信號濾波模塊輸出端;
處理器用于對接收的數(shù)據(jù)信息儲存至數(shù)據(jù)采集儲存模塊內(nèi)部,并且控制無線通信模塊,將數(shù)據(jù)信息發(fā)送至服務(wù)器;
服務(wù)器包括:電能表運行狀況監(jiān)測模塊、電壓監(jiān)測模塊、功率因數(shù)監(jiān)測模塊、校時模塊、限值設(shè)置模塊、預(yù)付費控制模塊、線路損耗分析模塊、視在功率曲線生成模塊、視在功率對比模塊、數(shù)據(jù)交互平臺、數(shù)據(jù)庫;
電能表運行狀況監(jiān)測模塊用于數(shù)據(jù)采集終端發(fā)送的數(shù)據(jù)信息,監(jiān)測電能表運行狀況,監(jiān)測電能表運行狀況包括:電能表參數(shù)變更、電能表時間超差、電表故障信息、電能表示度下降、電能表飛走、電能表停走、紅外感應(yīng)記錄、磁感應(yīng)干擾記錄;
電壓監(jiān)測模塊用于對用電網(wǎng)電壓偏差監(jiān)測,對用電網(wǎng)電壓合格率統(tǒng)計;
功率因數(shù)監(jiān)測模塊用于按設(shè)置的功率因數(shù)分段限值對監(jiān)測點的功率因數(shù)進(jìn)行分析統(tǒng)計,記錄每月功率因數(shù)越限值發(fā)生在各區(qū)段的累計時間;
校時模塊用于向數(shù)據(jù)采集終端發(fā)送時鐘校時指令,使數(shù)據(jù)采集終端采集的時鐘與服務(wù)器的晶振時鐘相同;
限值設(shè)置模塊用于設(shè)置監(jiān)控區(qū)域內(nèi)電能表的電壓及電流越限值、功率因數(shù)分段限值;
預(yù)付費控制模塊用于設(shè)置和查詢預(yù)付電費值、報警門限值、跳閘門限值預(yù)付費控制參數(shù);
線路損耗分析模塊用于根據(jù)電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),按天采集線路下的單相、三相用戶和臺區(qū)總表的用電量,通過建立線損分析模型,實時地分析每條線路的實際損耗,在超過一定閥值后進(jìn)行告警;
視在功率對比模塊用于根據(jù)實時傳輸?shù)囊淮蝹?cè)三相電電流,一次側(cè)三相電壓,二次側(cè)三相電電流,二次側(cè)三相電壓,計算出有功功率,無功功率,并得出視在功率,制成視在功率曲線;
視在功率對比模塊用于對比一次側(cè)用電信息和二次側(cè)用電信息,進(jìn)行數(shù)據(jù)對比并在同一頁面繪制成兩條視在功率曲線,在顯示屏上反映給用戶一、二次側(cè)用電信息是否存在用電異常;
數(shù)據(jù)交互平臺用于實現(xiàn)使用人員與運維人員之間交流通信,對系統(tǒng)進(jìn)行跟蹤處理,并且提供移動終端連接的客戶端端口,使使用人員與運維人員使用移動終端連接數(shù)據(jù)交互平臺;
平臺還用于提供用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、采集系統(tǒng)操作手冊,對常見問題異常處理方法相關(guān)資料進(jìn)行歸類、展示,方便用戶查閱,實現(xiàn)知識文檔管理、知識搜集與指導(dǎo)、常見問答功能,以根據(jù)問題發(fā)生地區(qū)、問題類別、提交時間、解決時間等角度進(jìn)行統(tǒng)計匯總、分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電系統(tǒng)故障智能輔助分析系統(tǒng),其特征在于,
處理器通過信號放大模塊與無線通信模塊連接,信號放大模塊用于將處理器發(fā)送的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行放大,信號放大模塊包括:電阻Rsy2、電阻Rsy3、電阻Rsy4、電容Csy1、電容Csy2、二極管Dsy1、二極管Dsy2、運放器LMsy;
信號放大模塊的輸入端通過電阻Rsy2接運放器LMsy的正極輸入端,運放器LMsy的負(fù)極輸入端通過電阻Rsy3接地,通過電阻Rsy4接信號放大模塊的輸出端;二極管Dsy1、二極管Dsy2串聯(lián)連接,二極管Dsy1的陰極接電源,二極管Dsy2的陽極接地;二極管Dsy1、二極管Dsy2之間接信號放大模塊的輸出端,運放器LMsy的輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電系統(tǒng)故障智能輔助分析系統(tǒng),其特征在于,數(shù)據(jù)采集終端包括:時鐘電路;
所述時鐘電路用于通過對處理器的時鐘設(shè)置,完成處理器時鐘的設(shè)置;時鐘電路與處理器連接,在控制指令字符輸入后的下一個SULK時鐘的上升沿時數(shù)據(jù)被寫入,數(shù)據(jù)從低位0開始輸入處理器;在緊跟8位的控制指令字后的下一個脈沖的下降沿讀出處理器數(shù)據(jù),讀出數(shù)據(jù)時從低位0位至高位7;XI,X2引腳連接晶振,為處理器提供及時脈沖;
所述時鐘電路包括:時鐘芯片、石英振蕩模塊、時鐘放大模塊、時鐘電容Csz1、時鐘電容Csz2、時鐘電阻Rsz1、時鐘電阻Rsz2;
所述時鐘芯片內(nèi)設(shè)所述時鐘芯片以秒,分,時,日期為時鐘數(shù)據(jù),通過讀或?qū)懌@得和修改時鐘數(shù)據(jù);所述時鐘芯片內(nèi)部有114個字節(jié)的靜態(tài)RAM,用于存放系統(tǒng)通過串行口臨時設(shè)定的特定字符點陣代碼;所述時鐘放大模塊、時鐘電容Csz1、時鐘電阻Rsz1組成時鐘放大電路;所述時鐘電容Csz2、時鐘電阻Rsz2組成濾波電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電系統(tǒng)故障智能輔助分析系統(tǒng),其特征在于,
服務(wù)器還包括:二次側(cè)相電壓比較判定模塊、二次側(cè)相電流比較判定模塊、功率判定模塊、功率因數(shù)判定模塊;
二次側(cè)相電壓比較判定模塊用于將二次側(cè)各相電壓數(shù)據(jù)與二次側(cè)各相電壓基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中的參考電壓進(jìn)行比較,若測得電壓比參考電壓低20%以上,則判斷為欠壓;若測得電壓比參考電壓高20%以上,則判斷為超壓;若電壓為0,則判斷為失壓;
二次側(cè)相電流比較判定模塊用于根據(jù)二次側(cè)各相電流數(shù)據(jù),計算電流三相不平衡率,滿足(最大電流值-最小電流值)/最大電流值≥30%的條件則判斷為三相電流不平衡;若最小電流值為0,則判斷為失流;
功率判定模塊用于
滿足下列條件時,則判斷為功率異常:
(P2-P3)/P2≥30%
三相三線:
三相四線:
將P1與有功功率數(shù)據(jù)比較,較大的值取為P2,小的值取為P3
其中,UA,UB,UC為各相電壓值,IA,IB,IC為各相電流值,取為正常值,一般為0.8-0.9,可設(shè)為0.866,即取為30°;
功率因數(shù)判定模塊用于
若滿足下列條件,則判斷為“功率因數(shù)異帶”:
P:用電信息采集系統(tǒng)采集的有功功率
S:視在功率,為根據(jù)電流電壓計算所得數(shù)據(jù),其中:
三相三線:
三相四線:S1=UAIA+UBIB+UCIC。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電系統(tǒng)故障智能輔助分析系統(tǒng),其特征在于,
數(shù)據(jù)采集終端還包括:相電檢測模塊;相電檢測模塊用于檢測二次側(cè)三相電是否缺相,并當(dāng)出現(xiàn)缺相時,將缺相信息發(fā)送至處理器;
相電檢測模塊包括:A相電檢測端、B相電檢測端、C相電檢測端、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電容C1、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6、二極管D1、二極管D2、二極管D3、光電隔離器;
A相電檢測端通過電阻R1、二極管D1、電阻R2接光電隔離器輸入端;
B相電檢測端通過電阻R3、二極管D2、電阻R4接光電隔離器輸入端;
C相電檢測端通過電阻R5、二極管D3、電阻R6接光電隔離器輸入端;
光電隔離器設(shè)有與A相電檢測端相對于的A相電檢測輸出端,與B相電檢測端相對于的B相電檢測輸出端,與C相電檢測端相對于的C相電檢測輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電系統(tǒng)故障智能輔助分析系統(tǒng),其特征在于,
數(shù)據(jù)采集終端還包括:發(fā)送接收數(shù)據(jù)處理模塊、發(fā)送數(shù)據(jù)配置模塊、發(fā)送數(shù)據(jù)解析模塊、規(guī)約判斷模塊、
發(fā)送接收數(shù)據(jù)處理模塊用于通過FTP方式將數(shù)據(jù)采集終端采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器的指定路徑下,并獲取配置信息和性能信息;
發(fā)送數(shù)據(jù)配置模塊用于將待發(fā)送的數(shù)據(jù)配置成xml文件,得到FTP的IP端口,針對所述數(shù)據(jù)采集終端開通的用戶名和密碼,xml文件所在本地獲取路徑和存儲路徑,采集時間;
發(fā)送數(shù)據(jù)解析模塊用于將xml文件調(diào)用成FTPClient類發(fā)送性能文件,調(diào)用FTPClient指令,與服務(wù)器建立發(fā)送路徑,解析所有xml文件制成xml包;
規(guī)約判斷模塊用于通過判定xml包內(nèi),xml文件是否合乎通信約定的規(guī)約,若符合規(guī)約則進(jìn)行發(fā)送,若不符合則發(fā)送xml文件不符合規(guī)約;
服務(wù)器還包括:數(shù)據(jù)更新判斷模塊、數(shù)據(jù)處理過濾模塊、數(shù)據(jù)庫映射模塊、處理信息儲存模塊;
數(shù)據(jù)更新判斷模塊用于比較判斷當(dāng)前接收的xml包內(nèi)xml文件與上一采集時間內(nèi)接收的xml文件是否有更新,若新接收的xml文件有更新,則將該文件保持至數(shù)據(jù)庫;
數(shù)據(jù)處理過濾模塊用于調(diào)用XMLUtil.getSafeXMLInputSource函數(shù),對xml包內(nèi)每個xml文件進(jìn)行信息過濾處理,將過濾后的xml文件傳遞給NEPerformance函數(shù)的NEPerformanceMeasInfo類,進(jìn)行解析和裝載;
數(shù)據(jù)庫映射模塊用于在數(shù)據(jù)庫的persistence.xml文件中調(diào)用NEPerformance類和NEPerformanceMeasInfo類,解析和裝載的每個xml文件映射到NEPerformance類和NEPerformanceMeasInfo類中管理儲存;
處理信息儲存模塊用于將xml文件中各個屬性對應(yīng)的值賦給NEPerformance類聲明的信息,并對信息進(jìn)行判斷處理,待所有測量結(jié)果均被處理并裝載NEPerformanceMeasInfo中的各個變量后,調(diào)用EntityManager函數(shù)將數(shù)據(jù)儲存到數(shù)據(jù)庫中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電系統(tǒng)故障智能輔助分析系統(tǒng),其特征在于,
還包括:與服務(wù)器通信連接的數(shù)據(jù)應(yīng)用終端;
數(shù)據(jù)應(yīng)用終端包括:攝像頭、錄音模塊、GPS定位模塊、USB接口、身份識別模塊、數(shù)據(jù)儲存模塊、數(shù)據(jù)交互模塊;
GPS定位模塊用于用戶在使用數(shù)據(jù)應(yīng)用終端時,進(jìn)行位置定位;
數(shù)據(jù)交互模塊用于使用戶在對現(xiàn)場進(jìn)行巡檢時,上報巡檢記錄,巡檢結(jié)果,以及獲取服務(wù)器儲存的現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)信息;
身份驗證模塊包括:居民身份證閱讀器;
居民身份證閱讀器與指紋采集器相適配;
居民身份證閱讀器設(shè)有信息解碼模塊,指紋采集器通過指紋采集程序與數(shù)據(jù)處理模塊相連;居民身份證內(nèi)的身份數(shù)據(jù)通過刷證程序傳輸給居民身份證閱讀器內(nèi)的信息解碼模塊;信息解碼模塊分別與平板電腦和數(shù)據(jù)處理模塊相連;
數(shù)據(jù)應(yīng)用終端上設(shè)有身份證信息數(shù)據(jù)接口、指紋傳感器接口、指紋算法模塊、指紋算法保護(hù)模塊;
電網(wǎng)檢測裝置內(nèi)置有國密算法模塊、標(biāo)準(zhǔn)算法模塊;國密算法模塊為支持SM1、SM2、SM3、SMS4、SM6、SSF33、SCB2國密算法指紋算法的模塊;標(biāo)準(zhǔn)算法模塊為支持RSA、ECC、AES、DES/3DES、SHA國際標(biāo)準(zhǔn)算法的模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的供電系統(tǒng)故障智能輔助分析系統(tǒng),其特征在于,
數(shù)據(jù)應(yīng)用終端還用于在進(jìn)行現(xiàn)場巡檢之前,用戶使用數(shù)據(jù)應(yīng)用終端從服務(wù)器中下載現(xiàn)場待巡視的初始數(shù)據(jù)或上次巡檢結(jié)果,并存入數(shù)據(jù)應(yīng)用終端的數(shù)據(jù)儲存模塊中;在進(jìn)行現(xiàn)場用電巡檢時,根據(jù)現(xiàn)場用戶情況,在數(shù)據(jù)應(yīng)用終端上記錄現(xiàn)場電力設(shè)備的巡檢結(jié)果,結(jié)合巡視移動終端的GPS定位功能,實時定位現(xiàn)場用電檢查時的地理位置信息或用戶的地理位置信息;
在巡檢結(jié)束后,所述的用戶將數(shù)據(jù)應(yīng)用終端已采集的數(shù)據(jù)信息向服務(wù)器上傳,實現(xiàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用終端與服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)交換,并更新服務(wù)器內(nèi)部數(shù)據(jù)庫信息更新。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電系統(tǒng)故障智能輔助分析系統(tǒng),其特征在于,
數(shù)據(jù)采集終端包括:饋線終端采集控制單元、配變終端采集控制單元、數(shù)據(jù)終端采集控制單元、分支線故障模塊;
饋線終端采集控制單元、配變終端采集控制單元、數(shù)據(jù)終端采集控制單元對供電系統(tǒng)上的開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、配電室、箱式變、柱上開關(guān)進(jìn)行遙測信息,并基于不同遙測點的電流情況進(jìn)行故障定位、隔離和恢復(fù)供電;
分支線故障模塊用于分支線路采用具有接地故障處理功能的快速分段開關(guān),當(dāng)分支分段開關(guān)區(qū)域內(nèi)線路發(fā)生單相接地故障時,該分支分段開關(guān)經(jīng)過延時判斷為永久故障后自動分閘,直接切除故障;當(dāng)分支分段開關(guān)區(qū)域內(nèi)線路發(fā)生相間短路時,如分支分段開關(guān)采用斷路器,就地跳閘切除故障;如采用負(fù)荷開關(guān),上級開關(guān)保護(hù)掉閘,用戶分段開關(guān)在線路失電后分閘并閉鎖,上級開關(guān)重合后,相鄰線路恢復(fù)供電,故障線路被隔離;快速分段開關(guān)安裝于高壓用電戶與運行負(fù)荷較大、故障率高的分支線路;架空線路和電纜線路分別采用快速分段開關(guān)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電系統(tǒng)故障智能輔助分析系統(tǒng),其特征在于,
服務(wù)器還包括:數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析模塊;
數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析模塊用于對數(shù)據(jù)采集終端采集并發(fā)送的數(shù)據(jù)并結(jié)合數(shù)據(jù)庫儲存的歷史數(shù)據(jù)信息,基于分類、統(tǒng)計、計算和分析的結(jié)果,提供信息查詢、定制報表和分析報告形成等一系列功能,以便支持停電原因查找、可靠性數(shù)據(jù)統(tǒng)計方面的綜合應(yīng)用;配電網(wǎng)各類數(shù)據(jù)包括實時數(shù)據(jù)、非實時數(shù)據(jù)和準(zhǔn)實時數(shù)據(jù);具體的模塊功能包括:配電網(wǎng)故障的原因歸類分析;調(diào)度工作計劃的檢索和分析;調(diào)度操作票統(tǒng)計和分類;停電工作分類與工作評定;供電可靠性分析與統(tǒng)計;其它應(yīng)用戶需要而專門進(jìn)行的綜合應(yīng)用。