智能电力监控系统 【技术领域】
本发明属于电力系统监控技术，特别是涉及一种智能电力监控系统。
背景技术
目前，电力监控系统已经在我国的城市公用供电、路灯供电、工矿企业、高层建筑、生活小区的供配电中得到应用。但一般的电力监控系统，大多采用电参量变送器加上模拟量采集模块来进行测量，因其变送器数量较多，故而接线复杂，调试困难，因其线路传输为模拟信号，容易受到干扰，因而一般只应用于较小的电力系统中。
【发明内容】
本发明的目的是为了克服现有技术存在接线复杂、调试困难、抗干扰能力差的缺点，提供一种测量及控制电路结构简单、可靠性高、接线少、成本较低，并且具有网络化、开放式、组态化等特点的智能电力监控系统。
本发明包括网络监控系统、组网设备、智能电力系统，网络监控系统由前置机、服务器、工作站和监控单元构成，其中前置机、服务器、工作站可配置成单机、双机或双网络的结构形式，智能电力系统由电力系统、测量单元及控制单元构成，所述测量单元由电压互感器、熔断器、电流互感器和电力仪表构成，电力仪表具有工作电源端口、通讯端口、电压信号端口、电流信号端口，其中工作电源端口的两点与AC220V电源相接，另外一点接地，电压信号端口经电压互感器、熔断器与电力系统中的待测电压信号相接，电流信号端口经电流互感器、熔断器与电力系统中的待测电流信号相接，这样电力仪表就可同时测量、数字显示电力系统的三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功电度和无功电度，测量单元可完成对整个电力系统电量参数的测量和显示，所述控制单元具有工作电源端口、通讯端口、多路开关量遥信输入端口、多路继电器遥控输出端口，其中工作电源端口的两点与AC220V电源相接，另外一点接地，开关量输入为无源干节点，电力系统的远程一就地控制信号、断路器的分闸信号、过流信号和变压器的重瓦斯信号、轻瓦斯信号、温度超限信号的工作状态，由继电器辅助触点的一端分别与控制单元地遥信输入端口相接，另一端共同接入控制单元的遥信输入公共端，电力系统中断路器的远程合闸、分闸、储能、欠压控制分别由控制单元的遥控输出端接出，因此，控制单元可对电力系统中所有非电量参数和断路器的分合状态、故障信息进行监视，并能对断路器的分合状态进行控制，所述智能电力系统的电力仪表及控制单元的通讯端口选用屏蔽双绞线或光纤经组网设备接入网络监控系统，由监控单元完成数据采集及处理、历史数据存储，提供方便、实用、美观的人机界面监视电力系统运行状况，进行遥控操作等功能。
本发明监控单元的计算机工作流程是：
(1)初始化，完成前置机、服务器、工作站的系统及网络配置；
(2)数据采集，对测量单元中的数据进行读取，采集电力监控系统的电力参数，及断路器的接通、断开、报警状态；
(3)实时数据处理，完成网络实时数据库的刷新；
(4)画面数据显示，完成电力监控系统的电力参数直观显示；
(5)实时曲线，以实时曲线形式显示电力参数；
(6)遥测、遥控功能，由控制单元对电力系统实现遥测、遥控；
(7)报警处理，对实时数据进行分析，产生报警信息，提示操作人员注意并记录；
(8)历史数据处理，完成历史数据的存储、管理功能；
(9)历史曲线，完成回溯历史数据的功能；
(10)日、月、年报表，完成日报、月报、年报表的生成、分析、存储、打印功能。
由于采用上述技术方案，本发明具有测量及控制电路结构简单、可靠性高、接线少、调试简单并且具有网络化、开放式、组态化等特点。
【附图说明】
图1是智能电力监控系统结构示意图；
图2是智能电力系统电气原理示意图；
图3是测量单元接线示意图；
图4是控制单元接线示意图；
图5是监控单元工作流程图；
图中：1前置机、2服务器、3工作站、4监控单元、5组网设备、6测量单元、7控制单元、8电力仪表、9电压互感器、10熔断器、11电流互感器、12电力系统
【具体实施方式】
结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
如图1所示，一种智能电力监控系统，包括网络监控系统、组网设备5、智能电力系统，网络监控系统由前置机1、服务器2、工作站3以及监控单元4构成。
如图2所示，智能电力系统由电力系统12、测量单元6及控制单元7构成。
如图3所示，测量单元6由电压互感器9、熔断器10、电流互感器11和电力仪表8构成，电力仪表8的型号为EPM420，其端子11、12、13是电力仪表8的工作电源端口，其中端子11、12(Vau1、Vau2、)接到AC220V，端子13(GND)接地，端子14、15(NC、NC)是空脚，端子16、17、18是RS485通讯端口，其中端子16、17(485+、485-)接到RS485信号端，端子18(485S)接到RS485信号的屏蔽地，端子1、2、3、4(V1、V2、V3、VN)是电压信号端口，从电力系统12待测线路经电压互感器9取电压信号经熔断器10(规格：0.5A)接入，端子5、6、7、8、9、10(I11、I12、I21、I22、I31、I32)是电流信号端口，从电力系统12待测线路经电流互感器11取电流信号接入，这样电力仪表8(EPM420)即可同时测量并数字显示电力系统12的三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功电度和无功电度，多个测量单元即可完成对整个电力系统所有电量参数的测量和显示。
如图4所示，控制单元7，型号为SRTU510，具有16路开关量遥信输入和6路继电器遥控输出，输入为无源干节点。电力系统12中所有断路器、微型断路器、接触器、热继电器的辅助触点一端接到控制单元7的遥信输入端子D1～D16，其另一端共同接入控制单元7遥信输入公共端子DIC；电力系统12中各断路器的远程合闸、分闸控制分别由控制单元7的遥控输出端D01～D06接出。
由于电力仪表8和控制单元7采用异步半双工RS485通讯接口和MODBUS-RTU通讯协议，从而，智能电力系统通过测量单元6的电力仪表8及控制单元7的通讯端口(485+、485-、485S)经组网设备5接入网络监控系统，网络监控系统中的前置机1、服务器2、工作站3可根据系统情况配置成单机、双机或双网络的结构形式。由监控单元4、前置机1完成数据采集及处理、网络实时数据库的刷新、产生报警信息，实现通信源码监视，通道监视等，采用双机热备用配置时，实现主、备通道和主、备前置机自动和手动切换。服务器2提供历史数据库的存储、实时数据库状态恢复功能、提供网络管理功能。工作站3提供方便、实用、美观的人机界面定义及表达工具，实时监视电力系统12的工作状况，进行遥控操作、查看各种报表、检索各种历史数据、查询各种参数等。
如图5所示，监控单元的计算机工作流程是：
(1)初始化，完成前置机、服务器、工作站的系统及网络配置；
(2)数据采集，对测量单元中的数据进行读取，采集电力监控系统的电力参数，如三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功电度和无功电度，以及电力系统的远程就地控制信号、断路器的分闸信号、过流信号和变压器的重瓦斯信号、轻瓦斯信号、温度超限信号的接通、断开、报警状态；
(3)实时数据处理，完成网络实时数据库的刷新；
(4)画面数据显示，完成电力监控系统的电力参数直观显示，如接线图方式；
(5)实时曲线，以实时曲线形式显示各种电力参数，如三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功电度和无功电度；
(6)遥测、遥控功能，由控制单元实现遥测、遥控，如电力系统中断路器的远程合闸、分闸、储能、欠压控制；
(7)报警处理，对实时数据进行分析，对变压器的重瓦斯信号、轻瓦斯信号、温度超限信号产生报警信息，提示操作人员注意并记录；
(8)历史数据处理，完成历史数据的存储、管理功能；
(9)历史曲线，完成回溯历史数据的功能；
(10)日、月、年报表，完成日报、月报、年报表的生成、分析、存储、打印功能。