基于gis的電力監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力安全檢測技術(shù)，具體地說是一種基于GIS的電力監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]野外電力設(shè)備，如油浸變壓器、油開關(guān)、電容器、電纜、蓄電池、低壓線路、配電裝置、控制設(shè)備、電子設(shè)備、控制室等含有大量的可燃物，如變壓器油、開關(guān)油、聚氯乙烯等有機(jī)聚合物的電線電纜護(hù)套、絕緣紙板、蓄電池釋放的氫氣等。隨著電力設(shè)備和實(shí)施的利用率增加，有的運(yùn)行壽命較長，有的受到人為或自然原因破壞而出現(xiàn)運(yùn)行故障甚至影響電力設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，嚴(yán)重的還能引起火災(zāi)，給電力設(shè)備所處的環(huán)境帶來更大的傷害。例如，高危潮濕運(yùn)行環(huán)境下造成室外電力設(shè)備的絕緣事故在全國從南到北許多地方都有記錄，它一直是電力運(yùn)行檢修人員和設(shè)備廠商非常棘手的問題。其中，如何能夠及早的發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備內(nèi)部的潮濕或凝露的情況，并及時地向運(yùn)行檢修人員報警以安排處理尤為關(guān)鍵。隨著國內(nèi)智能電網(wǎng)戰(zhàn)略以及配網(wǎng)自動化的日益推進(jìn)，對電力設(shè)備，特別是運(yùn)行于室外惡劣環(huán)境條件下的設(shè)備進(jìn)行實(shí)施有效的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控和快速的故障報警將成為未來發(fā)展的趨勢。因此，電力的發(fā)展對野外電力設(shè)備的安全性提出了更高的要求。
[0003]目前電力設(shè)備監(jiān)控裝置以普通的感煙感溫型復(fù)合式探測器和電氣參數(shù)監(jiān)控為主，該復(fù)合式探測器只針對單一參數(shù)溫度或煙霧進(jìn)行探測。然而，這種監(jiān)控方式需要在野外為電力設(shè)備一直開啟各種傳感器，而這些傳感器在長期惡劣環(huán)境下工作時也存在耗損，造成了野外電力設(shè)備的監(jiān)控成本居高不下。另外，目前在基于GIS系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量都較大，不利于這類監(jiān)控系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了降低野外電力設(shè)備安全監(jiān)控時GIS系統(tǒng)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，提供了一種基于GIS的電力監(jiān)控系統(tǒng)，包括一級監(jiān)控單元、二級監(jiān)控單元、存儲單元、處理單元、地理定位單元和報警單元，處理單元包括檢測外部環(huán)境溫度的溫度檢測單元，一級監(jiān)控單元將采集到的信息發(fā)送給處理單元，所述報警單元根據(jù)處理單元的輸出信息發(fā)出報警信號，所述控制單元控制一級監(jiān)控單元和二級監(jiān)控單元在常開狀態(tài)和常閉狀態(tài)之間切換。
[0005]進(jìn)一步地，所述一級監(jiān)控單元為視頻采集單元。
[0006]進(jìn)一步地，所述視頻采集單元為紅外成像采集單元。
[0007]進(jìn)一步地，所述二級監(jiān)控單元包括火警監(jiān)控單元、電磁異常監(jiān)控單元和振動監(jiān)控單元。
[0008]進(jìn)一步地，所述火警監(jiān)控單元包括:信號處理A/D模塊、CPU模塊、電源模塊、通訊單元及內(nèi)置的多個傳感器；所述傳感器采集電力場所火災(zāi)特征信號；所述火警監(jiān)控單元的CPU模塊負(fù)責(zé)接收與處理傳感器采集到的信號，所述信號處理A/D模塊用于將現(xiàn)場探測到的不同類型火災(zāi)特征信號的模擬量轉(zhuǎn)換成便于CPU模塊處理的數(shù)字信號。
[0009]進(jìn)一步地，所述處理單元包括:輸入模塊、輸出模塊、顯示模塊、CPU模塊及電源模塊；所述監(jiān)測主控機(jī)的CPU模塊根據(jù)火警監(jiān)控單元的CPU模塊傳輸過來的多維參數(shù)，做出有無火災(zāi)及火災(zāi)危險性的判斷，并結(jié)合輸入模塊的手動設(shè)置，將顯示的信息及動作內(nèi)容分別傳遞給顯示模塊和輸出模塊。
[0010]進(jìn)一步地，所述傳感器選自下述傳感器中的兩種或兩種以上，以形成多種包含多維參數(shù)和實(shí)施多元參數(shù)的同步探測，用于采集電力場所火災(zāi)特征信號的特征參數(shù)的傳感器，所述特征參數(shù)包括溫度、濕度，以及煙霧、S02、HCl、NOx, CO、C02的有無或濃度，還包括用于對電力場所現(xiàn)場可見光進(jìn)行視頻監(jiān)控的視頻傳感器。
[0011]進(jìn)一步地，所述輸入模塊用于手動輸入設(shè)置參數(shù)，設(shè)置報警閥值、所述顯示模塊顯示與否及其顯示信息、所述輸出模塊工作與否及其輸出內(nèi)容。
[0012]進(jìn)一步地，所述顯示模塊顯示電力場所火災(zāi)特征信號、特征參數(shù)值和報警閥值、出現(xiàn)火災(zāi)危險或火情時間。
[0013]進(jìn)一步地，所述輸出模塊進(jìn)行聲光報警及消防聯(lián)動動作，當(dāng)探測到的火災(zāi)信號超過設(shè)置的報警閥值時，輸出報警信號，控制消防聯(lián)動裝置在需要時隨時啟動消防聯(lián)動工作。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于:
[0015]1.減小了 GIS系統(tǒng)接收信息所需的數(shù)據(jù)流量，因?yàn)椴恍枰獙⒍喾N傳感器的監(jiān)測結(jié)果都發(fā)送到GIS服務(wù)器，而只是把根據(jù)視頻監(jiān)控的結(jié)果反饋給服務(wù)器，這樣就大大降低了電力設(shè)備監(jiān)控端和GIS服務(wù)器之間需要交流的數(shù)據(jù)。
[0016]2.通常情況下僅依靠視頻采集單元采集的視頻信息即可識別出包括電氣、環(huán)境，和/或外界人為因素造成的多種故障，發(fā)現(xiàn)問題并發(fā)出警報，解決了需要長期開啟多種傳感器而帶來的安全監(jiān)控系統(tǒng)成本居高不下的難題。
[0017]3.將基于紅外視頻采集的信息與預(yù)先保存的各種外部溫度條件下的參考信息進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果給出是否開啟復(fù)合傳感器的信號，能夠降低遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器的穩(wěn)定性要求，從而有利于監(jiān)控系統(tǒng)在更廣闊的區(qū)域上應(yīng)用。
[0018]4.火警監(jiān)控單元中CPU模塊擴(kuò)展功能強(qiáng)，可以將多個特征參數(shù)的傳感器包括視頻傳感器可以任意組合后復(fù)合在一個復(fù)合式探測器中，實(shí)現(xiàn)了火災(zāi)多元參數(shù)的同步探測和視頻探測，從而對電力場所包含溫度、濕度、SO2, HCKNOx, CO、CO2等在內(nèi)的火災(zāi)發(fā)展各階段的特征信號進(jìn)行全面檢測，避免了漏報、誤報。
【附圖說明】
[0019]圖1示出了本發(fā)明的基于GIS的電力監(jiān)控系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖；
[0020]圖2是本發(fā)明的火災(zāi)探測數(shù)據(jù)融合算法過程；
[0021]圖3示出了本發(fā)明的火警監(jiān)控單元的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將結(jié)合【附圖說明】本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0023]基于GIS的電力監(jiān)控系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，包括一級監(jiān)控單元、二級監(jiān)控單元、存儲單元、處理單元、地理定位單元和報警單元，處理單元包括檢測外部環(huán)境溫度的溫度檢測單元，一級監(jiān)控單元將采集到的信息發(fā)送給處理單元，所述報警單元根據(jù)處理單元的輸出信息發(fā)出報警信號。所述一級監(jiān)控單元為視頻采集單元，且優(yōu)選地，所述一級監(jiān)控單元為紅外成像采集單元。所述二級監(jiān)控單元包括火警監(jiān)控單元、電磁異常監(jiān)控單元和振動監(jiān)控單元。
[0024]所述二級監(jiān)控單元的監(jiān)控等級高于一級監(jiān)控單元且其根據(jù)一級監(jiān)控單元的監(jiān)控信息在處理單元的控制下啟動對電力設(shè)備的安全監(jiān)控。當(dāng)二級監(jiān)控單元未被開啟時，所述處理單元控制一級監(jiān)控單元處于常開狀態(tài)且二級監(jiān)控單元處于常閉狀態(tài)。
[0025]在本發(fā)明的基于GIS的電力監(jiān)控系統(tǒng)沒有正式運(yùn)轉(zhuǎn)前，先通過紅外成像采集單元(例如是紅外攝像頭)采集該電力設(shè)備在不同環(huán)境溫度下正常工作的圖像并保存在存儲單元中。在實(shí)際工作時，紅外成像采集單元(例如是紅外攝像頭)采集到的實(shí)際工況下的紅外圖像，處理單元根據(jù)其自身帶有的溫度檢測單元(例如，溫度計(jì))測量環(huán)境溫度，并根據(jù)該環(huán)境溫度將實(shí)際工況下的紅外圖像與存儲單元中預(yù)先存儲的紅外圖像進(jìn)行匹配，將匹配出的差異區(qū)域進(jìn)行比對，當(dāng)滿足以下兩個條件之一時就使上述處理單元啟動二級監(jiān)控單元，并通過報警單元向遠(yuǎn)端的GIS服務(wù)器傳輸此電力設(shè)備所在的GPS坐標(biāo)以及二級監(jiān)控單元被啟動這一狀態(tài)變更信息:
[0026]條件1:匹配得到的差異區(qū)域的位置靠近電力設(shè)備的距離不超過預(yù)設(shè)閾值且體積大于等于預(yù)設(shè)體積閾值；
[0027]條件2:匹配得到的差異區(qū)域?yàn)樯珳厍疑珳夭町惓鲱A(yù)設(shè)的高溫閾值或低于預(yù)設(shè)的低溫閾值。
[0028]二級監(jiān)控單元開啟且未采集到預(yù)定參數(shù)時，所述處理單元控制一級監(jiān)控單元處于常閉狀態(tài)且二級監(jiān)控單元處于常開狀態(tài)；這里所說的預(yù)定參數(shù)是包括二級監(jiān)控單元所包括的多種傳感器采集到的參數(shù)。當(dāng)二級監(jiān)控單元采集到預(yù)定參數(shù)后，所述處理單元控制一級監(jiān)控單元處于常開狀態(tài)且二級監(jiān)控單元處于常閉狀態(tài)。
[0029]發(fā)生一級監(jiān)控單元和二級監(jiān)控單元之間的上述狀態(tài)切換時，報警單元也均向遠(yuǎn)端的GIS服務(wù)器傳輸此電力設(shè)備所在的GPS坐標(biāo)以及一級監(jiān)控單元或二級監(jiān)控單元被啟動這一狀態(tài)變更的信息。GIS服務(wù)器接收到這一變更信息以后，在GIS服務(wù)器具有的地圖模塊上將電力設(shè)備工作狀態(tài)圖層加以更新，從而使得監(jiān)控者能夠清楚當(dāng)前各個在野外工作的電力設(shè)備的工作狀態(tài)是出于正常的還是處于故障的。例如，如果某電力設(shè)備的基于GIS的電力監(jiān)控系統(tǒng)的二級監(jiān)控單元被開啟但尚未得到火警、振動或電磁異常的檢測結(jié)果，則此電力設(shè)備處于疑似故障狀態(tài)，用黃色的指示燈表示。如果經(jīng)過二級監(jiān)控單元檢測確認(rèn)了火警、振動(例如發(fā)生地震)和/或電磁異常(例如超負(fù)荷或欠載或磁場干擾)，則GIS服務(wù)器的地圖上的該電力設(shè)備的狀態(tài)就被標(biāo)記為紅色，表示故障確認(rèn)狀態(tài)。此時就可以聯(lián)系維護(hù)人員到現(xiàn)場進(jìn)行勘查和維修。
[0030]為避免電力火災(zāi)復(fù)合探測裝置的漏報、誤報，電力火災(zāi)復(fù)合探測裝置對電力火災(zāi)不同發(fā)展階段的特征信號進(jìn)行全面探測，同時對現(xiàn)場可見光進(jìn)行視頻監(jiān)控，因此設(shè)置溫度、煙霧、濕度、S02、HC1、N0X、CO、CO2及視頻等多種類型的傳感器，每個火警監(jiān)控單元中至少內(nèi)置2種類型的傳感器。對煙霧而言，傳感器采集的特征參數(shù)是煙霧是否存在。對氣體而言，傳感器采集的特征參數(shù)是氣體的濃度。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，火警監(jiān)控單元包括內(nèi)置的多個傳感器、信號處理A/D模塊、CPU模塊、無線通信模塊及電源模塊，傳感器個數(shù)取決于火災(zāi)特征信號的個數(shù)?；鹁O(jiān)控單元中各傳感器采集到的模擬信號，通過信號處理A/D模塊轉(zhuǎn)換成火警監(jiān)控單元的CPU模塊方便處理的數(shù)字信號后，傳輸給火警監(jiān)控單元的CPU模塊，再傳輸給基于GIS