專利名稱：一種輸電線路在線監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輸電線路在線監(jiān)測裝置，屬于電力系統(tǒng)輸配電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
架空輸電線路狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是集成了通信控制、數(shù)據(jù)庫平臺和信息發(fā)布等內(nèi)容， 用于接收、存儲、計算等信息處理，提供電力設(shè)施或環(huán)境狀態(tài)信息，對輸電線路運行狀態(tài)進行監(jiān)測、預(yù)警、輔助決策、數(shù)據(jù)分析的軟件平臺的總稱。在輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)中，需要監(jiān)測的狀態(tài)量涉及的面非常廣，包括導(dǎo)地線、桿塔、金具、絕緣子、氣象、圖像、環(huán)境、基礎(chǔ)等各種狀態(tài)量的監(jiān)測，一套傳統(tǒng)的輸電線路在線監(jiān)測裝置一般由若干數(shù)據(jù)采集單元和一臺狀態(tài)監(jiān)測裝置組成。針對各種狀態(tài)量的數(shù)據(jù)采集單元可以安裝在導(dǎo)地線、輸電桿塔或者絕緣子上等，按照傳輸方式，分為無線數(shù)據(jù)采集單元和有線形式的數(shù)據(jù)采集單元。狀態(tài)監(jiān)測裝置一般安裝于輸電桿塔上，系統(tǒng)框架如圖1所示。目前，針對輸電線路狀態(tài)的在線監(jiān)測類產(chǎn)品有不少，但基本都是針對某個單一的狀態(tài)量或某幾個相關(guān)的狀態(tài)量，少有廠家能推出全面的、綜合性的系統(tǒng)，這一方面是因為各廠家的技術(shù)專長互不相同，產(chǎn)品的側(cè)重點不同；另一方面也是因為傳統(tǒng)系統(tǒng)框架在數(shù)據(jù)采集單元和狀態(tài)監(jiān)測裝置間采用了緊耦合工作方式，使得數(shù)據(jù)采集單元和狀態(tài)監(jiān)測裝置間的結(jié)合性太強，而各個廠家的產(chǎn)品又互不兼容，尤其是一些針對導(dǎo)地線狀態(tài)量的無線數(shù)據(jù)采集單元，由于各廠家采用的無線技術(shù)在頻率、通信速率、工作方式上都存在很大差異，因此一個廠家生產(chǎn)的無線數(shù)據(jù)采集單元無法與其它廠家的狀態(tài)監(jiān)測裝置互聯(lián)互通，從而導(dǎo)致常出現(xiàn)一個桿塔上由于需要監(jiān)測幾個不同的狀態(tài)量而安裝了幾套狀態(tài)監(jiān)測裝置，從而給遙測系統(tǒng)集成、管理、維護帶來了很大的麻煩，也造成系統(tǒng)成本一直居高不下，同時過量地安裝在線監(jiān)測裝置同時給輸電桿塔本身的安全性帶來了一定的隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種輸電線路在線監(jiān)測裝置，在允許各廠家保持自己技術(shù)特點的同時，保證了各廠家的傳感器和狀態(tài)監(jiān)測裝置能夠互通互聯(lián)，解決系統(tǒng)集成的可靠性和技術(shù)難點，進一步降低系統(tǒng)成本。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種輸電線路在線監(jiān)測裝置，包括狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于所述狀態(tài)監(jiān)測裝置包括RS485、SDI-12或CAN硬件總線接口，安裝在桿塔上的有線傳感器設(shè)置與狀態(tài)監(jiān)測裝置相同的硬件總線接口，并通過RS485、SDI-12或CAN硬件總線接口與狀態(tài)監(jiān)測裝置相通信；無線數(shù)據(jù)采集單元與無線智能適配單元通過無線進行通信，無線智能適配單元通過RS485、SDI-12或CAN硬件總線接口接入狀態(tài)監(jiān)測裝置。前述的輸電線路在線監(jiān)測裝置，其特征在于所述狀態(tài)監(jiān)測裝置安裝在桿塔基部。前述的輸電線路在線監(jiān)測裝置，其特征在于無線智能適配單元與一個或多個無線數(shù)據(jù)采集單元通信。前述的輸電線路在線監(jiān)測裝置，其特征在于狀態(tài)監(jiān)測裝置與有線傳感器或無線智能適配單元的通信協(xié)議采用開放標準通信協(xié)議。前述的輸電線路在線監(jiān)測裝置，其特征在于所述開放標準通信協(xié)議包括SDI-12 或MODBUS協(xié)議。本發(fā)明所達到的有益效果
本發(fā)明提供的輸電線路在線監(jiān)測通用解決方案引入了 RS485、SDI-12或CAN等總線式硬件接口，在無線數(shù)據(jù)采集單元和狀態(tài)監(jiān)測裝置間增加了無線智能適配單元，并使用了 SDI-12或MODBUS等開放式標準通信協(xié)議，從而很好地解決了各廠家傳感器和狀態(tài)監(jiān)測裝置間的相互兼容問題，本發(fā)明提供的智能傳感器具有普遍適用性，可以很好地解決現(xiàn)有系統(tǒng)中出現(xiàn)的集成困難、維護困難、重復(fù)投資等問題。由本發(fā)明提供的智能傳感器不再只能接入生產(chǎn)廠家自己的狀態(tài)監(jiān)測裝置，而是能作為獨立產(chǎn)品由其它廠家接入相應(yīng)的狀態(tài)監(jiān)測裝置，降低了狀態(tài)監(jiān)測裝置和數(shù)據(jù)采集單元的耦合度，從而大大提高了系統(tǒng)的靈活性，可以推動整個輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)的快速發(fā)展。由于采用總線方式接入，傳感器到狀態(tài)監(jiān)測裝置間可以距離較遠，因此狀態(tài)監(jiān)測裝置可以安裝在桿塔基部，從而方便系統(tǒng)安裝和維護，尤其是可以很方便地實現(xiàn)帶電維護和檢修。


圖1在線監(jiān)測裝置框圖2傳統(tǒng)在線監(jiān)測裝置典型現(xiàn)場安裝圖； 圖3改進后的在線監(jiān)測裝置總體框架； 圖4改進后的典型現(xiàn)場安裝圖。
具體實施例方式本發(fā)明技術(shù)方案中的狀態(tài)監(jiān)測裝置對外提供RS485、SDI-12或CAN等硬件總線接入方式，而所有的數(shù)據(jù)采集單元通過上述硬件總線方式接入，通信協(xié)議采用SDI-12、M0DBUS 等開放標準通信協(xié)議。其中，有線數(shù)據(jù)采集單元通過技術(shù)改造提供上述總線接口，成為總線式智能傳感器；無線數(shù)據(jù)采集單元11通過引入無線智能適配單元提供上述總線接口，最終的系統(tǒng)總體框架如圖3所示。其中，智能傳感器一 1和智能傳感器二 2為安裝在桿塔上的有線傳感器，提供標準的RS485、SDI-12或CAN總線接口 9 ；無線數(shù)據(jù)采集單元一 3和無線智能適配單元一 6構(gòu)成了一個單參數(shù)的標準RS485、SDI-12或CAN總線型智能傳感器，無線數(shù)據(jù)采集單元二 4、無線數(shù)據(jù)采集單元三5和無線智能適配單元二 7構(gòu)成了一個多參數(shù)的標準RS485、SDI-12或 CAN總線型智能傳感器，所有這些傳感器最終通過上述總線接入狀態(tài)監(jiān)測裝置8，從而形成了一套完整的輸電線路在線監(jiān)測裝置。由于采用總線方式接入，傳感器到狀態(tài)監(jiān)測裝置間可以距離較遠，因此狀態(tài)監(jiān)測裝置可以安裝在桿塔基部，從而方便系統(tǒng)安裝和維護，尤其是可以很方便地實現(xiàn)帶電維護和檢修。其典型的現(xiàn)場安裝圖如圖4所示。本發(fā)明旨在為架空輸電線路在線監(jiān)測裝置提供一種通用設(shè)計思路及方法。本發(fā)明提供的架空輸電線路在線監(jiān)測裝置由有線智能傳感器、無線數(shù)據(jù)采集單元、無線智能適配
4器、狀態(tài)監(jiān)測裝置組成。本發(fā)明提供的通用智能傳感器適用于導(dǎo)地線、桿塔、金具、絕緣子、 氣象、圖像、環(huán)境、基礎(chǔ)等各種狀態(tài)量的監(jiān)測，其中針對桿塔監(jiān)測等無需采用無線傳感技術(shù)的通用智能傳感器為一個整體，而針對導(dǎo)地線監(jiān)測等需要采用無線傳感技術(shù)的通用智能傳感器分為兩部分安裝在導(dǎo)地線上的無線數(shù)據(jù)采集單元和安裝在桿塔上的無線智能適配單元，無線智能適配單元實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)采集單元的數(shù)據(jù)收集、參數(shù)配置與遠程控制，并對外提供以上所述的標準硬件接口及通信協(xié)議，從而在輸電線路狀態(tài)監(jiān)測裝置和傳感器之間提供一種標準的接入方式，建立了一種在線監(jiān)測裝置通用解決方案，減少狀態(tài)監(jiān)測裝置與傳感器間的耦合度，提高系統(tǒng)集成的開放度、靈活度和簡易度，提高系統(tǒng)的可靠性并進一步降低系統(tǒng)的成本。輸電線路在線監(jiān)測(Power Line Supervisory)輸電線路在線監(jiān)測是運用先進的技術(shù)手段對輸電線路進行自動化監(jiān)視和科學(xué)管理的總稱，也是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)之一。輸電線路在線監(jiān)測是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它以輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)為核心，并且涉及到對輸電網(wǎng)一次網(wǎng)架和設(shè)備的配套要求、多種通信手段的綜合利用、以及與相關(guān)系統(tǒng)的應(yīng)用集成等。數(shù)據(jù)采集單元(data acquisition unit, DAU)安裝在導(dǎo)線、地線(含0PGW)、絕緣子、桿塔、桿塔基礎(chǔ)等上的基于各種原理的信息測量裝置，通過信道將測量信息傳送到系統(tǒng)上一級設(shè)備(狀態(tài)監(jiān)測裝置)，并響應(yīng)狀態(tài)監(jiān)測裝置的指令。按照傳輸方式，分為無線數(shù)據(jù)采集單元和有線形式的數(shù)據(jù)采集單元
狀態(tài)監(jiān)測裝置(Condition Monitoring Device，CMD)指收集各數(shù)據(jù)采集單元的信息， 并進行現(xiàn)場存儲、處理，同時能和狀態(tài)監(jiān)測代理裝置或輸電線路狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)進行信息交換的信息處理與通信裝置，也可以向數(shù)據(jù)采集單元發(fā)送控制指令。無線智能適配單元無線智能適配單元是無線數(shù)據(jù)采集單元與狀態(tài)監(jiān)測裝置之間的適配器，實現(xiàn)各種標準或非標準的無線接口到標準的總線式有線接口的轉(zhuǎn)換，一個無線智能適配單元可以接入一個或多個無線數(shù)據(jù)采集單元，從而構(gòu)成單參數(shù)或多參數(shù)總線式智能傳感器。各廠家可以根據(jù)自己的技術(shù)特點研制相應(yīng)的專用無線智能適配單元，無線智能適配單元也可嵌入多家協(xié)議解釋器形成通用無線智能適配單元。以上已以較佳實施例公開了本發(fā)明，然其并非用以限制本發(fā)明，凡采用等同替換或者等效變換方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種輸電線路在線監(jiān)測裝置，包括狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于所述狀態(tài)監(jiān)測裝置包括RS485、SDI-12或CAN硬件總線接口，安裝在桿塔上的有線傳感器設(shè)置與狀態(tài)監(jiān)測裝置相同的硬件總線接口，并通過RS485、SDI-12或CAN硬件總線接口與狀態(tài)監(jiān)測裝置相通信； 無線數(shù)據(jù)采集單元與無線智能適配單元通過無線進行通信，無線智能適配單元通過RS485、 SDI-12或CAN硬件總線接口接入狀態(tài)監(jiān)測裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電線路在線監(jiān)測裝置，其特征在于所述狀態(tài)監(jiān)測裝置安裝在桿塔基部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電線路在線監(jiān)測裝置，其特征在于無線智能適配單元與一個或多個無線數(shù)據(jù)采集單元通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的輸電線路在線監(jiān)測裝置，其特征在于狀態(tài)監(jiān)測裝置與有線傳感器或無線智能適配單元的通信協(xié)議采用開放標準通信協(xié)議。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輸電線路在線監(jiān)測裝置，其特征在于所述開放標準通信協(xié)議包括SDI-12或MODBUS協(xié)議。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種輸電線路在線監(jiān)測裝置，包括狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于所述狀態(tài)監(jiān)測裝置包括RS485、SDI-12或CAN硬件總線接口，安裝在桿塔上的有線傳感器設(shè)置與狀態(tài)監(jiān)測裝置相同的硬件總線接口，并通過RS485、SDI-12或CAN硬件總線接口與狀態(tài)監(jiān)測裝置相通信；無線數(shù)據(jù)采集單元與無線智能適配單元通過無線進行通信，無線智能適配單元通過RS485、SDI-12或CAN硬件總線接口接入狀態(tài)監(jiān)測裝置。本發(fā)明提供的智能傳感器具有普遍適用性，可以很好地解決現(xiàn)有系統(tǒng)中出現(xiàn)的集成困難、維護困難、重復(fù)投資等問題。
文檔編號H02J13/00GK102222979SQ20111013366
公開日2011年10月19日 申請日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月23日
發(fā)明者劉果, 孫駿, 曹年紅, 曹翊軍, 薛升寧 申請人:南京南瑞集團公司, 國網(wǎng)電力科學(xué)研究院