基于物联网的箱式变电站监控系统的研究

摘要

随着智能电网技术的不断发展，智能箱式变电站作为一种具有广阔前景的新式变电站，其研究与应用越来越广泛。但是由于研发技术和生产成本等方面的限制，当前的箱式变电站自动化程度还未达到人们的要求。为进一步提高箱式变电站智能化程度，本文研制了一套基于物联网的箱式变电站监控系统。
　　本文通过分析当前箱式变电站监控技术的发展现状，对当前系统的结构进行分析、论证，提出将物联网架构应用于箱式变电站监控系统中，并完成了系统总体结构设计。系统主要由监控终端以及上位机软件组成。监控终端的控制核心由两块STM32芯片组成，主要实现站内图像信息、环境温湿度、特定设备温度、异常声音、烟雾探测、异常震动、火源等非电能指标及三相电压、电流、功率、频率等电能参数指标的监测、站内开关信息的监测与采集、站内开关的控制以及监控终端数据的传输；上位机是以OneNet物联网为平台搭建起系统的远程监测控制中心，可实现箱式变电站的远程监控。完成了监控终端以及各功能模块的硬件设计，应用滤波、拟合等数字信号处理方法，完成系统内各传感器的校正，设定系统监测指标异常的判定阈值，并对系统的音频信号特征进行了重点分析研究。构建了一种基于故障树理论的基准信息分类告警方法，将系统的告警信息进行整合、分类。以μCOS操作系统为平台，完成监控终端的软件设计，实现数据处理以及各个模块的功能。以OneNet物联网为平台，采用B/S的结构进行设计，完成远程监控中心的上位机软件设计。
　　完成实验室内样机研制以及调试试验，试验结果表明，系统所监测各类环境信息的参数范围与准确度均满足国家相关规定，所监测的电压、电流、功率等参数的精度达到0.5S。系统能够根据监测指标阈值生成对应的告警信息，并进行整合、分类，最终实现箱式变电站的远程监控。

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摘 要

Abstract

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Contents

1 绪 论

1.2 箱式变电站监控技术的发展现状

1.3 物联网的发展与应用

1.4 当前存在的主要问题

1.5 论文的主要研究内容

2 系统的总体结构与监控终端硬件设计

2.1 系统的设计技术指标

2.2 系统的整体设计

2.3 监控终端电路的总体设计

2.4 控制单元的电路设计

2.5 各模块单元的电路设计

2.6 本章小结

3 系统主要监测数据的处理方法

3.1 传感器的数据校正

3.2 监测指标报警阈值的确定

3.3 基于故障树理论的基准信息分类告警方法的研究

3.4 本章小结

4.1 监控终端的软件整体设计

4.2 DGUS 触屏的软件设计

4.3 远程监控中心的软件设计

4.4 本章小结

5 样机制作与试验验证

5.1 样机的研制

5.2 样机的试验验证

5.3 本章小结

参考文献

附 录

致 谢

作者从事科学研究和学习经历简介

攻读硕士学位期间取得的学术成果和获奖情况