一种低压台区故障诊断系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种低压台区故障诊断系统，数据信息控制子系统设置在配电网各个低压台区，对低压台区的三相电压、三相电流、频率、功率、油温、开关量等参数进行监控诊断，当监控的参数出现超出阈值时，进行报警。而且通过获取北斗时钟源时间信息统一设置统一系统时间内元件的时间；对监控区域内监控点的数据信息通过线路、公式、仪表、表格、图形、数值各种展现形式进行有机整合，对整合后的数据信息进行的可视化输出，形成数据发展趋势图，让关键参数醒目地投射到显示平台上；当监控点内的数据信息超出阈值时，先进行告警过滤、告警前转、告警呈现、告警查询、告警统计相关处理，并将告警信息及时、正确的存储。
【专利说明】
-种低压台区故障诊断系统
技术领域
[0001] 本发明设及供电领域，尤其设及一种低压台区故障诊断系统。
【背景技术】
[0002] 配电网处于电力系统的末端，具有地域分布广、电网规模大、设备种类多、网络连 接多样、运行方式多变等鲜明特点。随着城镇化建设和用电需求的增长，配电网一直在不断 地改造和扩建，其规模也不断扩大，国网公司系统内大多数县级W上配电网的规模都已达 到百条馈线W上，一些中、大型城市的中压馈线已达到或超过千条。
[0003] 运样在国民经济发展的促进下，出现了拉闽限电现象;负荷的构成比例发生变化， 居民、商业用电明显增加，使有些线路和变压器负荷加大，甚至因超负荷而造成局部停电； 因电力系统自身的缺陷造成的局部故障扩大，出现大面积长时间停电事故的现象；由于无 功电源配置和调节手段不适应负荷发展，电网电压水平不能满足电能质量要求，造成电气 设备损坏甚至出现电压崩溃造成的停电事故;在配电网的运行中存在网损过高的问题等 等。如今如何提高电力系统可靠性，对配电网运行状态进行实时监控，保证电气设备稳定运 行是当下需要研究发展的方向。
【发明内容】
[0004] 为了克服上述现有技术中的不足，本发明的目的在于，提供一种低压台区故障诊 断系统，包括:分别设置在配电网各个低压台区的数据信息控制子系统和云端服务器；
[0005] 所述数据信息控制子系统包括:数据信息采集单元，数据处理单元、数据通信单 元、数据存储单元；
[0006] 数据处理单元与数据信息采集单元电连接，数据通信单元与数据处理单元电连 接;所述数据信息采集单元将采集到的数据信息传输至数据处理单元，数据处理单元将采 集的数据按照设定的协议通过数据通信单元上传至云端服务器，并且数据处理单元通过数 据通信单元接收云端服务器发送的控制指令；
[0007] 所述数据信息采集单元包括:变压设备数据采集模块、供电线路数据采集模块、断 路器数据采集模块、隔离开关数据采集模块、接地开关数据采集模块、火灾报警数据采集模 块、避雷装置数据采集模块；
[000引所述变压设备数据采集模块用于采集现场变压设备及与变压设备相适配的配电 设备的模拟量，变压器各侧电流、电压、有功功率、无功功率、线圈溫度、油溫；
[0009] 所述供电线路数据采集模块用于采集供电线路的电流、有功功率、无功功率;母线 的电压、频率;供电线路的Ξ相电压、Ξ相电流、零序电压、零序电流；
[0010] 所述断路器数据采集模块、隔离开关数据采集模块、接地开关数据采集模块分别 用于采集现场设备的开关量，开关量包括:断路器位置、隔离开关、接地开关位置、断路器开 关位置、保护动作总信号、就地/远方转换开关位置、断路器操动机构异常信号、控制回路断 线信号、保护报警信号、保护装置故障信号；
[0011] 所述火灾报警数据采集模块用于采集监控点内的火灾探测报警发出的火灾报警 信息;采集消防设施的运行状态信息;采集监控区内建筑物值班人员的上岗信息和巡检信 息;采集监控区内建筑物设备的故障报警信息；
[0012] 所述避雷装置数据采集模块用于实时采集避雷器的数据；
[0013] 所述云端服务器包括:数据接收模块、数据提取模块、数据解析模块、数据解析判 断模块、数据处理模块、传输模式设置模块、数据存储模块、时间模块、数据分析模块、监控 分区模块、数据复验模块、持续数据信息拆解校验模块；
[0014] 所述监控分区模块用于根据地理环境和气候环境对各个监控点进行监控区域划 分；
[0015] 所述传输模式设置模块用于根据划分的监控区域设置各个监控区域与云端服务 器的传输协议；
[0016] 所述数据接收模块用于接收各个区域传输的数据信息，并将各个区域所发送的采 集数据进行分类；
[0017] 所述数据提取模块用于按照采集数据所对应的传输协议，将采集数据解析成数 据层，按照预设数据层和数据值之间的对应关系，进行数据信息提取；
[0018] 所述数据解析模块用于将数据层串行比特数据流分离成并行数据流的形式，根据 所述数据层的协议类型，提取所述数据层内的帖头和帖尾信息，将帖头和帖尾信息与所述 数据层的数据链路层进行协议标签转换解析后的数据信息同步输出；所述数据解析模块用 于根据网络层对于的转换协议对数据层的网络层协议解析，根据网络层的协议对数据进行 处理后输出，同时根据网络层协议，提取数据层的网络层内的数据信息进行输出；所述数据 解析模块用于对数据层的传输层解析，根据传输层协议对数据层进行传输层的协议解析， 根据传输层的协议对数据层的传输层所对应的数据进行处理后输出；
[0019] 所述数据处理模块用于将各种数据进行筛查、整理，提供各应用功能进行分析、统 计及存储，将收集的原始数据信息与预设的阔值进行对比分析，当采集的数据信息超出阔 值时，发出告警信息；
[0020] 所述数据处理模块当收到变压器二次侧的Ξ相电压和Ξ相电流分别为:Ua=化= Uc = 0 ; la〉Ihe，Ib〉Ihe，I。〉Ihe时，判断为变压器Ξ相接地短路；
[0021 ]当收到变压器二次侧的Ξ相电压分别为： 鸣，If每S, }户至姑
[00剖或城=?邸，！户W ?;>!故时，判定为变压器两相接地短路； 壤夏)产?於I如Ι&Η柄
[0023] 当接收到变压器二次侧的Ξ相电压和Ξ相电流分别为： Ua。谷；
[0024] 或Ua:嗦，！&>^时，判定为变压器单相接地短路； 或咕嘶！声^ &>υ沁，&<l.W 战<巧6
[0025] 当接收到議&<地，化<城咐，判定为变压器中屯、线断路； 或也义W U的如?成々j;e
[0026] 当接收到或!护W，判定为变压器过负荷； 或！户!。*松 沁':輪，
[0027] 当接收到的数据信息为或巧卢Uef ^^'瓜时，判定为变压器缺相； 銭。冲知Wk
[002引 L·-额定电流值;K广过负荷系数；
[0029] Ihe-故障电流限值，当线路电流大于该值时，即认为发生了短路故障；
[0030] 化e-电压下限，当发生短路故障时，线路电压会下降。当变压器出线电压值小于该 值时，如同时有线路电流大于比e，即判断变压器出线发生了接地故障；
[0031 ]化e-电压上限值，当线路电压有一相大于该值时，同时其它两相线路电压小于电压 下限值时，即判断线路发生中屯、线断线故障；
[0032] 所述数据复验模块用于当出现变压器Ξ相接地短路，或变压器两相接地短路、或 变压器单相接地短路、或变压器中屯、线断路、或变压器过负荷、或变压器缺相时，数据复验 模块向数据处理单元发出复验信号，使数据处理单元在预设的时间段内持续的进行对现场 数据采集，并持续的将采集的信息传输至云端服务器；
[0033] 所述数据持续接收模块用于在预设时间段内持续接收的持续数据信息，其中所述 持续数据信息包括:持续数据信息和持续校核信息;所述持续数据信息设有若干个时间点 数据信息W及与时间点数据信息相对应的时间点校核信息和时间点修正信息；
[0034] 所述持续数据信息拆解校验模块用于持续的将时间点的数据信息进行拆解，使时 间点数据信息、时间点校核信息和时间点修正信息分解，数据分解后，对时间点校核信息进 行校核，当校核通过后，将该时间点的数据信息传输给数据处理模块，并对下一时间点的数 据信息进行拆解校验；当时间点校核信息未通过校核时，将未通过校核的时间点校核信息、 时间点数据信息、时间点修正信息同时传输至信息修正模块；
[0035] 所述信息修正模块用于接收的未通过校核的时间点校核信息、时间点数据信息、 时间点修正信息，获取该时间点的修正信息，对该时间点的时间点数据信息进行修正，将修 正后的时间点信息发送给数据处理模块；
[0036] 所述数据处理模块还用于接收所述持续数据信息拆解校验模块持续发送的时间 点的数据信息，并根据持续接收的时间点的数据信息进行相互比对判断变压器所处的状 态;还用于接收信息修正模块接收的修正后的时间点信息，并将修正后的时间点信息与该 时间点前一时间点的数据信息进行比较，W及将修正后的时间点信息与该时间点后一时间 点的数据信息进行比较，验证该修正后的时间点信息是否与整个时间段内的变压器故障判 断相符合；
[0037] 所述数据存储模块用于通过监控平台进行系统的数据存储，供监控客户端连接， 共享数据信息，供电网维护人员知识交流、数据积累，通过储存的各种维护过程日志，维修 修护过程案例及相关标准或规范文件，形成典型案例，并提供相关标准、规范文档、操作规 程，实现知识经验共享和管理；
[0038] 所述时间模块用于通过获取北斗时钟源时间信息统一设置统一系统时间内元件 的时间；
[0039] 所述数据分析模块用于对监控区域内监控点的数据信息通过线路、公式、仪表、表 格、图形、数值各种展现形式进行有机整合，对整合后的数据信息进行的可视化输出，形成 数据发展趋势图，让关键参数醒目地投射到显示平台上；当监控点内的数据信息超出阔值 时，先进行告警过滤、告警前转、告警呈现、告警查询、告警统计相关处理，并将告警信息及 时、正确的存储；
[0040] 数据处理单元包括:时钟模块、数据处理忍片；
[0041] 所述时钟模块用于当所述数据复验模块向数据处理单元发送复验信号时，所述时 钟模块在预设的时间段内按照预设的时间点向数据处理忍片提供时钟信号脉冲，使数据处 理忍片控制数据信息采集单元向所述云端服务器发送数据信息；
[0042] 所述时钟模块包括:时钟忍片(33)、石英振荡模块(31)、时钟放大模块(32)、时钟 电容Cszl、时钟电容Csz2、时钟电阻Rszl、时钟电阻Rsz2;
[0043] 所述时钟忍片（33)内设所述时钟忍片W秒，分，时，日期为时钟数据，通过读或写 获得和修改时钟数据;所述时钟忍片内部有114个字节的静态RAM,用于存放系统通过串行 口临时设定的特定字符点阵代码;所述时钟放大模块(32 )、时钟电容Csz 1、时钟电阻Rsz 1组 成时钟放大电路;所述时钟电容Cs Z 2、时钟电阻Rs Z 2组成滤波电路；
[0044] 所述云端服务器还包括:变压器地址分配模块、监控点地址信息布置模块、监控点 地理位置模块、监控点地理位置转换模块、监控点地理位置层次设置模块、监控点信息更 新模块、监控点地理信息共享模块、监控点地理信息输出模块、监控点故障地理信息输出模 块、Socket数量调整模块、Socket管理模块；
[0045] 所述监控点地址信息布置模块用于设置配电网络各个监控点的通信地址信息，将 配电网络各个监控点的通信地址信息设置为全局布置图；
[0046] 所述变压器地址分配模块用于对设置在配电网络各个监控点的变压器进行通信 地址设置，将变压器地址信息在全局布置图中进行地址信息标示；
[0047] 所述监控点地理位置模块用于通过Socket套接字，从全局布置图中，实时获取各 个监控点地理位置数据信息；
[0048] 所述监控点地理位置转换模块用于接收到的各个监控点地理位置数据信息转换 成将地理位置坐标格式，将地理位置坐标格式解码成GIS模块需要的格式；
[0049] 所述监控点地理位置层次设置模块用于将各个监控点的变压设备、供电线路、断 路器、隔离开关、接地开关、火灾报警、避雷装置在云服务器的数据存储模块中通过进行标 识，形成W监控点为主地址，变压设备、供电线路、断路器、隔离开关、接地开关、火灾报警、 避雷装置为从地址结构；
[0050] 所述监控点信息更新模块用于通过开启全局监听方式，当监控点内增设运行设备 时，数据信息控制子系统向云服务器发送增设设备信息，对监控点内增设设备进行地址信 息设置；
[0051] 所述监控点地理信息共享模块用于实现基于OGC标准的WMS服务，WMS为监控点地 理位置数据信息服务，0GC为开放地址空间信息，使维修维护人员通过移动终端获取地址空 间信息；
[0052] 所述监控点地理信息输出模块用于接收移动终端上客户端调用的HTT内青求;通过 解析包含在请求中的BBox参数，BBox参数为W地理坐标标识的查询范围；在内存中查找符 合条件的监控点地址信息；获取该监控点地址信息后，获取该监控点的设备信息生成设备 列表，形成一张监控点设备位置分布图，将监控点设备位置分布图转换成平面坐标；
[0053] 所述监控点故障地理信息输出模块用于当配电网络中某个监控点出现故障时，或 出现变压器Ξ相接地短路，或变压器两相接地短路、或变压器单相接地短路、或变压器中 屯、线断路、或变压器过负荷、或变压器缺相时，在全局布置图中标示提示，并通过进一步显 示该监控点出现故障的设备，生成图片，通过HTTP协议将图片返回给浏览器，供移动终端获 取；
[0054] 所述数据信息控制子系统还包括:数据发送单元；
[0055] 数据发送单元包括:数据信息编码器、串行转并行单元、发送数据缓存器、用户数 据接口、数字频率合成器、发送变频模块、带通滤波器、模数转换单元、套接字信息发送模 块，
[0056] 所述套接字信息发送模块用于向云端服务器发送套接字申请请求信息；
[0057] 所述用户数据接口采用PC接口或手机端接口，用于使PC机或手机接收和发送数据 ?目息；
[0058] 所述发送数据缓存器用于对发送的数据进行缓存;数字频率合成器用于在数据处 理单元控制下，对将要发送的数据信号进行扩频，并进行二相相移调制；
[0059] 经过调制的数据信息经过发送变频模块将模拟信号变频到高频模拟信号，模数转 换单元与带通滤波器对调制的信号进行模拟与数字信号的转换，并对信号进行滤波，所述 数据信息编码器对滤波后的数据信息进行编码，形成编码后的串行数据流数据信息，并将 编码数据信息进行通信传输；
[0060] 所述串行转并行单元用于将所述编码数据信息拆分成Ν段，每段分别在各子信道 调制传输，各个子信道速率为总信道通信速率的Ν分之一，相当于每个信道码元周期被拉长 到数据不分段传输时的Ν倍，通信抗干扰性提高，且各子信道载波相互正交，各子载波的频 谱零点和相邻的子载波零点重合，防止各子信道之间的相互干扰.
[0061] 所述云端服务器还包括:信息解码模块、并行转串行模块、接收数据缓存器、服务 器用户数据接口、数模转换器、滤波器、低噪放大器、可控增益放大器、时钟分配器、服务器 数据处理器、套接字信息排序模块、套接字信息分配模块优先级排序设置模块、套接字信息 调整模块、套接字信息分配模块；
[0062] 所述并行转串行模块用于将数据接收模块接收的拆分成Ν段的编码数据信息进行 组合形成完整的信息编码；
[0063] 所述信息解码模块用于将信息编码进行解码，使信息编码还原采集到的数据信 息；
[0064] 所述接收数据缓存器用于将数据接收模块接收的数据信息进行缓存；
[0065] 所述服务器用户数据接口采用PC接口或手机端接口，用于使PC机或手机接收和发 送数据信息；
[0066] 数据接收模块接收数据信息后，依次经过滤波器、低噪放大器、滤波器、可控增益 放大器、数模转换器进行处理，处理后传输给服务器数据处理器；
[0067] 可控增益放大器根据服务器数据处理器的控制，对接收的模拟信号进行自动增益 控制，同时对信号进行增益放大器；
[0068] 时钟分配器与服务器数据处理器连接用于对服务器数据处理器接收的模拟信号， 通过时钟分配器来修改采样频率；
[0069] 所述数据接收模块包括:套接字信息接收模块；
[0070] 所述套接字信息接收模块，用于接收套接字信息发送模块发送的套接字申请请求 ?目息；
[0071] 所述优先级排序设置模块用于根据配电网电压等级分类；
[0072] 所述套接字信息排序模块用于根据套接字申请请求信息的优先级，对接收每个监 控点发送的数据信息进行接收次序的排队，并按照优先级从高到低顺序排列，得到分配队 列，若有至少两个优先级相同的套接字信息发送模块发送套接字申请请求信息，则按照发 送套接字申请请求信息的接收时间先后，对所述至少两个优先级相同的套接字信息发送模 块进行排序；
[0073] 所述套接字信息分配模块用于根据所述套接字信息排序模块得到的分配队列，为 所述请求套接字资源的套接字信息发送模块分配套接字资源；
[0074] 所述套接字信息调整模块用于当套接字信息发送模块向套接字信息接收模块含 有故障的请求信息时或者收到变压器Ξ相接地短路，或变压器两相接地短路、或变压器单 相接地短路、或变压器中屯、线断路、或变压器过负荷、或变压器缺相时，套接字信息调整模 块将该具有故障的请求信息调整为最先级；
[0075] 所述套接字数量调整模块用于预设所述套接字信息接收模块中单个套接字的需 求传输速率，并根据实际传输速率和单个套接字的需求传输速率，来调整套接字信息接收 模块的最大套接字数量；
[0076] 所述套接字管理模块用于在所述套接字信息接收模块中的已创建套接字数量超 过所述最大套接字数量时，销毁所述套接字信息接收模块的已创建套接字中优先级最低的 一个，W使所述已创建套接字数量少于或等于所述最大套接字数量;或在所述套接字信息 接收模块中存在创建新套接字的请求时，如果新创建套接字含有故障的请求信息，则创建 新套接字，或者如果所述已创建的套接字的优先级比新套接字的优先级低，创建所述新套 接字，并销毁所述已创建套接字中优先级最低的套接字；
[0077] 如果所述已创建套接字数量达到所述最大套接字数量，则比较所述新套接字与所 述已创建套接字的优先级高低，如果所述已创建套接字的优选级均比所述新套接字的优先 级高，则不创建所述新套接字；
[0078] 在确定不创建新套接字后，等待至已创建套接字数量低于最大套接字数量时，再 响应请求创建所述新套接字，在创建新套接字后，根据已销毁的套接字生成新的创建套接 字的请求，等待至已创建套接字数量低于最大套接字数量时，再响应所述新的请求。
[0079] 优选地，还包括:与云端服务器1通信连接的移动终端；
[0080] 移动终端设有GIS地图显示模块W及GIS地图调整模块；
[0081] 所述GIS地图显示模块用于显示所述监控点地理信息输出模块输出的监控点设备 位置分布图W及全局布置图；
[0082] 所述GIS地图调整模块用于实时接收所述监控点地理信息输出模块和所述监控点 故障地理信息输出模块发送的地图信息，在移动终端当前显示的GIS地图显示区域，并且当 所述监控点地理信息输出模块和所述监控点故障地理信息输出模块发送的地图信息后，通 过解析包含在请求中的BBox参数，BBox参数为W地理坐标标识，GIS地图调整模块将BBox参 数转换后形成平面坐标形式，在已显示的地图信息上进行叠加显示。
[0083] 优选地，所述数据信息控制子系统还包括:载波调制单元；
[0084] 所述云端服务器还包括:载波解调模块；
[0085] 所述载波调制单元用于所述数据信息编码器对采集的数据信息进行编码，形成编 码数据信息，将所述编码数据信息形成串行数据流y〇，yi，y2,...，yN-i，形成串行数据流后所 述串行转并行单元对串行数据流进行转换，转换为并行数据流，各并行数据流yn在各子信 道上相对应的正交子载波堪行调制，调制后再将各子信道已调信号进行叠加形成叠 加信号并发送;其中，一个叠加信号在周期T内有N个子载波信号，为第η个子信道的载 波，则各子信道叠加形成的叠加信号为
式中fn为第η个子信道 的载波频率；
[0086]
[0087] 式中fO为第0个子信道的载波频率，η Δ f为子载波之间的频率间隔；
[0088] 所述载波解调模块用于还原叠加信号，其中云端服务器通过
[0089]
[0090]
心》式中Λ为云端服务器第η路子载波的解调出 的信号，进行解调，解调出原始数据信息。
[0091] 从W上技术方案可W看出，本发明具有W下优点：
[0092] 本发明实现了实时监测配电网中的被测设备的运行情况，还可W实现对设备的控 制W及针对报警提示，有效的解决了用电负荷非常态运行进而浪费电能的情况。云端服务 器实时监测、分析与优化控制技术，更实现了整个配电网络的远程监控，节约人力，提高了 能源效率;保障了电力工业过程的节能降耗，安全高效运行。
【附图说明】
[0093] 为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单 地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术 人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可W根据运些附图获得其他的附图。
[0094] 图1为低压台区故障诊断系统的整体示意图；
[00Μ]图2为数据解析模块的拆解示意图；
[0096]图3为时钟模块电路图；
[0097] 图4为数据信息控制子系统数据处理示意图；
[0098] 图5为云端服务器数据处理示意图；
[0099] 图6为数据串行、并行传输示意图；
[0100] 图7为数据串行、并行传输示意图。
【具体实施方式】
[0101] 为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的 实施例及附图，对本发明保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施 例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技 术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范 围。
[0102] 本实施例提供一种低压台区故障诊断系统，如图1和图2所示，包括:分别设置在配 电网络各个监控点的数据信息控制子系统2和云端服务器1;
[0103] 数据信息控制子系统2包括:数据信息采集单元21，数据处理单元22、数据通信单 元23、数据存储单元24;
[0104] 数据处理单元22与数据信息采集单元21电连接，数据通信单元23与数据处理单元 22电连接;数据信息采集单元21将采集到的数据信息传输至数据处理单元22,数据处理单 元22将采集的数据按照设定的协议通过数据通信单元23上传至云端服务器1，并且数据处 理单元22通过数据通信单元23接收云端服务器1发送的控制指令；
[0105] 运样，实现了云端服务器与各个监控点的数据信息控制子系统2的远程通信，实现 运维人员通过云端服务器1 了解每个监控点的信息。而且还能够通过云端服务器1向每个监 控点发送控制信息，控制各个监控点的设备。
[0106] 具体的，数据信息采集单元21包括:变压设备数据采集模块、供电线路数据采集模 块、断路器数据采集模块、隔离开关数据采集模块、接地开关数据采集模块、火灾报警数据 采集模块、避雷装置数据采集模块；
[0107] 变压设备数据采集模块用于采集现场变压设备及与变压设备相适配的配电设备 的模拟量，变压器各侧电流、电压、有功功率、无功功率、线圈溫度、油溫；
[0108] 供电线路数据采集模块用于采集供电线路的电流、有功功率、无功功率;母线的电 压、频率;供电线路的Ξ相电压、Ξ相电流、零序电压、零序电流；断路器数据采集模块、隔 离开关数据采集模块、接地开关数据采集模块分别用于采集现场设备的开关量，开关量包 括:断路器位置、隔离开关、接地开关位置、断路器开关位置、保护动作总信号、就地/远方转 换开关位置、断路器操动机构异常信号、控制回路断线信号、保护报警信号、保护装置故障 信号;火灾报警数据采集模块用于采集监控点内的火灾探测报警发出的火灾报警信息;采 集消防设施的运行状态信息；采集监控区内建筑物值班人员的上岗信息和巡检信息;采集 监控区内建筑物设备的故障报警信息；避雷装置数据采集模块用于实时采集避雷器的数 据；
[0109] 云端服务器1包括:数据接收模块、数据提取模块、数据解析模块、数据解析判断模 块、数据处理模块、传输模式设置模块、数据存储模块、时间模块、数据分析模块、监控分区 模块、数据复验模块、持续数据信息拆解校验模块；
[0110] 监控分区模块用于根据地理环境和气候环境对各个监控点进行监控区域划分；
[0111] 传输模式设置模块用于根据划分的监控区域设置各个监控区域与云端服务器的 传输协议；
[0112] 数据接收模块用于接收各个区域传输的数据信息，并将各个区域所发送的采集数 据进行分类；
[0113] 数据提取模块用于按照采集数据所对应的传输协议，将采集数据解析成数据层， 按照预设数据层和数据值之间的对应关系，进行数据信息提取；
[0114] 数据信息控制子系统2与云端服务器1的传输协议包括多种传输协议，运里基于使 用场景或使用环境不同数据信息控制子系统2需要采用不同种类的通信协议，运些通信协 议都为现有的协议。云端服务器1收到协议后，将多种协议进行统一归化为一个协议，运里 数据解析模块用于将数据层串行比特数据流分离成并行数据流的形式，根据数据层的协议 类型，提取数据层内的帖头和帖尾信息，将帖头和帖尾信息与数据层的数据链路层进行协 议标签转换解析后的数据信息同步输出;数据解析模块用于根据网络层对于的转换协议对 数据层的网络层协议解析，根据网络层的协议对数据进行处理后输出，同时根据网络层协 议，提取数据层的网络层内的数据信息进行输出;数据解析模块用于对数据层的传输层解 析，根据传输层协议对数据层进行传输层的协议解析，根据传输层的协议对数据层的传输 层所对应的数据进行处理后输出；运里的
[0115] 通过将各标准协议进行连接，形成一个数据解析链，并且所有标准协议都在并行 工作，从而一方面达到对复杂结构的网络数据包进行逐层解析，另一方面又保证了对网络 数据包的线速。本发明同时还为开放性的装置，可W在已有的数据解析链中加入满足新协 议的的标准协议解析，从而达到对新协议数据包的正确解析。
[0116] 数据处理模块用于将各种数据进行筛查、整理，提供各应用功能进行分析、统计及 存储，将收集的原始数据信息与预设的阔值进行对比分析，当采集的数据信息超出阔值时， 发出告警信息；
[0117] 为了能够进一步判断变压器的故障信息，保证配电网络的安全，避免大的事故发 生。本实施例着重对变压器的一次和二次侧进行监控。而且对监控数据W-定的通信方式 进行优先通信，保证故障信号的通常及时到达。
[0118] 数据处理模块当收到变压器二次侧的Ξ相电压和Ξ相电流分别为:Ua =化= Uc = 0 ; la〉Ihe，。〉Ihe，Ic〉Ihe时，判断为变压器Ξ相接地短路；
[0119] 当收到变压器二次侧的Ξ相电压分别为：
[0120] 殘υ户巧严β，！刮如！时，判定为变压器两相接地短路；
[0121] 当接收到变压器二次侧的Ξ相电压和Ξ相电流分别为：
[0122] ?蒙财，判定为变压器单相接地短路；
[0123] 当接收到裘巧>>l4s，&<ΙΜ寸，判定为变压器中屯、线断路；
[0124] 当接收到或：||^>i/|Qn、j·，判定为变压器过负荷；
[0125] 当接收到的数据信息为t 时，判定为变压器缺相；
[0126] le-额定电流值;Ki-过负荷系数；
[0127] Ihe-故障电流限值，当线路电流大于该值时，即认为发生了短路故障；
[0128] 化e-电压下限，当发生短路故障时，线路电压会下降。当变压器出线电压值小于该 值时，如同时有线路电流大于比e，即判断变压器出线发生了接地故障；
[0129] 化e-电压上限值，当线路电压有一相大于该值时，同时其它两相线路电压小于电压 下限值时，即判断线路发生中屯、线断线故障；
[0130] 为了能够确保故障信息的准确性，设定了数据复验模块。数据复验模块用于当出 现变压器Ξ相接地短路，或变压器两相接地短路、或变压器单相接地短路、或变压器中屯、线 断路、或变压器过负荷、或变压器缺相时，数据复验模块向数据处理单元发出复验信号，使 数据处理单元在预设的时间段内持续的进行对现场数据采集，并持续的将采集的信息传输 至云端服务器；
[0131] 数据持续接收模块用于在预设时间段内持续接收的持续数据信息，其中持续数据 信息包括:持续数据信息和持续校核信息；持续数据信息设有若干个时间点数据信息W及 与时间点数据信息相对应的时间点校核信息和时间点修正信息;在持续发送的信号中设置 了校验信息保证信息的准确性。
[0132] 持续数据信息拆解校验模块用于持续的将时间点的数据信息进行拆解，使时间点 数据信息、时间点校核信息和时间点修正信息分解，数据分解后，对时间点校核信息进行校 核，当校核通过后，将该时间点的数据信息传输给数据处理模块，并对下一时间点的数据信 息进行拆解校验；当时间点校核信息未通过校核时，将未通过校核的时间点校核信息、时间 点数据信息、时间点修正信息同时传输至信息修正模块；
[0133] 信息修正模块用于接收的未通过校核的时间点校核信息、时间点数据信息、时间 点修正信息，获取该时间点的修正信息，对该时间点的时间点数据信息进行修正，将修正后 的时间点信息发送给数据处理模块；
[0134] 数据处理模块还用于接收持续数据信息拆解校验模块持续发送的时间点的数据 信息，并根据持续接收的时间点的数据信息进行相互比对判断变压器所处的状态;还用于 接收信息修正模块接收的修正后的时间点信息，并将修正后的时间点信息与该时间点前一 时间点的数据信息进行比较，W及将修正后的时间点信息与该时间点后一时间点的数据信 息进行比较，验证该修正后的时间点信息是否与整个时间段内的变压器故障判断相符合；
[0135] 数据存储模块用于通过监控平台进行系统的数据存储，供监控客户端连接，共享 数据信息，供电网维护人员知识交流、数据积累，通过储存的各种维护过程日志，维修修护 过程案例及相关标准或规范文件，形成典型案例，并提供相关标准、规范文档、操作规程，实 现知识经验共享和管理；
[0136] 时间模块用于通过获取北斗时钟源时间信息统一设置统一系统时间内元件的时 间；
[0137] 数据分析模块用于对监控区域内监控点的数据信息通过线路、公式、仪表、表格、 图形、数值各种展现形式进行有机整合，对整合后的数据信息进行的可视化输出，形成数据 发展趋势图，让关键参数醒目地投射到显示平台上；当监控点内的数据信息超出阔值时，先 进行告警过滤、告警前转、告警呈现、告警查询、告警统计相关处理，并将告警信息及时、正 确的存储；
[0138] 为了能够精准的将信号发出，防止持续漏发或延长发送时间，数据处理单元包括： 时钟模块、数据处理忍片；
[0139] 时钟模块用于当数据复验模块向数据处理单元发送复验信号时，时钟模块在预设 的时间段内按照预设的时间点向数据处理忍片提供时钟信号脉冲，使数据处理忍片控制数 据信息采集单元向云端服务器发送数据信息;时钟模块包括:如图3所示，时钟忍片33、石英 振荡模块31、时钟放大模块32、时钟电容Cszl、时钟电容Csz2、时钟电阻Rszl、时钟电阻 Rsz2;时钟忍片33内设时钟忍片W秒，分，时，日期为时钟数据，通过读或写获得和修改时钟 数据;时钟忍片内部有114个字节的静态RAM,用于存放系统通过串行口临时设定的特定字 符点阵代码;时钟放大模块32、时钟电容Csz 1、时钟电阻Rsz 1组成时钟放大电路;时钟电容 Cs Z 2、时钟电阻Rs Z 2组成滤波电路；
[0140] 云端服务器1还包括:变压器地址分配模块、监控点地址信息布置模块、监控点地 理位置模块、监控点地理位置转换模块、监控点地理位置层次设置模块、监控点信息更新模 块、监控点地理信息共享模块、监控点地理信息输出模块、监控点故障地理信息输出模块、 Socket数量调整模块、Socket管理模块；
[0141] 当云端服务器1接收到故障信号时，为了能够确定故障具体的位置本实施例中，设 置了故障位置确定功能。当然确定具体位置，运里不仅仅确定具体的故障位置信息，还包括 确定配电网全局的位置信息图。
[0142] 监控点地址信息布置模块用于设置配电网络各个监控点的通信地址信息，将配电 网络各个监控点的通信地址信息设置为全局布置图；运样使运维人员通过全局布置图了解 全部设备的位置信息。
[0143] 变压器地址分配模块用于对设置在配电网络各个监控点的变压器进行通信地址 设置，将变压器地址信息在全局布置图中进行地址信息标示;为了结合上述故障检测方式， 运里通过变压器地址分配模块对配电网中的变压器分配地址。
[0144] 监控点地理位置模块用于通过Socket(套接字），从全局布置图中，实时获取各个 监控点地理位置数据信息；
[0145] 监控点地理位置转换模块用于接收到的各个监控点地理位置数据信息转换成将 地理位置坐标格式，将地理位置坐标格式解码成GIS模块需要的格式；
[0146] 监控点地理位置层次设置模块用于将各个监控点的变压设备、供电线路、断路器、 隔离开关、接地开关、火灾报警、避雷装置在云服务器的数据存储模块中通过进行标识，形 成W监控点为主地址，变压设备、供电线路、断路器、隔离开关、接地开关、火灾报警、避雷装 置为从地址结构；
[0147] 监控点信息更新模块用于通过开启全局监听方式，当监控点内增设运行设备时， 数据信息控制子系统向云服务器发送增设设备信息，对监控点内增设设备进行地址信息设 置；
[0148] 监控点地理信息共享模块用于实现基于0GC标准的WMS服务，WMS为监控点地理位 置数据信息服务，0GC为开放地址空间信息，使维修维护人员通过移动终端获取地址空间 ?目息；
[0149] 监控点地理信息输出模块用于接收移动终端上客户端调用的HTTP请求;通过解析 包含在请求中的BBox参数，BBox参数为W地理坐标标识的查询范围；在内存中查找符合条 件的监控点地址信息;获取该监控点地址信息后，获取该监控点的设备信息生成设备列表， 形成一张监控点设备位置分布图，将监控点设备位置分布图转换成平面坐标；
[0150] 监控点故障地理信息输出模块用于当配电网络中某个监控点出现故障时，或出现 变压器Ξ相接地短路，或变压器两相接地短路、或变压器单相接地短路、或变压器中屯、线断 路、或变压器过负荷、或变压器缺相时，在全局布置图中标示提示，并通过进一步显示该监 控点出现故障的设备，生成图片，通过HTTP协议将图片返回给浏览器，供移动终端获取；
[0151] 本发明还包括:与云端服务器1通信连接的移动终端3;
[0152] 移动终端3设有GIS地图显示模块W及GIS地图调整模块；
[0153] GIS地图显示模块用于显示监控点地理信息输出模块输出的监控点设备位置分布 图W及全局布置图；GIS地图调整模块用于实时接收监控点地理信息输出模块和监控点故 障地理信息输出模块发送的地图信息，在移动终端当前显示的GIS地图显示区域，并且当监 控点地理信息输出模块和监控点故障地理信息输出模块发送的地图信息后，通过解析包含 在请求中的BBox参数，BBox参数为W地理坐标标识，GIS地图调整模块将BBox参数转换后形 成平面坐标形式，在已显示的地图信息上进行叠加显示。
[0154] 本发明利GIS服务，将配电网络的全局布置图保存在内存中，再根据不断更新配电 设备生成更新全局布置图。并且可W将位置信息传输至移动终端3供用户使用和参考，运里 的位置图片采用叠加到GIS地图上，实现了地理位置的实时显示。本发明的位置地图在 150ms左右即可完成图片的叠加，能够满足卫星位置数据每分钟上传5次的刷新速率，具有 处理速度快而且对客户端机器性能要求不高等优点。
[0155] 如图4和图5所示，所述数据信息控制子系统2还包括:数据发送单元；
[0156] 数据发送单元包括:数据信息编码器47、串行转并行单元48、发送数据缓存器42、 用户数据接口、数字频率合成器43、发送变频模块44、带通滤波器45、模数转换单元46、套接 字信息发送模块，
[0157] 所述套接字信息发送模块用于向云端服务器发送套接字申请请求信息；所述用 户数据接口采用PC接口或手机端接口，用于使PC机或手机接收和发送数据信息；
[0158] 所述发送数据缓存器42用于对发送的数据进行缓存;数字频率合成器43用于在数 据处理单元41控制下，对将要发送的数据信号进行扩频，并进行二相相移调制；
[0159] 经过调制的数据信息经过发送变频模块44将模拟信号变频到高频模拟信号，模数 转换单元46与带通滤波器45对调制的信号进行模拟与数字信号的转换，并对信号进行滤 波，所述数据信息编码器47对滤波后的数据信息进行编码，形成编码后的串行数据流数据 信息，并将编码数据信息进行通信传输；
[0160] 所述串行转并行单元48用于将所述编码数据信息拆分成N段，每段分别在各子信 道调制传输，各个子信道速率为总信道通信速率的N分之一，相当于每个信道码元周期被拉 长到数据不分段传输时的N倍，通信抗干扰性提高，且各子信道载波相互正交，各子载波的 频谱零点和相邻的子载波零点重合，防止各子信道之间的相互干扰；
[0161] 所述云端服务器1还包括:信息解码模块52、并行转串行模块51、接收数据缓存器、 服务器用户数据接口、数模转换器57、滤波器53、低噪放大器54、可控增益放大器56、时钟分 配器59、服务器数据处理器58、套接字信息排序模块、套接字信息分配模块优先级排序设置 模块、套接字信息调整模块、套接字信息分配模块；
[0162] 所述并行转串行模块51用于将数据接收模块接收的拆分成N段的编码数据信息进 行组合形成完整的信息编码；
[0163] 所述信息解码模块52用于将信息编码进行解码，使信息编码还原采集到的数据信 息;所述接收数据缓存器用于将数据接收模块接收的数据信息进行缓存;所述服务器用户 数据接口采用PC接口或手机端接口，用于使PC机或手机接收和发送数据信息；
[0164] 数据接收模块接收数据信息后，依次经过滤波器53、低噪放大器54、滤波器53、可 控增益放大器56、数模转换器57进行处理，处理后传输给服务器数据处理器58;可控增益放 大器56根据服务器数据处理器58的控制，对接收的模拟信号进行自动增益控制，同时对信 号进行增益放大器；
[0165] 时钟分配器59与服务器数据处理器58连接用于对服务器数据处理器58接收的模 拟信号，通过时钟分配器59来修改采样频率；
[0166] 对采样后的数据信息进行处理，瞬时处理信号带宽大大增加，动态范围较大，可扩 展性较好，灵活性较高，同时由于云端服务器减少了模拟环节，使引入的噪声更少、信号失 真更小、电路更简洁。
[0167] 其中为了保证信息传输速度，使信息传送达到优化，数据处理单元还包括:套接字 信息发送模块;套接字信息发送模块用于向云端服务器发送套接字申请请求信息；
[0168] 云端服务器还包括:套接字信息排序模块、套接字信息分配模块优先级排序设置 模块、套接字信息调整模块、套接字信息分配模块；
[0169] 数据接收模块包括:套接字信息接收模块；
[0170] 套接字信息接收模块，用于接收套接字信息发送模块发送的套接字申请请求信 息；
[0171] 优先级排序设置模块用于根据配电网电压等级分类；
[0172] 套接字信息排序模块用于根据套接字申请请求信息的优先级，对接收每个监控点 发送的数据信息进行接收次序的排队，并按照优先级从高到低顺序排列，得到分配队列，若 有至少两个优先级相同的套接字信息发送模块发送套接字申请请求信息，则按照发送套接 字申请请求信息的接收时间先后，对至少两个优先级相同的套接字信息发送模块进行排 序；
[0173] 套接字信息分配模块用于根据套接字信息排序模块得到的分配队列，为请求套接 字资源的套接字信息发送模块分配套接字资源；
[0174] 套接字信息调整模块用于当套接字信息发送模块向套接字信息接收模块含有故 障的请求信息时或者收到变压器Ξ相接地短路，或变压器两相接地短路、或变压器单相接 地短路、或变压器中屯、线断路、或变压器过负荷、或变压器缺相时，套接字信息调整模块将 该具有故障的请求信息调整为最先级；
[0175] 套接字数量调整模块用于预设套接字信息接收模块中单个套接字的需求传输速 率，并根据实际传输速率和单个套接字的需求传输速率，来调整套接字信息接收模块的最 大套接字数量；
[0176] 套接字管理模块用于在套接字信息接收模块中的已创建套接字数量超过最大套 接字数量时，销毁套接字信息接收模块的已创建套接字中优先级最低的一个，W使已创建 套接字数量少于或等于最大套接字数量;或在套接字信息接收模块中存在创建新套接字 的请求时，如果新创建套接字含有故障的请求信息，则创建新套接字，或者如果已创建的套 接字的优先级比新套接字的优先级低，创建新套接字，并销毁已创建套接字中优先级最低 的套接字；
[0177] 如果已创建套接字数量达到最大套接字数量，则比较新套接字与已创建套接字的 优先级高低，如果已创建套接字的优选级均比新套接字的优先级高，则不创建新套接字；
[0178] 在确定不创建新套接字后，等待至已创建套接字数量低于最大套接字数量时，再 响应请求创建新套接字，在创建新套接字后，根据已销毁的套接字生成新的创建套接字的 请求，等待至已创建套接字数量低于最大套接字数量时，再响应新的请求。
[0179] 运样可使套接字资源分配方案，根据请求套接字资源的优先级，对请求套接字资 源进行排序，得到分配队列，并根据分配队列，实现了资源的灵活分配，能够满足不同场景 下各个子系统对资源的不同需求，能够保证通信的连接，对通信资源实现最大化的利用。
[0180] 在本实施例中，如图6和图7所示，数据信息控制子系统还包括:数据信息编码器、 串行转并行单元；
[0181] 数据信息编码器用于对采集的数据信息进行编码，形成编码后的串行数据流数据 信息，并将编码数据信息进行通信传输；
[0182] 串行转并行单元用于将编码数据信息拆分成N段，每段分别在各子信道调制传输， 各个子信道速率为总信道通信速率的N分之一，相当于每个信道码元周期被拉长到数据不 分段传输时的N倍，通信抗干扰性提高，且各子信道载波相互正交，各子载波的频谱零点和 相邻的子载波零点重合，防止各子信道之间的相互干扰；
[0183] 云端服务器还包括:信息解码模块、并行转串行模块；
[0184] 并行转串行模块用于将拆分成N段的编码数据信息进行组合形成完整的信息编 码；
[0185] 信息解码模块用于将信息编码进行解码，使信息编码还原采集到的数据信息。
[0186] 在本实施例中，数据信息控制子系统还包括:载波调制单元；
[0187] 云端服务器还包括:载波解调模块；
[0188] 载波调制单元用于数据信息编码器对采集的数据信息进行编码，形成编码数据信 息，将编码数据信息形成串行数据流y〇，yi，y2,...，yN-i，形成串行数据流后串行转并行单元 对串行数据流进行转换，转换为并行数据流，各并行数据流yn在各子信道上相对应的正交 子载波进行调制，调制后再将各子信道已调信号进行叠加形成叠加信号并发送;其中， 一个叠加信号在周期Τ内有Ν个子载波信号，为第η个子信道的载波，则各子信道叠加 形成的叠加信号天
电中扣为第η个子信道的载波频率；
[0189]
[0190] 式中fO为第0个子信道的载波频率，η Af为子载波之间的频率间隔；
[0191] 载波解调模块用于还原叠加信号，其中云端服务器通过
[0194]式中Λ为云端服务器第η路子载波的解调出的信号，进行解调，解调出原始数据信 息。
[01%]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他 实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参考即可。
[0196]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对运些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可W在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所示的运些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。
【主权项】
1. 一种低压台区故障诊断系统，其特征在于，包括:分别设置在配电网各个低压台区的 数据信息控制子系统和云端服务器； 所述数据信息控制子系统包括:数据信息采集单元，数据处理单元、数据通信单元、数 据存储单元； 数据处理单元与数据信息采集单元电连接，数据通信单元与数据处理单元电连接;所 述数据信息采集单元将采集到的数据信息传输至数据处理单元，数据处理单元将采集的数 据按照设定的协议通过数据通信单元上传至云端服务器，并且数据处理单元通过数据通信 单元接收云端服务器发送的控制指令； 所述数据信息采集单元包括:变压设备数据采集模块、供电线路数据采集模块、断路器 数据采集模块、隔离开关数据采集模块、接地开关数据采集模块、火灾报警数据采集模块、 避雷装置数据采集模块； 所述变压设备数据采集模块用于采集现场变压设备及与变压设备相适配的配电设备 的模拟量，变压器各侧电流、电压、有功功率、无功功率、线圈温度、油温； 所述供电线路数据采集模块用于采集供电线路的电流、有功功率、无功功率;母线的电 压、频率;供电线路的三相电压、三相电流、零序电压、零序电流； 所述断路器数据采集模块、隔离开关数据采集模块、接地开关数据采集模块分别用于 采集现场设备的开关量，开关量包括:断路器位置、隔离开关、接地开关位置、断路器开关位 置、保护动作总信号、就地/远方转换开关位置、断路器操动机构异常信号、控制回路断线信 号、保护报警信号、保护装置故障信号； 所述火灾报警数据采集模块用于采集监控点内的火灾探测报警发出的火灾报警信息； 采集消防设施的运行状态信息;采集监控区内建筑物值班人员的上岗信息和巡检信息;采 集监控区内建筑物设备的故障报警信息； 所述避雷装置数据采集模块用于实时采集避雷器的数据； 所述云端服务器包括:数据接收模块、数据提取模块、数据解析模块、数据解析判断模 块、数据处理模块、传输模式设置模块、数据存储模块、时间模块、数据分析模块、监控分区 模块、数据复验模块、持续数据信息拆解校验模块； 所述监控分区模块用于根据地理环境和气候环境对各个监控点进行监控区域划分； 所述传输模式设置模块用于根据划分的监控区域设置各个监控区域与云端服务器的 传输协议； 所述数据接收模块用于接收各个区域传输的数据信息，并将各个区域所发送的采集数 据进行分类； 所述数据提取模块用于按照采集数据所对应的传输协议，将采集数据解析成数据层， 按照预设数据层和数据值之间的对应关系，进行数据信息提取； 所述数据解析模块用于将数据层串行比特数据流分离成并行数据流的形式，根据所述 数据层的协议类型，提取所述数据层内的帧头和帧尾信息，将帧头和帧尾信息与所述数据 层的数据链路层进行协议标签转换解析后的数据信息同步输出;所述数据解析模块用于根 据网络层对于的转换协议对数据层的网络层协议解析，根据网络层的协议对数据进行处理 后输出，同时根据网络层协议，提取数据层的网络层内的数据信息进行输出；所述数据解析 模块用于对数据层的传输层解析，根据传输层协议对数据层进行传输层的协议解析，根据 传输层的协议对数据层的传输层所对应的数据进行处理后输出； 所述数据处理模块用于将各种数据进行筛查、整理，提供各应用功能进行分析、统计及 存储，将收集的原始数据信息与预设的阈值进行对比分析，当采集的数据信息超出阈值时， 发出告警信息； 所述数据处理模块当收到变压器二次侧的三相电压和三相电流分别为： Ua = Ub = Uc = 0，Ia>Ihe，Ib>Ihe，Ic>Ih e时，判断为变压器三相接地短路； 当收到变压器二次侧的三相电压分别为： Ua 一 Ub 一 Oila〉Ihe，Ib〉Ihe 或Ua - Uc - 0, lb〉Ihe，Ic〉Ihe 或11。= 1^=0，1。>11^，13>11^时，判定为变压器两相接地短路； 当接收到变压器二次侧的三相电压和三相电流分别为： 遽|^|^时，判定为变压器单相接地短路； 或11外⑶加 Us>Ute, Vb<uki U.dli, 、"1接收到或U8<Uh us<ufc时，判定为变压器中心线断路； 或14>1^ il3<Uk 当接收到或时，判定为变压器过负荷； 或 Ki 当接收到的数据信息为^ 时，判定为变压器缺相； 额定电流值;Ki-过负荷系数； Ihe-故障电流限值，当线路电流大于该值时，即认为发生了短路故障； Ule-电压下限，当发生短路故障时，线路电压会下降。当变压器出线电压值小于该值时， 如同时有线路电流大于Ihe，即判断变压器出线发生了接地故障； Uhe-电压上限值，当线路电压有一相大于该值时，同时其它两相线路电压小于电压下限 值时，即判断线路发生中心线断线故障； 所述数据复验模块用于当出现变压器三相接地短路，或变压器两相接地短路、或变压 器单相接地短路、或变压器中心线断路、或变压器过负荷、或变压器缺相时，数据复验模块 向数据处理单元发出复验信号，使数据处理单元在预设的时间段内持续的进行对现场数据 采集，并持续的将采集的信息传输至云端服务器； 所述数据持续接收模块用于在预设时间段内持续接收的持续数据信息，其中所述持续 数据信息包括:持续数据信息和持续校核信息;所述持续数据信息设有若干个时间点数据 信息以及与时间点数据信息相对应的时间点校核信息和时间点修正信息； 所述持续数据信息拆解校验模块用于持续的将时间点的数据信息进行拆解，使时间点 数据信息、时间点校核信息和时间点修正信息分解，数据分解后，对时间点校核信息进行校 核，当校核通过后，将该时间点的数据信息传输给数据处理模块，并对下一时间点的数据信 息进行拆解校验；当时间点校核信息未通过校核时，将未通过校核的时间点校核信息、时间 点数据信息、时间点修正信息同时传输至信息修正模块； 所述信息修正模块用于接收的未通过校核的时间点校核信息、时间点数据信息、时间 点修正信息，获取该时间点的修正信息，对该时间点的时间点数据信息进行修正，将修正后 的时间点信息发送给数据处理模块； 所述数据处理模块还用于接收所述持续数据信息拆解校验模块持续发送的时间点的 数据信息，并根据持续接收的时间点的数据信息进行相互比对判断变压器所处的状态;还 用于接收信息修正模块接收的修正后的时间点信息，并将修正后的时间点信息与该时间点 前一时间点的数据信息进行比较，以及将修正后的时间点信息与该时间点后一时间点的数 据信息进行比较，验证该修正后的时间点信息是否与整个时间段内的变压器故障判断相符 合； 所述数据存储模块用于通过监控平台进行系统的数据存储，供监控客户端连接，共享 数据信息，供电网维护人员知识交流、数据积累，通过储存的各种维护过程日志，维修修护 过程案例及相关标准或规范文件，形成典型案例，并提供相关标准、规范文档、操作规程，实 现知识经验共享和管理； 所述时间模块用于通过获取北斗时钟源时间信息统一设置统一系统时间内元件的时 间； 所述数据分析模块用于对监控区域内监控点的数据信息通过线路、公式、仪表、表格、 图形、数值各种展现形式进行有机整合，对整合后的数据信息进行的可视化输出，形成数据 发展趋势图，让关键参数醒目地投射到显示平台上；当监控点内的数据信息超出阈值时，先 进行告警过滤、告警前转、告警呈现、告警查询、告警统计相关处理，并将告警信息及时、正 确的存储； 数据处理单元包括:时钟模块、数据处理芯片； 所述时钟模块用于当所述数据复验模块向数据处理单元发送复验信号时，所述时钟模 块在预设的时间段内按照预设的时间点向数据处理芯片提供时钟信号脉冲，使数据处理芯 片控制数据信息采集单元向所述云端服务器发送数据信息； 所述时钟模块包括:时钟芯片(33 )、石英振荡模块(31 )、时钟放大模块(32 )、时钟电容 〇821、时钟电容〇822、时钟电阻1^?1、时钟电阻1^?2; 所述时钟芯片（33)内设所述时钟芯片以秒，分，时，日期为时钟数据，通过读或写获得 和修改时钟数据;所述时钟芯片内部有114个字节的静态RAM，用于存放系统通过串行口临 时设定的特定字符点阵代码;所述时钟放大模块(32 )、时钟电容Csz 1、时钟电阻Rsz 1组成时 钟放大电路;所述时钟电容Cs z 2、时钟电阻Rs z 2组成滤波电路； 所述云端服务器还包括:变压器地址分配模块、监控点地址信息布置模块、监控点地理 位置模块、监控点地理位置转换模块、监控点地理位置层次设置模块、监控点信息更新模 块、监控点地理信息共享模块、监控点地理信息输出模块、监控点故障地理信息输出模块、 Socket数量调整模块、Socket管理模块； 所述监控点地址信息布置模块用于设置配电网络各个监控点的通信地址信息，将配电 网络各个监控点的通信地址信息设置为全局布置图； 所述变压器地址分配模块用于对设置在配电网络各个监控点的变压器进行通信地址 设置，将变压器地址信息在全局布置图中进行地址信息标示； 所述监控点地理位置模块用于通过Socket套接字，从全局布置图中，实时获取各个监 控点地理位置数据信息； 所述监控点地理位置转换模块用于接收到的各个监控点地理位置数据信息转换成将 地理位置坐标格式，将地理位置坐标格式解码成GIS模块需要的格式； 所述监控点地理位置层次设置模块用于将各个监控点的变压设备、供电线路、断路器、 隔离开关、接地开关、火灾报警、避雷装置在云服务器的数据存储模块中通过进行标识，形 成以监控点为主地址，变压设备、供电线路、断路器、隔离开关、接地开关、火灾报警、避雷装 置为从地址结构； 所述监控点信息更新模块用于通过开启全局监听方式，当监控点内增设运行设备时， 数据信息控制子系统向云服务器发送增设设备信息，对监控点内增设设备进行地址信息设 置； 所述监控点地理信息共享模块用于实现基于0GC标准的WMS服务，WMS为监控点地理位 置数据信息服务，0GC为开放地址空间信息，使维修维护人员通过移动终端获取地址空间 信息； 所述监控点地理信息输出模块用于接收移动终端上客户端调用的HTTP请求;通过解析 包含在请求中的BBox参数，BBox参数为以地理坐标标识的查询范围；在内存中查找符合条 件的监控点地址信息;获取该监控点地址信息后，获取该监控点的设备信息生成设备列表， 形成一张监控点设备位置分布图，将监控点设备位置分布图转换成平面坐标； 所述监控点故障地理信息输出模块用于当配电网络中某个监控点出现故障时，或出现 变压器三相接地短路，或变压器两相接地短路、或变压器单相接地短路、或变压器中心线断 路、或变压器过负荷、或变压器缺相时，在全局布置图中标示提示，并通过进一步显示该监 控点出现故障的设备，生成图片，通过HTTP协议将图片返回给浏览器，供移动终端获取； 所述数据信息控制子系统还包括:数据发送单元； 数据发送单元包括:数据信息编码器、串行转并行单元、发送数据缓存器、用户数据接 口、数字频率合成器、发送变频模块、带通滤波器、模数转换单元、套接字信息发送模块， 所述套接字信息发送模块用于向云端服务器发送套接字申请请求信息； 所述用户数据接口采用PC接口或手机端接口，用于使PC机或手机接收和发送数据信 息； 所述发送数据缓存器用于对发送的数据进行缓存;数字频率合成器用于在数据处理单 元控制下，对将要发送的数据信号进行扩频，并进行二相相移调制； 经过调制的数据信息经过发送变频模块将模拟信号变频到高频模拟信号，模数转换单 元与带通滤波器对调制的信号进行模拟与数字信号的转换，并对信号进行滤波，所述数据 信息编码器对滤波后的数据信息进行编码，形成编码后的串行数据流数据信息，并将编码 数据信息进行通信传输； 所述串行转并行单元用于将所述编码数据信息拆分成N段，每段分别在各子信道调制 传输，各个子信道速率为总信道通信速率的N分之一，相当于每个信道码元周期被拉长到数 据不分段传输时的N倍，通信抗干扰性提高，且各子信道载波相互正交，各子载波的频谱零 点和相邻的子载波零点重合，防止各子信道之间的相互干扰； 所述云端服务器还包括:信息解码模块、并行转串行模块、接收数据缓存器、服务器用 户数据接口、数模转换器、滤波器、低噪放大器、可控增益放大器、时钟分配器、服务器数据 处理器、套接字信息排序模块、套接字信息分配模块优先级排序设置模块、套接字信息调整 模块、套接字信息分配模块； 所述并行转串行模块用于将数据接收模块接收的拆分成N段的编码数据信息进行组合 形成完整的信息编码； 所述信息解码模块用于将信息编码进行解码，使信息编码还原采集到的数据信息； 所述接收数据缓存器用于将数据接收模块接收的数据信息进行缓存； 所述服务器用户数据接口采用PC接口或手机端接口，用于使PC机或手机接收和发送数 据信息； 数据接收模块接收数据信息后，依次经过滤波器、低噪放大器、滤波器、可控增益放大 器、数模转换器进行处理，处理后传输给服务器数据处理器； 可控增益放大器根据服务器数据处理器的控制，对接收的模拟信号进行自动增益控 制，同时对信号进行增益放大器； 时钟分配器与服务器数据处理器连接用于对服务器数据处理器接收的模拟信号，通过 时钟分配器来修改采样频率； 所述数据接收模块包括:套接字信息接收模块； 所述套接字信息接收模块，用于接收套接字信息发送模块发送的套接字申请请求信 息； 所述优先级排序设置模块用于根据配电网电压等级分类； 所述套接字信息排序模块用于根据套接字申请请求信息的优先级，对接收每个监控点 发送的数据信息进行接收次序的排队，并按照优先级从高到低顺序排列，得到分配队列，若 有至少两个优先级相同的套接字信息发送模块发送套接字申请请求信息，则按照发送套接 字申请请求信息的接收时间先后，对所述至少两个优先级相同的套接字信息发送模块进行 排序； 所述套接字信息分配模块用于根据所述套接字信息排序模块得到的分配队列，为所述 请求套接字资源的套接字信息发送模块分配套接字资源； 所述套接字信息调整模块用于当套接字信息发送模块向套接字信息接收模块含有故 障的请求信息时或者收到变压器三相接地短路，或变压器两相接地短路、或变压器单相接 地短路、或变压器中心线断路、或变压器过负荷、或变压器缺相时，套接字信息调整模块将 该具有故障的请求信息调整为最先级； 所述套接字数量调整模块用于预设所述套接字信息接收模块中单个套接字的需求传 输速率，并根据实际传输速率和单个套接字的需求传输速率，来调整套接字信息接收模块 的最大套接字数量； 所述套接字管理模块用于在所述套接字信息接收模块中的已创建套接字数量超过所 述最大套接字数量时，销毁所述套接字信息接收模块的已创建套接字中优先级最低的一 个，以使所述已创建套接字数量少于或等于所述最大套接字数量;或在所述套接字信息接 收模块中存在创建新套接字的请求时，如果新创建套接字含有故障的请求信息，则创建新 套接字，或者如果所述已创建的套接字的优先级比新套接字的优先级低，创建所述新套接 字，并销毁所述已创建套接字中优先级最低的套接字； 如果所述已创建套接字数量达到所述最大套接字数量，则比较所述新套接字与所述已 创建套接字的优先级高低，如果所述已创建套接字的优选级均比所述新套接字的优先级 高，则不创建所述新套接字； 在确定不创建新套接字后，等待至已创建套接字数量低于最大套接字数量时，再响应 请求创建所述新套接字，在创建新套接字后，根据已销毁的套接字生成新的创建套接字的 请求，等待至已创建套接字数量低于最大套接字数量时，再响应所述新的请求。2.根据权利要求1所述的低压台区故障诊断系统，其特征在于， 还包括:与云端服务器1通信连接的移动终端； 移动终端设有GIS地图显示模块以及GIS地图调整模块； 所述GIS地图显示模块用于显示所述监控点地理信息输出模块输出的监控点设备位置 分布图以及全局布置图； 所述GIS地图调整模块用于实时接收所述监控点地理信息输出模块和所述监控点故障 地理信息输出模块发送的地图信息，在移动终端当前显示的GIS地图显示区域，并且当所述 监控点地理信息输出模块和所述监控点故障地理。
【文档编号】G01D21/02GK106066192SQ201610349616
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年5月24日 公开号201610349616.9, CN 106066192 A, CN 106066192A, CN 201610349616, CN-A-106066192, CN106066192 A, CN106066192A, CN201610349616, CN201610349616.9
【发明人】张兴凯, 陈宏伟, 张长斌, 翟新胜, 杜松, 王云, 乔志国, 马建华, 蒋仲俊, 李鹏
【申请人】国家电网公司, 国网山东省电力公司泗水县供电公司