本发明涉及电气设备信息监测系统技术领域，尤其涉及一种电气设备运行信息监控系统。
背景技术：
当前市面上的电气设备运行信息监测仪往往存在很多缺陷：主芯片不仅需要负担数据处理，同时也要实现通讯及人机交互等功能，负担较重，往往以牺牲电气设备运行信息监测指标的实时性和精确性为代价；电气设备运行信息监测功能比较单一，无法满足对电气设备运行信息综合评估的需要，实用性差；通讯方式单一，具体应用中在某些特殊监测点不利于实现电气设备运行信息的网络化监测，同时也不能自行处理信号，所以在智能性与实用性方面还有待提高。
申请为200820170703.9的实用新型提供一种基于双cpu的分布式电气设备运行信息在线监测仪,包括信号调理电路模块、ad采样电路模块、dsp数据处理模块、arm上位管理机模块、电力线载波通信模块和液晶显示模块;ad采样电路实现对6通道电力信号的同步采样;利用专用的hpi主机口实现dsp模块与arm模块间的高速数据传输;arm模块采用wince作为操作系统和软件开发平台;电力线载波通信模块用以实现与远方监控中心的数据通信。本装置可实现实时、精确的电气设备运行信息测量与分析,并具有友好便捷的管理与交互界面,适用于单点式的电气设备运行信息监测或者分布式的电气设备运行信息在线监测系统。
申请为201120530199.0的实用新型公开了一种基于双cpu的电气设备运行信息在线监测仪，包括用于采集转换外部三相电压电流信号的数据采集模块、用于对采集转换的信息按电气设备运行信息指标分析计算的数据处理分析模块、双口ram、外围控制模块、cpld电路模块、外围模块，所述外围模块包括用于存储监测数据的数据存储模块、用于上传监测数据的通讯模块和用于显示监测数据的显示模块，所述数据采集模块、数据处理分析模块、双口ram、外围控制模块、cpld电路模块依次相连，所述cpld电路模块分别与数据存储模块、通讯模块、显示模块相连；所述数据处理分析模块和外围控制模块内分别具有各自独立的cpu芯片。该实用新型可提高对电气设备运行信息的监测能力。
然而，这些电气设备运行信息监测装置，在功能与智能化上，仍有进步空间，完全可以实现自诊断、故障记录、数据通信等多种功能的综合运用。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种电气设备运行信息监控系统，具有自动检测记录、数据通信等多种功能，为电气设备运行信息解析与故障分析提供便利，且具有较高的可靠性。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：一种电气设备运行信息监控系统，包括供源模块以及分别与所述供源模块连接的采样模块、信号处理模块、运行分析模块，所述采样模块、所述信号处理模块、所述运行分析模块之间通过传输模块连接；所述采样模块包括运维信息监控器、运行信息采集器和局部放电检测器，所述信号处理模块包括数据采集卡以及分别与所述数据采集卡连接的数据集中器、分级存储器，所述数据采集卡与所述采样模块连接。
进一步地，所述运维信息监控器包括指纹识别器、专用高清摄像头和二维码扫描处理器，所述指纹识别器可以识别并记录运维人员信息，所述二维码扫描处理器可扫描运维设备的二维码标识，所述二维码标识包括由耦合元件及条形码组成的标签。
进一步地，所述运行信息采集器包括多功能电能表以及分别与所述多功能电能表连接的电压传感器、电流传感器、脉冲计数器和频率计数器。
进一步地，所述局部放电检测器包括放电检测装置和电磁波检测装置，所述放电检测装置包括放电枪、放电电极和放电板，所述电磁波检测装置包括射频电磁波发生器和射频电磁波接收器。
进一步地，所述传输模块包括近程传感器网络与远程无线网络，所述近程传感器网络采用电力载波传输或wifi传输，所述远程无线网络采用长距离点对点式传输。
进一步地，所述采样模块与所述信号处理模块之间采用所述进程传感器网络连接，所述信号处理模块与所述运行分析模块之间采用所述远程无线网络连接。
进一步地，所述运行分析模块包括pc终端机以及与所述pc终端机连接的显示存储模块，所述pc终端机安装有专家分析软件。
进一步地，所述显示存储模块包括数码显示单元，所述数码显示单元分别连接串行通信接口、人机接口单元和存储器。
进一步地，所述供源模块包括主电源与分布式电源；所述主电源与所述运行分析模块连接，采用电场能集能供源方式；所述分布式电源分别与所述采样模块、所述信号处理模块连接，采用电力数据传输线供源方式。
进一步地，所述数码显示单元包括数据设定面板及led显示面板，所述数据设定面板包括若干个数据输入按钮及指令按钮。
本发明的有益效果体现在以下几个方面：
1、本发明所提出的电气设备运行信息监控系统，将带电气设备运行涉及到的不同种数据进行综合检测，能同时采集到运维信息、运行信息和局放信息等，所有检测到的数据无需依靠现场试验的专业人员手工记录，而是根据工作人员需要，利用信号处理模块直接转换存储相应采样模块数据，克服传统作业方式数据规范性差、量测结果无法方便进行归档统计分析等缺陷；
2、本发明利用传输模块实现现场采样模块与后台运行分析模块之间的数据互联，并可以根据需要优先采取合适的近程及远程网络，其中，远程网络可以采取gsm式无线移动传输，利用移动通讯技术，使电气设备运维作业能够直接或间接与电气运维设备连接并通讯，提高电气设备运维数据的实时性和准确性。
3、本发明装置的供源单元采用主电源与分布式电源的协同作用，主电源应用感应取能原理，将感应取能技术应用于设备运维监控作业中，减少了供源的复杂度和困难度，能够合理利用资源，实现后台运行分析模块的供电；分布式电源采用的是分布式的poe电源线供电，能在确保现有结构化布线安全的同时，还能保证各传感器的正常运行，最大限度地降低成本。
4、本发明的电气设备运行信息监测系统是一个实时数据采集系统，可将采集的数据进行实时分析、运算和处理，便于控制，选择性和配合性好，集测量、监控和保护于一身，可通过通信接口与计算机联网构成智能化的监控保护与信息管理系统，具有较高的工业使用价值，值得广泛推广与使用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种电气设备运行信息监控系统，包括供源模块1以及分别与供源模块1连接的采样模块4、信号处理模块8、运行分析模块12，采样模块、信号处理模块、运行分析模块之间通过传输模块13连接；采样模块4包括运维信息监控器5、运行信息采集器6和局部放电检测器7，信号处理模块8包括数据采集卡9以及分别与数据采集卡9连接的数据集中器10、分级存储器11，数据采集卡9与采样模块4连接。分级存储器是依照内容进行分级的存储器cam，这是一种特殊的存储阵列ram，它的主要工作机制就是将一个输入数据项与存储在cam中的所有数据项自动同时进行比较，判别该输入数据项与cam中存储的数据项是否相匹配，并输出该数据项对应的匹配信息，尤其适用于数据种类繁多、调用复杂的情形，这类存储器可以使数据集中器根据所要记录或调用的数据类别信息，进行数据的准确提取，方便快捷。
运维信息监控器5包括指纹识别器、专用高清摄像头和二维码扫描处理器，指纹识别器可以识别并记录运维人员信息，二维码扫描处理器可扫描运维设备的二维码标识，二维码标识包括由耦合元件及条形码组成的标签。运维信息监控器包括指纹识别器、专用高清摄像头和二维码扫描处理器，指纹识别器可以识别并记录运维人员信息，二维码扫描处理器可扫描运维设备的二维码标识，二维码标识包括由耦合元件及条形码组成的标签，可用于对进行电气设备作业的运维人员进行身份识别，并对所应用的运维设备进行工机具识别，在使用时运维人员可以通过指纹识别形式，进行运维信息记录，也可以佩戴二维码标识的胸牌，运维设备上也配备有独立的二维码标识，这些二维码标识包括由耦合元件及条形码组成的标签，每个标签具有唯一的电子编码，通过运维信息监控器无线（非接触式）读取标签信息，就可以快速对运维人员或设备信息进行识别与记录。
运行信息采集器6包括多功能电能表以及分别与多功能电能表连接的电压传感器、电流传感器、脉冲计数器和频率计数器。局部放电检测器7包括放电检测装置和电磁波检测装置，放电检测装置包括放电枪、放电电极和放电板，电磁波检测装置包括射频电磁波发生器和射频电磁波接收器。在具体实施时，采样模块可以根据预设流程进行全方位的自动系统化操作，采集所有数据，并经预处理后自动存储在分级存储器中，也可以通过设置与采样模块连接的移动控制终端，通过移动控制终端的液晶显示人机交互界面进行人为控制，以重点得到某一或某些类型的传感数据。关于不同类别的数据采集，以局放检测为例，主要依靠的是局部放电检测器，包括放电检测装置和电磁波检测装置，放电检测装置包括放电枪、放电电极和放电板，电磁波检测装置包括射频电磁波发生器和射频电磁波接收器，进行电气设备局部放电检测，即进行局部放电抗扰度试验和射频电磁场抗扰度试验，放电板分为对水平耦合板放电和对垂直耦合板两种，放电抗扰度试验条件：接触放电电压可设置为±8kv，放电电极为圆锥形；空气放电电压为±15kv；放电电极为圆形。接触放电一般采用连续放电模式，空气放电一般采用单次放电模式；放电试验开始前，可以给电气设备配置面板，外表应完好无裂痕，另外面板还应配有完整的密封圈。试验方法：放电仅施加于操作人员正常使用受试设备时可能接触的点和表面上。接触式放电的放电板分为对水平耦合板放电和对垂直耦合板，其中，水平耦合板放电：将放电枪尖离测试台板(铝或不锈钢板)约0.5-1cm高左右（标准为放电枪尖距表10cm，0高度），放电枪对测试台板能放电，围着被测表进行放电，观察电气设备是否有异常；垂直耦合板放电：电气设备距垂直耦合板10cm（标准），放电枪尖顶在板垂直边中点放电，观察电气设备是否有异常。对电气设备进行空气放电时，主要针对电气设备的边缘部位进行正、负放电。射频电磁场抗扰度试验主要应用了电磁波发射装置和接收装置，在电流线路中加载额定脉冲电流；在电压线路加参比电压；电压线路的试验电压可以设置为4kv；试验时间为60s，要求在脉冲群的作用下，设备能连续准确地工作，不出现任何异常现象，才可以满足局部放电抗干扰耐受标准。
传输模块13包括近程传感器网络16与远程无线网络17，近程传感器网络采用电力载波传输或wifi传输，远程无线网络采用长距离点对点式传输。近程传感器网络采用电力载波传输或wifi传输，远程无线网络采用长距离点对点式传输。传输模块的数据传输方式可以自由选择，如果仅是小范围内进行实时数据传输，可实现直接性的线路传输，如电力载波不依托辅助元件，也可以采用wifi传输，形成很适用于小范围内互联的近程传感器网络；远程无线网络既可以采用gsm无线传输，可以与各种公用通信网络互联，抗干扰性强，通信质量高，不受距离限制，也可以采用长距离点对点式传输，通过信号处理模块使用一次gsm传输，相比于gsm无线传输而言，不必使用sim卡，大大降低了长期使用费用，尤其是在本方案用来实现远程数据互联时，可以优选gsm短信方式，即电气设备运维检测结果通过手机短信等移动通讯手段，直接实现运行分析模块与电气设备的现场实时互动。采样模块与信号处理模块之间采用进程传感器网络连接，信号处理模块与运行分析模块之间采用远程无线网络连接。
运行分析模块12包括pc终端机14以及与pc终端机14连接的显示存储模块15，pc终端机安装有专家分析软件。专家分析软件可以应用cpuview程序软件，这是在工控领域应用比较广泛的图形化单片机编程软件，可实现自动在线升级功能，自动生成单片机需要的机器码hex文件，实现一键点按式的单片机编程，自己搭建自己的特定的多功能采集卡，可以轻松使用和实现，算法模型及编程结果直接放到单片机就可以使用了，操作比labview要简单。
显示存储模块包括数码显示单元，数码显示单元分别连接串行通信接口、人机接口单元和存储器。数码显示单元包括数据设定面板及led显示面板，数据设定面板包括若干个数据输入按钮及指令按钮。在具体实施时，数据设定面板中的数据输入按钮，包括‘0’至‘9’十个阿拉伯数字输入键，指令按钮包括有报警设定、停机设定、返回、确认、开/关机、自动检测等。
供源模块1包括主电源2与分布式电源3；主电源与运行分析模块连接，采用电场能集能供源方式；分布式电源分别与采样模块、信号处理模块连接，采用电力数据传输线供源方式。主电源包括电场能集能装置、整流器和蓄电池，电场能集能装置包括平板电容器，平板电容器设置于电力设备母线的交变电场中。分布式电源采用poe供电，以电力数据传输线为供源线路。电场能集能装置包括平板电容器，平板电容器设置于电力设备母线的交变电场中，两端感应出电流电压，将电场能转换为电能，向负载进行供电；供源模块的主电源应用感应取能原理，将感应取能技术应用于传感装置中，主要包括电场能集能装置、整流器和蓄电池，一方面，减少了供源的复杂度和困难度，能够合理利用资源，另一方面，在感应取能的供电单元中加入整流器、蓄电池，其中，整流器包括降压器以及稳压电路，以通过收集环境中产生的高压设备耦合能量，然后将这种能量转换成良好调节的输出，为传感单元及通信单元提供能量；能够有效避免供电线路在电力机柜母线的大电流下，取能单元吸取能量过剩而烧损电源电路，减小电源的发热量，并将多余的吸取能量进行有效储存，并能够避免供电线路电流为小电流或者断电的情况下而导致测试设备的供电不足，保证取能部件能够向测试设备输出稳定电源，保证测试设备持久稳定运行；并且能够防止取能单元饱和，且使取能单元能够发出瞬时大功率，增强取能电源带负载能力以及适应能力。电场能集能装置收集环境中产生的高压线路耦合能量并转换为电能，经整流稳压单元整流稳压后储存在蓄电池中为传感单元供电。
蓄电池的充放电主要通过整流器的稳压电路来实现，对于充放电稳压电路的设计，随着电力电子器件的发展，大功率开关器件如绝缘栅双极晶体管igbt的技术及其制造工艺日益成熟，已在变换器、有源电力滤波器、整流器、逆变器、动态电压调节器等方面得到成功的应用。本具体实施时，可采用由igbt组成的电路来产生大功率正弦信号，该信号经升压变压器升压及高压串联谐振电路放大后，电压等级可达高压、超高压、特高压级别。建立了调频式谐振特高压试验电源的数学模型，并在此基础上提出了电压调节自调整比例–积分控制方法和新的pi锁相自动调频的方法，从而实现整个充放电电路的调压和调频，我们所提的控制方法有利于消除传感装置的稳态误差和提高传感装置的动态性能，易于工程实现，其中，稳压频率控制主要由三相不可控整流电路，h桥逆变电路，输出滤波器，串联谐振电路组成。
分布式电源可采用poe供电，以电力数据传输线为供源线路。对各个采样单元的节点，采用的是分布式的poe供电，通过电力传输数据并作为供电电源，这样做就能在确保现有结构化布线安全的同时，不仅保证现有网络的正常运作，还能保证各传感器的正常运行，最大限度地降低成本。ieee802.3af标准是基于以太网供电系统poe的新标准，它在ieee802.3的基础上增加了通过网线直接供电的相关标准，是现有以太网标准的扩展，也是第一个关于电源分配的国际标准。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。