智能變壓器終端收集開關柜電氣數據的系統及其收集方法與流程

本發明涉及電氣設備智能化領域，特別涉及一種智能變壓器終端收集開關柜電氣數據的系統及其方法。

背景技術：

在大型配電房中，存在著變壓器和各類開關柜等多種電氣設備；隨著電氣智能化的發展，逐步在變壓器就地配備智能變壓器終端實現測控等功能，智能變壓器終端通過以太網或gprs等通信網絡與后臺數據中心的變壓器管理系統交互。

由于rs485總線具有實現簡單、價格便宜、應用成熟等優點，rs485總線是當前開關柜多功能表主要的通信方式，開關柜多功能表通過rs485總線與后臺開關柜管理系統進行信息交互；此外，由于大型配電房開關柜數量通常較多，因此一般采用功能相對簡單的開關柜多功能表來實現開關柜的測控功能，開關柜多功能表通常采用rs485通信方式和modbus協議，當前普遍采用專門的通信管理機進行多個開關柜多功能表的信息匯總，再由通信管理機與后臺的開關柜管理系統交互(參見圖1)；但上述現有技術一般存在以下缺點：由于rs485總線傳輸距離有限，存在著信息的融合和系統的重復建設問題，且當前的配電房智能化系統中，變壓器和開關柜通常采用兩套獨立的系統完成，因此，大型配電房開關柜智能化實際應用中，需要增添通信管理機；該通信管理機同時具有rs485接口和以太網等其他通信接口，起到信息匯總和轉換的作用；通信管理機一方面通過rs485總線與開關柜多功能表互連，另一方面，通過以太網等接口與后臺開關柜管理系統通信。但通信管理機的價格較昂貴，而且增加通信管理機會提高連接難度。

因此，有必要做進一步改進。

技術實現要素：

本發明的目的旨在提供一種利用智能變壓器終端實現開關柜多功能表與后臺管理中心的交互，避免了需要采用專門的通信管理機進行多個開關柜多功能表的信息匯總的傳統做法，而且實現了變壓器和開關柜兩種設備信息的融合的智能變壓器終端收集開關柜電氣數據的系統及其收集方法，以克服現有技術中的不足之處。

按此目的設計的一種智能變壓器終端收集開關柜電氣數據的系統，包括智能變壓器終端和一組以上開關柜多功能表：其特征在于：智能變壓器終端與各開關柜多功能表通信；智能變壓器終端與后臺數據中心通信網絡互連；后臺數據中心與用戶交互通信；開關柜多功能表與modbus協議。本結構中，智能變壓器終端除了完成變壓器監測和控制功能外，還實現了開關柜信息匯集器的功能，以替代現有結構中的通信管理機，節省了成本。

所述智能變壓器終端通過rs485總線與各開關柜多功能表通信；智能變壓器終端通過rs485總線、gprs技術或以太網與后臺數據中心通信網絡互連；后臺數據中心與用戶交互通信。

所述智能變壓器終端上設置有備用rs485接口，開關柜多功能表上設置有rs485接口，智能變壓器終端備用rs485接口與開關柜多功能表rs485接口之間通過rs485總線相連接，實現智能變壓器終端與開關柜多功能表的通信互連，智能變壓器終端與一組以上開關柜多功能表構成rs485總線系統，各開關柜多功能表相互并聯連接。

所述智能變壓器終端采用固定指令模式與開關柜多功能表進行信息交換。

所述智能變壓器終端采用固定指令讀取開關柜多功能表上的modbus報文信息，并直接通過通信網絡將開關柜多功能表上的modbus報文信息傳輸給后臺數據中心。

所述用戶交互包括裝載有相應app的智能手機或網頁。

一種用于上述智能變壓器終端收集開關柜電氣數據的系統的收集方法，其特征在于：包括以下步驟：

s1、將智能變壓器終端與各開關柜多功能表相連接，形成rs485總線系統；

s2、智能變壓器終端利用終端處理信息周期中的空余時間，分批次地采用固定指令模式發送命令給開關柜多功能表，請求獲取開關柜多功能表信息；

s3、開關柜多功能表通過rs485總線將modbus報文信息傳輸給智能變壓器終端；

s4、智能變壓器終端獲得modbus報文信息，不對開關柜多功能表的電氣數據進行具體解析，只暫時保存在智能變壓器終端；

s5、智能變壓器終端利用終端處理信息周期中的空余時間，分別將開關柜多功能表的電氣數據通過通信網絡傳輸給后臺數據中心，由后臺數據中心對modbus報文信息進行報文解析和分析。

本發明具有以下有益效果：

1、充分利用智能變壓器終端的通信功能，實現開關柜多功能表與后臺數據中心的交互，避免了當前需要采用專門的通信管理機進行多個開關柜多功能表的信息匯總的做法，成本降低；

2、對智能變壓器終端的計算處理能力要求降低，智能變壓器終端利用終端處理信息周期中的空余時間獲取開關柜電氣數據，不對開關柜電氣數據進行具體解析，直接通過通信網絡傳輸給后臺數據中心，由后臺數據中心進行報文解析和分析；

3、實現變壓器和開關柜兩類設備信息的融合，統一通過智能變壓器終端傳輸和接收數據，避免后臺數據中心運行兩套監控軟件。

附圖說明

圖1為現有變壓器和開關柜兩套獨立智能組件所組成的系統原理圖。

圖2為本發明一實施例開關柜接入智能變壓器終端的系統原理圖。

圖3為本發明一實施例中modbus的報文結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述。

參見圖2和圖3，本智能變壓器終端收集開關柜電氣數據的系統，包括智能變壓器終端和一組以上開關柜多功能表：智能變壓器終端與各開關柜多功能表通信；智能變壓器終端與后臺數據中心通信網絡互連；后臺數據中心與用戶交互通信；開關柜多功能表與modbus協議。本結構中，智能變壓器終端除了完成變壓器監測和控制功能外，還實現了傳統結構中信息匯集器的功能，以替代現有結構中的通信管理機，節省了成本。

進一步說，為提高通信的有效性，智能變壓器終端通過rs485總線與各開關柜多功能表通信；智能變壓器終端通過rs485總線、gprs技術或以太網與后臺數據中心通信網絡互連；后臺數據中心通過gprs技術或以太網與用戶交互通信。

進一步說，智能變壓器終端上設置有備用rs485接口，開關柜多功能表上設置有rs485接口，智能變壓器終端備用rs485接口與開關柜多功能表rs485接口之間通過rs485總線相連接，實現智能變壓器終端與開關柜多功能表的通信互連，一智能變壓器終端與一組以上開關柜多功能表構成rs485總線系統，各開關柜多功能表相互并聯連接。

進一步說，智能變壓器終端采用固定指令模式與開關柜多功能表進行信息交換，降低對智能變壓器終端的計算處理能力的要求；充分利用智能變壓器終端實現開關柜多功能表與后臺管理中心的交互，避免了當前需要采用專門的通信管理機進行多個開關柜多功能表的信息匯總的做法；而且實現了變壓器和開關柜兩種設備信息的融合。

進一步說，智能變壓器終端采用固定指令讀取開關柜多功能表上的modbus報文信息，并直接通過通信網絡將開關柜多功能表上的modbus報文信息傳輸給后臺數據中心。

進一步說，用戶交互包括裝載有相應app的智能手機或網頁。

上述智能變壓器終端收集開關柜電氣數據的系統的收集方法，包括以下步驟：

s1、將智能變壓器終端與各開關柜多功能表相連接，形成rs485總線系統；

s2、智能變壓器終端利用終端處理信息周期中的空余時間，分批次地采用固定指令模式發送命令給開關柜多功能表，請求獲取開關柜多功能表信息；

s3、開關柜多功能表采用rs485通信方式與modbus協議，并通過rs485總線將modbus報文信息傳輸給智能變壓器終端；

s4、智能變壓器終端獲得modbus報文信息，不對開關柜多功能表的電氣數據進行具體解析，只暫時保存在智能變壓器終端；

s5、智能變壓器終端利用終端處理信息周期中的空余時間，分別將開關柜多功能表的電氣數據通過通信網絡傳輸給后臺數據中心，由后臺數據中心對modbus報文信息進行報文解析和分析。

步驟s1中，rs485總線系統能實現智能變壓器終端與開關柜多功能表的信息交互；采用主從查詢方式，智能變壓器終端起到主機功能，開關柜多功能表起到從機功能；智能變壓器終端利用終端處理信息周期中的空余時間，分批次發送固定的報文命令給開關柜多功能表，請求獲取各個開關柜多功能表特定的關鍵信息。

步驟s2中，智能變壓器終端通過周期性的處理程序，完成變壓器的智能化功能；在一個處理程序周期內，除了用于處理變壓器自身的信息之外，還有一定的空余時間；本方法利用該智能變壓器終端的空余時間，依次讀取各個開關柜的電氣數據；通過分批次發送固定的報文命令給開關柜多功能表，請求獲取所需的開關柜電氣數據，等待對應開關柜的答復報文。

步驟s3中，開關柜多功能表獲取智能變壓器終端的請求報文后，將所需的開關柜電氣數據發送到rs485總線；智能變壓器終端通過rs485總線接收開關柜多功能表的電氣數據，整個交互過程采用modbus協議進行。

步驟s4中，由于modbus具有固定的格式(參見圖3)，開關柜電氣數據對應的modbus報文具有特定的功能碼，智能變壓器終端只需根據固定指令，即可實現快速查找到含有開關柜電氣數據的modbus碼，例如：讀取地址編號為x，寄存器地址從x開始，長度為x的開關柜設備寄存器的內容；變壓器只起到信息匯集器和數據轉發的功能，不對開關柜信息進行具體解析，降低智能變壓器終端的計算處理能力要求。

步驟s5中，智能變壓器終端將所獲取的開關柜電氣數據，通過通信網絡直接發給后臺數據中心，智能變壓器終端不再保留開關柜電氣數據。

綜上所述，本發明利用rs485總線實現開關柜電氣數據向智能變壓器終端的傳輸，再利用智能變壓器終端處理周期的空余時間，實現將開關柜電氣數據通過通信網絡傳輸給后臺數據中心進行處理。本發明充分利用智能變壓器終端，實現開關柜多功能表與后臺數據中心的交互，避免了當前需要采用專門的通信管理機進行多個開關柜多功能表的信息匯總的做法；而且實現了變壓器和開關柜兩種設備信息的融合。

上述為本發明的優選方案，顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本領域的技術人員應該了解本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。