电度传感器 世电智能配电房安全监控物联网解决方案
世电智能配电房安全监控物联网解决方案
一、配电房安全 管理现状及需求
配电房是电力系统的重要组成部分，内部设有各种高压配电装置，用于控制和分配电能。为了确保配电房的安全运行，需要有专职电工24小时值班，密切监测各种仪表的参数。
这种对人力的需求可能导致资源紧张，并增加监管的难度，从而给电力供应的安全性带来潜在风险。同时，仅仅依靠人工监管的方式可能无法准确判断设备的当前状态，难以及时发现和解决问题。为了解决当前电力安全管理存在的问题，世电智能提出了配电房安全管理物联网解决方案。
二、配电房管理物联网解决方案
为了解决高压和低压配电间在日常维护使用过程中可能出现的问题，世电智能提出了一套针对配电房安全管理的解决方案。该解决方案基于无线通信技术，如ZigBee（LoRa）和4G，通过无线连接实现传感数据和摄像头数据的网络连接。
整个解决方案包括世电智能的智能网关、各种开关量/模拟量设备和电力管理所需的传感器设备。具体包括以下三个部分：
机房本身的监控摄像头、防盗报警和智能门禁部分；涉及机房室内消防安全的温湿度传感器、室内扬尘检测、变压器温度检测、开关柜局部放电检测、水浸探测器、SF6防漏检测等相关数据；机柜内部的电流、电压传感器、功率传感器、电度传感器、故障电弧传感器、防浪涌传感器等。这些检测设备实时采集相关电量数据后，通过世电智能网关上传至服务器和云平台。
经过平台对数据进行处理和综合诊断分析后，可以及时发现漏电、过载、短路、三相不平衡、过压、接触不良、温升异常等电气火灾故障隐患。通过电脑、智能手机、平板等终端设备，对一个或多个配电房设备进行精确管理和控制，实现对电气火灾故障隐患的透明化监控管理。
三、配电房管理物联网系统组成
配电房安全管理物联网系统主要由四个部分构成：感知层、传输层、应用层和终端层。
感知层：包括数据采集模块和各种传感器设备，如电流传感器、电压传感器、温湿度传感器、剩余电量探测器、热解粒子探测器、故障电弧探测器等。这些设备用于监控配电房内的各项数据内容，包括监控、安全和电量等。传输层：包括世电智能聚盒网关设备、Zigbee（LoRa）无线连接设备和无线传输网络等。传输层负责将感知层获取的数据传输至应用层，实现数据的传输和连接。应用层：主要是配电房的供配电和设备监控管理平台。应用层负责监测、管理和分析感知层获取的物联网系统实时数据。通过该层，可以实现对配电房的监控、管理和分析。终端层：指智能手机、iPad、电脑、PC机等终端设备。终端层可以及时获取系统内设备的实时运行数据和故障报警信息等。通过终端设备，用户可以方便地查看配电房的运行状态和进行相应的操作。四、配电房管理物联网系统功能
设备数据直观展示：平台通过数字化的设备状态展示，清晰直观地展示配电房内各类电量数据，使用户能够直观地了解设备的运行状态。历史数据统计及分析：平台保留各个设备上传的历史数据，并通过智能分类和数据分析，绘制图形来分析设备的使用状态和损耗程度，预判设备存在的隐患。故障信息自动报警：当平台通过上传数据判断配电房中的设备出现故障时，会通过短信、微信、邮件等方式将报警信息传递给维修电工和管理人员，方便及时解决故障。自动断电模式：当判断配电房内设备故障较大，容易产生火灾或已经发生火灾时，平台可以远程控制问题设备区域断电，防止事故蔓延和恶化。设备维护管理：根据设备的使用情况，平台可以自动调节设备的维护周期，并提前提醒客户进行设备的维护或保养工作，以确保设备的正常运行。现场监控管理：平台整合配电房的门禁设备和摄像头监控，实行一人一卡制度，只有符合要求的机电组成员才能进出配电间进行相关作业和维护工作，提高现场安全管理水平。用户权限管理：平台对不同角色和工作人员进行细分，设定每个账户的权限信息，区分管理和维护权限，以防止误操作造成的错误信息。这样可以确保系统的安全性和可靠性。设备健康评估：通过对设备上传的历史数据进行分析和比对，平台可以对设备的健康状况进行评估，并提供相应的建议和预防措施，帮助用户及时发现设备存在的问题并进行修复。能耗监测与优化：平台可以实时监测设备的能耗情况，并根据历史数据和分析结果进行优化，提供节能建议和措施，帮助用户降低能耗成本。远程控制与操作：平台可以实现对配电房内设备的远程控制和操作，方便用户进行设备的开关、调节和维护，提高工作效率和便捷性。数据安全保护：平台采取多重安全措施，保护设备上传的数据不被篡改和泄露，确保数据的安全性和隐私性。故障诊断与预测：平台通过对设备上传的数据进行分析和模型建立，可以实现故障的诊断和预测，提前发现潜在的故障风险，并采取相应的措施进行修复和预防。运维管理与计划：平台可以帮助用户进行设备的运维管理和计划，包括设备巡检、保养、更换等，提供相应的提醒和计划，确保设备的正常运行和延长使用寿命。数据共享与协同：平台可以实现设备数据的共享和协同，方便不同部门和人员之间的信息交流和合作，提高工作效率和协同能力。智能化决策支持：平台通过对设备数据的分析和挖掘，提供智能化的决策支持，帮助用户进行设备管理和优化，提高决策的准确性和效果。五、海南世电
海南世电科技有限公司以”让工业物联标准化变得更简单”为愿景，聚焦物联网产业链方向，在室内定位、传感控制和数据传输产品相关领域持续研发，乐高(Lego)化生产，精准满足工业物联网产品少量而多样的需求特性，提供客户复杂环境和个性化需求的满足，真正实现低库存、高满足的新型供需关系。
公司在上海、苏州、成都和台北四地设有研发中心，秉承集团近40年的良好商贸资源和信誉，笃信“做行业的专家”的经营理念，精于渠道，敏于市场，专注产品，“研”则可靠，“产”则稳定，“销”则质量，始终专注于工业物联网客户个性化场景需求的极致满足。
产品方面我们既有自研团队耕耘10余载的Zigbee定位产品，也有上海和台北团队研发的UWB定位产品，可满足客户对定位精度的不同需求。同时，公司也引进蓝牙定位产品补充自研解决方案，以全方位满足各类客户的需求。
软件支持方面我们整合各行业整体方案，积极开放接口和源代码，供系统集成商加入，为相关系统软件公司基于我们产品做案例展示提供便利，让物联网室内定位的应用更加宽广。
电量隔离传感器
由于电量隔离传感器产品的被检测对像主要是电流和电压信号，所以下面主要介绍电流和电压信号的检测原理。
1、交流信号检测原理
交流信号又分为交流电压和电流信号。图1为交流电流信号的检测原理框图，图2为交流电压信号的检测原理框图，由CT和PT对信号进行隔离，电流为穿孔输入方式，电压为端子接线输入方式。
其中，CT为电流互感器，PT为电压互感器，输出一般为0~5V或4~20mA。
2、直流信号检测原理
图3为直流信号检测原理框图。
直流信号分为直流电压和直流电流，直流电流一般是通过电阻取样，直流电压一般用电阻降压处理。由一个隔离电源向前置放大器供电，隔离原理常用的有两种方案，一种是采用线性光耦隔离技术，一种是采用调制解调技术。
由上述原理框图可以看出，不论是交流信号还是直流信号，输入输出都是完全隔离的，一般，现场输入信号都是大电流、高电压或是微小信号，这样电量隔离传感器就可以把现场信号与低压数据采集系统完全隔离，避免系统受到强信号的干扰，从而提高系统的可靠性。
电量隔离传感器特点
1、输入电量与输出模拟信号或数字信号之间有必要的电气隔离；
2、供电电源与输入电量之间有必要的电气隔离；
3、输入信号与一次回路连接，输出信号与二次仪表连接；
4、当输出为数字编码信号时，一般满足相关协议要求。
电量隔离传感器特性参数
额定输入：0.5～10～100mAAC；
额定输出：0～5Vdc；0～20mA；4～20mA；
输出纹波：≤10mV；
精度：1.0级；
线性范围：0～120%；
响应时间：≤300mS；
隔离耐压：2500VDC/1分钟；
工作温度：-20℃～+70℃。
电量隔离传感器的作用是什么
电量隔离传感器是针对工程中的电量检测（监测），提高系统的整体抗干扰能力，而研制开发的一种小体积，高性能的电信号量测部件或模块。电量隔离传感器可以对现场的大电流，高电压，功率，频率，相角，电度等电参量进行隔离测量和变换，也可以对各种微弱信号（如各种桥路信号）。
进行隔离放大和变换，将其调理后，变换成符合国际通用标准的电压，电率等模拟信号或变换成数字量，开关量状态等信号输出。这些输出信号可以和传统的指针式仪表相接，也与现代的数字式自控仪表，各种A/D转换器以及计算机系统直接配接，从而可以形成一个组成高可靠的工业检测（监测）或控制系统。由于电量隔离传感器在应用中，用户不需做二次开发工作，高电压或大电流信号可以直接接入产品，（通过端子，插针输入或穿孔方式输入），就可以得到相应的输出信号。因此电量隔离传感器作为信号调理，隔离和变换功能摸块，是工业控制和数据采集系统中比较理想的变送器产品。
电量隔离传感器的发展趋势
电量隔离传感器数字化技术
交流信号数字式电量隔离传感器一般由电压/电流传感器、信号调理、隔离放大、AD采样、微处理器、通讯接口等部分组成。
电压、电流传感器依据测量信号特点可以是电压互感器、电流互感器、霍尔电压传感器、霍尔电流传感器、罗氏线圈等等；
微处理器是产品数字化的核心部分，一般都选用带A/D转换器的单片机，如PIC16C74、MSP430或ADCUC812等，因此，电路可以很简单。如果选ADUC812单片机，则可以直接输出0~5V电压信号，因为其内部包含有两个12位的D/A转换器；
通讯接口部分是数字信号输出的变换电路，广泛采用的是RS-485总线接口，最常用的接口芯片为ADM483，它可以最多挂接32个节点，当然也有许多其它类似芯片。RS-232接口一般有两种方式实现，一种就是在RS-485网络总线上加一个RS-485/RS-232转换器，另一种就是，直接把RS-232接口芯片放在产品中，后一种的缺点就是产品的应用将受到限制，不能组成网络结构，只能点对点通讯。CAN-BUS是发展较快的一个总线，其优点是传输距离远，可以达到10km，不会出现总线冲突，多主工作方式，通讯协议通用性好，当然其成本较高。采用光纤传输的通讯接口具有较强的电磁兼容能力，适用复杂电磁环境下的高精度测量。
软件主要包含三个功能模块，数据采集、数据处理和通讯协议。其中数据采集主要就是读取A/D的转换结果，由于单片机自带A/D，因此程序比较简单；
数据处理主要完成交流变直流的运算，由于单片机的运算速度有限，因此我们采用频率跟踪法，来完成变换的计算；
通讯协议一般由用户选定，如MODBUS协议，ASCII格式等。
电量隔离传感器的趋势
由于数字式电量隔离传感器可以直接输出数字量，对于许多应用系统可以省去A/D采集模块，所以，可以降低系统成本。因此，电量隔离传感器的数字化，不仅提高产品稳定性，还可以使用户进一步降低成本。
由于电量隔离传感器产品种类较多，一种交流信号电量隔离传感器数字化技术。电量隔离传感器实现数字化的方法较多，目前最普遍的是采用单片机技术，因为它的应用很灵活，可以实现各种不同功能。随着集成电路不断发展，已经出现了许多专用的芯片，如电度表产品，已有许多专用芯片可选，有数字接口也有脉冲输出等。
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