專利名稱：三維立體圖像智能監控配電柜及微機智能監控裝置和方法
技術領域：
本發明涉及供電技術領域，特別涉及一種三維立體圖像智能監控配電柜及微機智能監控裝置和方法。
背景技術：
配電柜適用于發電廠、變電站、廠礦、企業等電力用戶。配電柜一般是由柜體、母線、斷路器、接觸器構成，源自電網的電能由母線傳送到配電柜輸入端，通過斷路器、開關電器、保護器和電纜傳送給終端負載。配電柜的穩定運行是保證電力用戶正常工作的重要前提。現有技術中，需要對配電柜中電器元件的狀態參數進行監控，因此設置在配電柜上設置微機保護裝置，具體來說，微機保護裝置可以監控配電柜中開關的電流信號、電壓信號、絕緣信號、故障跳閘狀態等狀態參數。然而，現有的微機保護裝置提供的監測結果只是列表文字形式，不能提供反應配電柜中主要元件真實動作狀態的立體監測結果，如此不能使工作人員直觀了解配電柜中各元件的工作狀態。
發明內容
有鑒于此，有必要提供一種方便工作人員直觀了解配電柜中各元件的工作狀態的三維立體圖像智能監控配電柜。還有必要提供一種方便工作人員直觀了解配電柜中各元件的工作狀態的微機智能監控裝置。還有必要提供一種方便工作人員直觀了解配電柜中各元件的工作狀態的微機智能監控方法。一種三維立體圖像智能監控配電柜，包括柜體、設置在柜體中的元件及與柜體中的元件建立連接的微機智能監控裝置，微機智能監控裝置用于采集柜體中的元件的靜態狀態參數及元件立體運動狀態參數，并根據采集到的元件的靜態狀態參數及元件立體運動狀態參數顯示對應的文字及立體圖像。該微機智能監控裝置包括存儲模塊、顯示模塊、映射模塊、現場采集分析模塊、處理模塊，存儲模塊用于存儲與配電柜的實體對應的配電柜立體模型數據；映射模塊用于將存儲的配電柜立體模型數據與配電柜的實體建立映射關系；顯示模塊用于根據配電柜立體模型數據顯示與配電柜的實體建立映射關系的配電柜立體模型，以及顯示配電柜內的元件的靜態狀態參數；現場采集分析模塊用于采集與其電性連接的配電柜中的元件的靜態狀態參數及元件立體運動狀態參數，并將采集到的元件的靜態狀態參數、元件立體運動狀態參數及對應的元件識別信息提供處理模塊；處理模塊用于將采集的元件的靜態狀態參數及對應的元件識別信息實時輸送給顯示模塊，處理模塊還用于根據元件立體運動狀態參數及對應的元件識別信息在顯示的配電柜立體模型中顯示出該對應元件的當前動作狀態。
一種微機智能監控裝置，該微機智能監控裝置與配電柜連接，以完成對配電柜內各元件的立體監控。該微機智能監控裝置包括存儲模塊、顯示模塊、映射模塊、現場采集分析模塊、處理模塊，存儲模塊用于存儲與配電柜的實體對應的配電柜立體模型數據；映射模塊用于將存儲的配電柜立體模型數據與配電柜的實體建立映射關系；顯示模塊用于根據配電柜立體模型數據顯示與配電柜的實體建立映射關系的配電柜立體模型，以及顯示配電柜內的元件的靜態狀態參數；現場采集分析模塊用于采集與其電性連接的配電柜中的元件的靜態狀態參數及元件立體運動狀態參數，并將采集到的元件的靜態狀態參數、元件立體運動狀態參數及對應的元件識別信息提供處理模塊；處理模塊用于將采集的元件的靜態狀態參數及對應的元件識別信息實時輸送給顯示模塊，處理模塊還用于根據元件立體運動狀態參數及對應的元件識別信息在顯示的配電柜立體模型中顯示出該對應元件的當前動作狀態。一種微機智能監控方法，該微機智能監控方法用于實現對配電柜內各元件的立體監控，該微機智能監控方法包括以下步驟:
存儲與配電柜的實體對應的配電柜立體模型數據，還用于存儲故障解決方案數據； 將存儲的配電柜立體模型數據與配電柜的實體建立映射關系；
根據配電柜立體模型數據顯示與配電柜的實體建立映射關系的配電柜立體模型； 采集配電柜中的元件的靜態狀態參數及元件立體運動狀態參數；
將采集的元件的靜態狀態參數及對應的元件識別信息實時顯示；
根據元件立體運動狀態參數及對應的元件識別信息在顯示的配電柜立體模型中顯示出該對應元件的當前動作狀態。上述三維立體圖像智能監控配電柜及微機智能監控裝置和方法，利用存儲模塊存儲與配電柜的實體對應的配電柜立體模型數據，利用映射模塊將存儲的配電柜立體模型數據與配電柜的實體建立映射關系，利用現場采集分析模塊采集與其電性連接的配電柜中的元件的靜態狀態參數及元件立體運動狀態參數，處理模塊將采集的元件的靜態狀態參數及對應的元件識別信息實時輸送給顯示模塊顯示，以及根據元件立體運動狀態參數及對應的元件識別信息在顯示的配電柜立體模型中顯示出該對應元件的當前動作狀態，如此工作人員可以根據顯示模塊顯示的三維立體圖像直觀了解配電柜中各元件的工作狀態及各元件的當前動作狀態。
圖1為一較佳實施方式的三維立體圖像智能監控配電柜的功能模塊示意圖。圖2為圖1中微機智能監控裝置的功能模塊示意圖。圖3為一較佳實施方式的微機智能監控方法的流程圖。圖中:三維立體圖像智能監控配電柜10、柜體11、元件12、微機智能監控裝置13、存儲模塊131、顯示模塊132、映射模塊133、現場采集分析模塊134、溫度傳感器1341、壓力傳感器1342、深度傳感器1344、數據分析單元1345、處理模塊135、微機智能監控方法步驟S301 S310。
具體實施方式
請同時參看圖1，三維立體圖像智能監控配電柜10包括柜體11、設置在柜體11中的元件12及與柜體11中的元件12建立連接的微機智能監控裝置13。微機智能監控裝置13用于采集柜體11中的元件12的靜態狀態參數及元件12的立體運動狀態參數，并根據采集到的元件12的靜態狀態參數及元件12的立體運動狀態參數顯示對應的立體圖像及文字。元件12可以是真空斷路器、開關、銅排、繼電器、電流互感器等。微機智能監控裝置13可以整體安裝在柜體11上；另外，微機智能監控裝置13的采集模塊安裝在柜體11上以與元件12連接，微機智能監控裝置13的其他模塊與微機智能監控裝置13的采集模塊建立遠程連接。請同時參看圖2，該微機智能監控裝13包括存儲模塊131、顯示模塊132、映射模塊133、現場采集分析模塊134、處理模塊135。存儲模塊131用于存儲與配電柜10的實體對應的配電柜立體模型數據。配電柜立體模型數據可以采用現有技術中的3D建模軟件來生成，例如采用SolidWorks軟件來建模產生配電柜立體模型。映射模塊133用于將存儲的配電柜立體模型數據與配電柜10的實體建立映射關系。例如，為配電柜立體模型數據中各元件模型分配第一組編號，及為實體配電柜中各元件分配第組二編號，建立第一組編號與第二組編號中的編號的一一對應關系，如此在操作實體配電柜中某一元件時，在配電柜立體模型中的與之對應的元件模型也對應的被操作，反之亦然。顯示模塊132用于根據配電柜立體模型數據顯示與配電柜10的實體建立映射關系的配電柜立體模型，以及顯示配電柜10內的元件12的靜態狀態參數。現場采集分析模塊134用于采集與其電性連接的配電柜10中的元件12的靜態狀態參數及元件立體運動狀態參數，并將采集到的元件12的靜態狀態參數、元件12的立體運動狀態參數及對應的元件識別信息提供處理模塊135。其中，元件靜態狀態參數包括實體元件的溫度參數、實體元件的壓力參數、電壓參數、電流參數等。進一步的，現場采集分析模塊134包括溫度傳感器1341、壓力傳感器1342、深度傳感器1344及數據分析單元1345，溫度傳感器1341、壓力傳感器1342、深度傳感器1344與數據分析單元1345連接，溫度傳感器1341用于采集實體配電柜10中實體元件12的溫度，并產生對應的溫度信號，壓力傳感器1342用于采集實體配電柜10中實體元件12的壓力，并產生對應的壓力信號，深度傳感器1344用于采集實體配電柜10中實體元件12的當前的立體圖像信號，數據分析單元1345用于根據溫度傳感器1341提供的溫度信號產生對應的溫度參數，數據分析單元1345還用于根據壓力傳感器1342提供的壓力信號產生對應的壓力參數，數據分析單元1345用于根據深度傳感器1344提供的立體圖像信號產生對應的元件立體運動狀態參數，其中，溫度參數包括銅排的溫度參數、動靜觸點的溫度參數，壓力參數包括動靜觸點之間的壓力參數，元件立體運動狀態參數包括真空斷路器的推進過程參數、開關的分合閘操作過程參數。處理模塊135用于將采集的元件12的靜態狀態參數及對應的元件識別信息實時輸送給顯示模塊132，處理模塊135還用于根據元件12的立體運動狀態參數及對應的元件識別信息在顯示的配電柜立體模型中顯示出該對應元件的當前動作狀態。例如，可以在顯示模塊中通過顯示真空斷路器立體模型的推進過程以實時體現實體真空斷路器的推進過程。
在本實施方式中,存儲模塊131還用于存儲故障解決方案數據；處理模塊135還用于根據采集的元件12的靜態狀態參數、對應的元件識別信息及預存的基準值來選擇對應的故障解決方案數據，并故障解決方案數據輸送顯示模塊132，顯示模塊132根據故障解決方案數據顯示對應的故障解決方案。對應的，現場采集分析模塊134還用于采集操作人員在顯示的配電柜立體模型中選定模型元件的信息及操作該選定的模型元件的動作信息，并將采集到的選定模型元件的信息及采集到的操作該選定的模型元件的動作信息提供給處理模塊135，處理模塊135還用于根據選定模型元件的信息及操作該選定的模型元件的動作信息控制實體配電柜中對應的實體元件。例如，顯示模塊132中顯示需要將刀開關進行分閘操作的提示信息，同時顯示出刀開關模型，操作人員根據提示信息，在顯示界面上對刀開關模型進行分閘操作，此時現場采集分析模塊134采集刀開關模型的信息及分閘動作信息，處理模塊135根據刀開關模型的信息及分閘動作信息控制實體配電柜中的實體刀開關分閘。請參看圖3所示的微機智能監控方法流程圖，該微機智能監控方法用于實現對配電柜內各元件的立體監控，該微機智能監控方法包括以下步驟:
步驟S301，存儲與配電柜的實體對應的配電柜立體模型數據。步驟S302，將存儲的配電柜立體模型數據與配電柜的實體建立映射關系。步驟S303，根據配電柜立體模型數據顯示與配電柜的實體建立映射關系的配電柜立體模型。步驟S304，采集配電柜中的元件的靜態狀態參數及元件立體運動狀態參數。步驟S305,將采集的元件的靜態狀態參數及對應的元件識別信息實時顯示。步驟S306,根據元件立體運動狀態參數及對應的元件識別信息在顯示的配電柜立體模型中顯示出該對應元件的當前動作狀態。 其中,溫度參數包括銅排的溫度參數、動靜觸點的溫度參數,壓力參數包括動靜觸點之間的壓力參數，元件立體運動狀態參數包括真空斷路器的推進過程參數、開關的分合閘操作過程參數，進一步的微機智能監控方法還包括以下步驟:
步驟S307，存儲故障解決方案數據。步驟S308，根據采集的元件的靜態狀態參數、對應的元件識別信息及預存的基準值來選擇對應的故障解決方案數據，并根據故障解決方案數據顯示對應的故障解決方案。步驟S309，采集操作人員在顯示的配電柜立體模型中選定模型元件的信息及操作該選定的模型元件的動作信息。步驟S310，根據選定模型元件的信息及操作該選定的模型元件的動作信息控制實體配電柜中對應的實體元件。上述三維立體圖像智能監控配電柜10及微機智能監控裝置13和方法，利用存儲模塊131存儲與配電柜10的實體對應的配電柜立體模型數據，利用映射模塊133將存儲的配電柜立體模型數據與配電柜10的實體建立映射關系，利用現場采集分析模塊134采集與其電性連接的配電柜10中的元件12的靜態狀態參數及元件12的立體運動狀態參數，處理模塊135將采集的元件12的靜態狀態參數及對應的元件識別信息實時輸送給顯示模塊132顯示，以及根據元件立體運動狀態參數及對應的元件識別信息在顯示的配電柜立體模型中顯示出該對應元件的當前動作狀態，如此工作人員可以根據顯示模塊132顯示的三維立體圖像直觀了解配電柜10中各元件的工作狀態及各元件的當前動作狀態。
權利要求
1.一種三維立體圖像智能監控配電柜,包括柜體、設置在柜體中的元件及與柜體中的元件建立連接的微機智能監控裝置，其特征在于:微機智能監控裝置用于采集柜體中的元件的靜態狀態參數及元件立體運動狀態參數，并根據采集到的元件的靜態狀態參數及元件立體運動狀態參數顯示對應的文字及立體圖像；該微機智能監控裝置包括存儲模塊、顯示模塊、映射模塊、現場采集分析模塊、處理模塊，存儲模塊用于存儲與配電柜的實體對應的配電柜立體模型數據；映射模塊用于將存儲的配電柜立體模型數據與配電柜的實體建立映射關系；顯示模塊用于根據配電柜立體模型數據顯示與配電柜的實體建立映射關系的配電柜立體模型，以及顯示配電柜內的元件的靜態狀態參數；現場采集分析模塊用于采集與其電性連接的配電柜中的元件的靜態狀態參數及元件立體運動狀態參數，并將采集到的元件的靜態狀態參數、元件立體運動狀態參數及對應的元件識別信息提供處理模塊；處理模塊用于將采集的元件的靜態狀態參數及對應的元件識別信息實時輸送給顯示模塊，處理模塊還用于根據元件立體運動狀態參數及對應的元件識別信息在顯示的配電柜立體模型中顯示出該對應元件的當前動作狀態。
2.如權利要求1所述的三維立體圖像智能監控配電柜，其特征在于:存儲模塊還用于存儲故障解決方案數據，處理模塊還用于根據采集的元件的靜態狀態參數、對應的元件識別信息及預存的基準值來選擇對應的故障解決方案數據，并故障解決方案數據輸送顯示模塊，顯示模塊根據故障解決方案數據顯示對應的故障解決方案。
3.如權利要求1所述的三維立體圖像智能監控配電柜，其特征在于:現場采集分析模塊還用于采集操作人員在顯示的配電柜立體模型中選定模型元件的信息及操作該選定的模型元件的動作信息，并將采集到的選定模型元件的信息及采集到的操作該選定的模型元件的動作信息提供給處理模塊，處理模塊還用于根據選定模型元件的信息及操作該選定的模型元件的動作信息控制實體配電柜中對應的實體元件。
4.如權利要求1所述的三維立體圖像智能監控配電柜，其特征在于:元件靜態狀態參數包括實體元件的溫度參數、實體元件的壓力參數，現場采集分析模塊包括溫度傳感器、壓力傳感器、深度傳感器及數據分析單元，溫度傳感器、壓力傳感器、深度傳感器與數據分析單元連接，溫度傳感器用于采集實體配電柜中實體元件的溫度，并產生對應的溫度信號，壓力傳感器用于采集實體配電柜中實體元件的壓力，并產生對應的壓力信號，深度傳感器用于采集實體配電柜中實體元件的當前的立體圖像信號，數據分析單元用于根據溫度傳感器提供的溫度信號產生對應的溫度參數，數據分析單元用于根據壓力傳感器提供的壓力信號產生對應的壓力參數，數據分析單元用于根據深度傳感器提供的立體圖像信號產生對應的元件立體運動狀態參數，其中，溫度參數包括銅排的溫度參數、動靜觸點的溫度參數，壓力參數包括動靜觸點之間的壓力參數，元件立體運動狀態參數包括真空斷路器的推進過程參數、開關的分合閘操作過程參數。
5.一種微機智能監控裝置，該微機智能監控裝置與配電柜連接，以完成對配電柜內各元件的立體監控，其特征在于:該微機智能監控裝置包括存儲模塊、顯示模塊、映射模塊、現場采集分析模塊、處理模塊，存儲模塊用于存儲與配電柜的實體對應的配電柜立體模型數據；映射模塊用于將存 儲的配電柜立體模型數據與配電柜的實體建立映射關系；顯示模塊用于根據配電柜立體模型數據顯示與配電柜的實體建立映射關系的配電柜立體模型，以及顯示配電柜內的元件的靜態狀態參數；現場采集分析模塊用于采集與其電性連接的配電柜中的元件的靜態狀態參數及元件立體運動狀態參數，并將采集到的元件的靜態狀態參數、元件立體運動狀態參數及對應的元件識別信息提供處理模塊；處理模塊用于將采集的元件的靜態狀態參數及對應的元件識別信息實時輸送給顯示模塊，處理模塊還用于根據元件立體運動狀態參數及對應的元件識別信息在顯示的配電柜立體模型中顯示出該對應元件的當前動作狀態。
6.如權利要求5所述的微機智能監控裝置，其特征在于:存儲模塊還用于存儲故障解決方案數據，處理模塊還用于根據采集的元件的靜態狀態參數、對應的元件識別信息及預存的基準值來選擇對應的故障解決方案數據，并故障解決方案數據輸送顯示模塊，顯示模塊根據故障解決方案數據顯示對應的故障解決方案。
7.如權利要求5所述的微機智能監控裝置，其特征在于:現場采集分析模塊還用于采集操作人員在顯示的配電柜立體模型中選定模型元件的信息及操作該選定的模型元件的動作信息，并將采集到的選定模型元件的信息及采集到的操作該選定的模型元件的動作信息提供給處理模塊，處理模塊還用于根據選定模型元件的信息及操作該選定的模型元件的動作信息控制實體配電柜中對應的實體元件。
8.如權利要求5所述的微機智能監控裝置，其特征在于:元件靜態狀態參數包括實體元件的溫度參數、實體元件的壓力參數，現場采集分析模塊包括溫度傳感器、壓力傳感器、深度傳感器及數據分析單元，溫度傳感器、壓力傳感器、深度傳感器與數據分析單元連接，溫度傳感器用于采集實體配電柜中實體元件的溫度，并產生對應的溫度信號，壓力傳感器用于采集實體配電柜中實體元件的壓力，并產生對應的壓力信號，深度傳感器用于采集實體配電柜中實體元件的當前的立體圖像信號，數據分析單元用于根據溫度傳感器提供的溫度信號產生對應的溫度參數，數據分析單元用于根據壓力傳感器提供的壓力信號產生對應的壓力參數，數據分析單元用于根據深度傳感器提供的立體圖像信號產生對應的元件立體運動狀態參數，其中溫度參數包括銅排的溫度參數、動靜觸點的溫度參數，壓力參數包括動靜觸點之間的壓力參數，元件立體運動狀態參數包括真空斷路器的推進過程參數、開關的分合閘操作過程參數。
9.一種微機智能監控方法，該微機智能監控方法用于實現對配電柜內各元件的立體監控，該微機智能監控方法包括以下步驟: 存儲與配電柜的實體對應的配電柜立體模型數據，還用于存儲故障解決方案數據； 將存儲的配電柜立體模型數據與配電柜的實體建立映射關系； 根據配電柜立體模型數據顯示與配電柜的實體建立映射關系的配電柜立體模型； 采集配電柜中的元件的靜態狀態參數及元件立體運動狀態參數； 將采集的元件的靜態狀態參數及對應的元件識別信息實時顯示； 根據元件立體運動狀態參數及對應的元件識別信息在顯示的配電柜立體模型中顯示出該對應元件的當前動作狀態。
10.如權利要求9所述的微機智能監控方法，其特征在于:溫度參數包括銅排的溫度參數、動靜觸點的溫度參數，壓力參數包括動靜觸點之間的壓力參數，元件立體運動狀態參數包括真空斷路器的推進過程參數、開關的分合閘操作過程參數； 微機智能監控方法還包括以下步驟: 存儲故障解決方案數據；根據采集的元件的靜態狀態參數、對應的元件識別信息及預存的基準值來選擇對應的故障解決方案數據，并根據故障解決方案數據顯示對應的故障解決方案； 采集操作人員在顯示的配電柜立體模型中選定模型元件的信息及操作該選定的模型元件的動作信息； 根據選定模型元件的信息及操作該選定的模型元件的動作信息控制實體配電柜中對應的 實體元件。
全文摘要
一種微機智能監控裝置，包括存儲模塊、顯示模塊、映射模塊、現場采集分析模塊、處理模塊，存儲模塊存儲配電柜立體模型數據；映射模塊將存儲的配電柜立體模型數據與實體配電柜建立映射關系；顯示模塊根據配電柜立體模型數據顯示配電柜立體模型，顯示配電柜內的元件的靜態狀態參數；現場采集分析模塊采集配電柜中的元件的靜態狀態參數及元件立體運動狀態參數；處理模塊將采集的元件的靜態狀態參數及對應的元件識別信息實時輸送給顯示模塊，處理模塊根據元件立體運動狀態參數及對應的元件識別信息在顯示的配電柜立體模型中顯示出該對應元件的當前動作狀態。本發明還提供一種三維立體圖像智能監控配電柜及微機智能監控方法。
文檔編號H02B15/00GK103199454SQ201310152669
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月28日 優先權日2013年4月28日
發明者李振璽 申請人:銀川市立恒電氣設備有限公司