CN102645588A - 一种电力电容器故障在线监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的是一种电力电容器故障在线监测装置。装置组成：电力电容器温度实时在线监测装置由管理主机、基站(BS)、无线数字温度传感器（DWT）组成。无线数字温度传感器测得数据传输给基站，基站将温度数据传递给管理主机。本发明在电容器上安装无线数字传感器，所测量的温度数据通过通讯接口或管理主机，通过管理主机对电容器温升状态进行实时检测与控制。具有管理方便，温度监控及时、准确以及能够远距离传输温度数据的优点。适宜在电力领域对电力电容器温度的监测与管理中应用。
Description
技术领域
本发明涉及的是电子信息领域，是基于无线传感器网络（WSN）的一种电力电容器故障在线监测装置。
背景技术
在电力系统中，维持电网正常运行下的无功功率平衡是保障供电质量的基本条件。利用电力电容器进行无功补偿可以提高功率因数，降低电网的有功损耗，同时还能提高变压器和电力线路的容量利用率，稳定运行电压。因此，电容器的安全运行对保障电力系统的供电质量与效益起着非常重要的作用。
电容器运行过程中，如果温度偏高，将会导致电容器介质损失增加、介质击穿强度降低，从而缩短电容器的使用寿命，严重时可能会使电容器介质发生击穿的现象，并导致其损坏。因此，为确保电力电容器运行过程的安全性，以及该设备的正常使用寿命，应注意运行过程中，保证电力电容器始终维持于允许的工作温度之内。
与此同时，电容器温升变化也是判断电力电容器故障的重要依据之一，通过检测电容器相对环境温升、电容器之间的相对温升等信息，能准确地判断电容器工作状态，为电容器是否发生故障提供数据支持。
发明内容
为了能够对电容器温升进行实时检测，本发明提出了一种电力电容器故障在线监测装置。该装置基于无线传感器网络（WSN）技术，通过管理主机、基站(BS)和无线温度传感器的相互配合，解决电力电容器温度实时在线监测、故障诊断及预警的技术问题。
本发明解决技术问题所采用的方案是：
装置组成：电力电容器温度实时在线监测装置由管理主机、基站(BS)、无线数字温度传感器（DWT）组成。无线数字温度传感器测得数据传输给基站，基站将温度数据传递给管理主机。
管理主机的设置：管理主机由一台控制主机及组态化监测软件组成。管理主机以被监测设备为对象，接收与被监测设备相关的数据，对数据进行存储、分析和处理，实现电力电容器运行温度的自动管理、被测电力电容器状态评估和自动告警。
基站电路组成：无线数字温度传感器与微处理器（MPU）相互连接，基准电压和晶体振荡器分别与微处理器连接，并提供信号，电源与微处理器连接，又与射频收发集成电路连接，为微处理器和射频收发集成电路供电，另一晶体振荡器与射频收发集成电路电路连接，为射频收发集成电路提供晶体振荡信号，天线与射频收发集成电路连接后又与微处理器连通，并提供收发信号。
数字温度传感器电路组成：外部电源通过变压和整流转变为直流电源，为芯片、复位电路、时钟电路、以太网、通讯接口和射频链路供电，其中，复位电路、时钟电路、以太网和通讯接口分别与芯片相互连接，并提供相应的信号，带有天线的双路射频链路与芯片相互进行通讯连接。
积极效果，本发明在电容器上安装无线数字传感器，所测量的温度数据通过通讯接口或管理主机，通过管理主机对电容器温升状态进行实时检测与控制。具有管理方便，温度监控及时、准确以及能够远距离传输数据的优点。适宜在电力传输领域对电力电容器温度的监测与管理中应用。
附图说明
图１为本发明装置组成图
图2为本发明装置的基站电路组成图
图3为本发明装置的无线数字温度传感器电路组成图。
具体实施方式
据图1所示，装置组成：电力电容器温度实时在线监测装置由管理主机、基站(BS)、无线数字温度传感器（DWT）组成。无线数字温度传感器测得数据传输给基站，基站将温度数据传递给管理主机。
无线数字温度传感器安装在电容器外壳上，每个无线数字传感器都具有唯一地址（ID），安装时记录电容器物理位置，并一起录入主机数据库中。无线数字温度传感器定时测量一次该监测点的运行温度，环境温度,无线数字温度传感器自动测量环境温度，测得温度数据通过无线信道传输到基站，基站保存、记录数据，并输入到管理主机中。
管理主机的设置：管理主机由一台控制主机及组态化监测软件组成，监测软件是一个（WSN）软件平台，它集成了多种标准通讯协议、良好的图形化人机交互界面和完备稳定的数据库，并提供图形、曲线、报表等多种数据发布工具。管理主机主要以被监测设备为对象，接收与被监测设备相关的数据，对数据进行存储、分析和处理，实现电容器运行温度的自动管理、被测电容器状态评估和自动告警功能，为电容器的安全运行和状态检修提供数据支持。
基站电路组成：据图2所示，无线数字温度传感器与微处理器（MPU）相互连接，基准电压和晶体振荡器分别与微处理器连接，并提供信号，电源与微处理器连接，又与射频收发集成电路连接，为微处理器和射频收发集成电路供电，另一晶体振荡器与射频收发集成电路电路连接，为射频收发集成电路提供晶体振荡信号，天线与射频收发集成电路连接后又与微处理器连通，并提供收发信号。
基站（BS）用于接收和临时性存储，从传感器的无线数据，通过RS-485通讯接口或以太网方式直接与主机通信，将数据上传至主机，并响应主机的各种命令。
无线数字温度传感器电路组成：据图3所示，外部电源通过变压和整流转变为直流电源，为芯片、复位电路、时钟电路、以太网、通讯接口和射频链路供电，其中，复位电路、时钟电路、以太网和通讯接口分别与芯片相互连接，并提供相应的信号，带有天线的双路射频链路与芯片相互进行通讯连接。
无线数字温度传感器被设置成间歇工作模式，在唤醒后开始测量被监测点数据，然后将数据传输给射频收发集成电路将其发送去出去，在完成数据的发送之后便关闭所有的外设并进入超低功耗休眠状态。休眠时间与工作时间的比值很大，因此在保证系统可靠性的前提下提高了产品的使用寿命。
复位电路用于产生复位信号并记录复位信息，提高系统的可靠性；时钟电路是一个精确的电子时钟，为系统提供一个准确的时间；双路射频电路用于接收传感器发送的无线信息；10/100BasT以太网接口或通讯接口用于将接收到的数据传输到主机；直流电源DC/DC电路支持宽电压输入，为系统内部电路提供一个稳定的工作电源。
Claims (1)
1. 一种电力电容器故障在线监测装置，其特征是：
装置组成：电力电容器温度实时在线监测装置由管理主机、基站、无线数字温度传感器组成；无线数字温度传感器测得数据传输给基站，基站将温度数据传递给管理主机；
无线数字温度传感器安装在电容器外壳上，每个无线数字传感器都具有唯一地址，安装时记录电容器物理位置，并一起录入主机数据库中；无线数字温度传感器定时测量一次该监测点的运行温度，环境温度,无线数字温度传感器自动测量环境温度，测得温度数据通过无线信道传输到基站，基站保存、记录数据，并输入到管理主机中；
管理主机的设置：管理主机由一台控制主机及组态化监测软件组成；管理主机以被监测设备为对象，接收与被监测设备相关的数据，对数据进行存储、分析和处理，实现电力电容器运行温度的自动管理、被测电力电容器状态评估和自动告警；
基站电路组成：无线数字温度传感器与微处理器相互连接，基准电压和晶体振荡器分别与微处理器连接，并提供信号，电源与微处理器连接，又与射频收发集成电路连接，为微处理器和射频收发集成电路供电，另一晶体振荡器与射频收发集成电路电路连接，为射频收发集成电路提供晶体振荡信号，天线与射频收发集成电路连接后又与微处理器连通，并提供收发信号；
基站用于接收和临时性存储，从传感器的无线数据，通过通讯接口或以太网方式直接与主机通信，将数据上传至主机，并响应主机的各种命令；
无线数字温度传感器电路组成：外部电源通过变压和整流转变为直流电源，为芯片、复位电路、时钟电路、以太网、通讯接口和射频链路供电，其中，复位电路、时钟电路、以太网和通讯接口分别与芯片相互连接，并提供相应的信号，带有天线的双路射频链路与芯片相互进行通讯连接；
无线数字温度传感器被设置成间歇工作模式，在唤醒后开始测量被监测点数据，然后将数据传输给射频收发集成电路将其发送去出去，在完成数据的发送之后便关闭所有的外设并进入超低功耗休眠状态。
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