CN102768081A - 无源无线变电站电容器测温系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种无源无线变电站电容器测温系统，包括：无源无线测温装置，用于检测变电站电容器的温度，通过接收激励信号并将激励信号转换成与温度变化线性相关的谐振的温度应答信号；温度信号采集装置，用于向无源无线测温装置发送激励信号，并且接收无源无线测温装置输出的温度应答信号，根据温度应答信号的频率的变化采集温度信息并输出；温度监控装置，用于接收温度信号采集装置输出温度信息并进行监控处理；本发明能够克服绝缘性不足的缺点，无需额外提供电源，有效地避免受环境及周围电磁场干扰，可以实现长期、可靠以及在高温条件下进行电容器温度的检测，而且无需进行维护，减小维护成本，提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种测温系统，尤其涉及一种无源无线变电站电容器测温系统。
背景技术
变电站内的电容器是保证电网正常运行、提高电压质量的重要组成设备，但是由于受到工作环境（如温度、灰尘等）、电流过载损耗、超额定电压工作等因素影响，长期使用的电容器组，会发生泄漏、异响等问题，导致电容器组发生故障，直接影响到生产的安全性。当用电高峰到来时，例如夏季等极端天气条件下，电容器无功补偿作用更加明显，此时如果没有有效的电容器状态监测手段，容易发生电容器故障，甚至容易发生超温过热，引起故障，导致爆炸，因此，对电容器组温度在线监测是非常有必要的。
现有技术中，对电容器组进行检测的方法有常规测温方式、光纤测温方式和红外线测温方式，常规测温方式采用常规的热电偶、热电阻、半导体温度传感器等测温，需要金属导线传输信号和提供电源，绝缘性能不能保证；光纤测温方式采用光纤温度传感器，光纤温度传感器采用光导纤维传输温度信号，光纤具有易折，易断、不耐高温等特性，并且，积累灰尘后易导致光纤沿面放电从而使绝缘性降低，另外，光纤测温的成本也相对较高；红外测温为非接触式测温，要求被测量点能够在视野内并无遮掩，并且表面干净以确保准确性，同时，红外测温易受环境及周围的电磁场干扰。
因此，需要设计一种新的变电站电容器温度检测系统，能够克服绝缘性不足的缺点，无需额外提供电源，有效地避免受环境及周围电磁场干扰，可以实现长期、可靠以及在高温条件下进行电容器温度的检测，而且无需进行维护，减小维护成本，提高工作效率。
发明内容
有鉴于此，本发明提供的一种无源无线变电站电容器测温系统，能够克服绝缘性不足的缺点，无需额外提供电源，有效地避免受环境及周围电磁场干扰，可以实现长期、可靠以及在高温条件下进行电容器温度的检测，而且无需进行维护，减小维护成本，提高工作效率。
本发明提供的一种无源无线变电站电容器测温系统，包括：
无源无线测温装置，用于检测变电站电容器的温度，通过接收激励信号并将激励信号转换成与温度变化线性相关的谐振的温度应答信号；
温度信号采集装置，用于向无源无线测温装置发送激励信号，并且接收无源无线测温装置输出的温度应答信号，根据温度应答信号的频率的变化采集温度信息并输出；
温度监控装置，用于接收温度信号采集装置输出温度信息并进行监控处理；
进一步，所述无源无线测温装置为基于声表面波的无源无线温度传感器；
进一步，所述基于声表面波的无源无线温度传感器为谐振型无源无线声表面波温度传感器，所述谐振型无源无线声表面波温度传感器输出谐振的温度应答信号；
进一步，所述温度信号采集装置包括：
zigbee温度采集装置，用于向无源无线测温装置发送激励信号，并且接收无源无线测温装置输出的温度应答信号，根据温度应答信号的频率的变化采集温度信息并输出；
zigbee温度信息接收装置，用于接收zigbee温度采集装置输出的温度信息后并向温度监控装置传输；
所述zigbee温度采集装置和zigbee温度信息接收装置构成星形无线网络结构，所述zigbee温度信息接收装置为中心节点，所述zigbee温度采集装置为终端设备节点；
进一步，所述温度监控装置为微处理器及相应外部设备，用于对zigbee温度信息接收装置输出的温度信息进行处理并输出，监控装置采用Windows CE6.0操作系统以及SQLite3数据库，所述温度监控装置通过串口与zigbee温度信息接收装置进行数据交互。
进一步，无源无线变电站电容器测温系统还包括显示装置，用于接收温度监控装置输出的经过处理的温度数据并显示出来。
本发明的有益效果：本发明谐振型无源无线声表面波温度传感器在测量中只需要采用窄带射频脉冲查询信号，无需电源，具有Q值高、功耗小、传输距离远，实现对电容器温度的长期、可靠、免维护的监测，可在高温条件下进行温度检测；采用zigbee装置构成无线传输网络，能够短距离、低功耗、低数据速率、低成本以及低复杂度地实现数据的稳定可靠传输，具有很强的抗干扰性能，能够满足在变电站环境内进行电容器的温度测量，而且减小了电力企业的维护成本，提高了工作效率，并且，本发明采用无线网络进行数据传输，克服了有线传送方式绝缘性不足的缺点，结构简单，实施方便，成本低廉。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1是本发明的原理示意图。
具体实施方式
图1是本发明的原理示意图，如图所示，本发明提供的一种无源无线变电站电容器测温系统，包括：无源无线测温装置，用于检测变电站电容器的温度，通过接收激励信号并将激励信号转换成与温度变化线性相关的谐振的温度应答信号；温度信号采集装置，用于向无源无线测温装置发送激励信号，并且接收无源无线测温装置输出的温度应答信号，根据温度应答信号的频率的变化采集温度信息并输出；温度监控装置，用于接收温度信号采集装置输出温度信息并进行监控处理；本发明能够克服绝缘性不足的缺点，无需额外提供电源，有效地避免受环境及周围电磁场干扰，可以实现长期、可靠以及在高温条件下进行电容器温度的检测，而且无需进行维护，减小维护成本，提高工作效率。
本实施例中，所述无源无线测温装置为基于声表面波的无源无线温度传感器，使得安装、维护成本大大降低，无需电池供电，减少了电池更换带来的维护成本，同时不会对生态环境造成影响；无需在被测点或相关支撑结构上连线，传感器与接收设备之间无电气联系，从而实现了高压隔离，保障设备安全运行；无源无线温度传感器体积小，安装方便灵活，不受现场结构和空间影响；传感器可在任何工作温度范围内的温度进行调试，不会受季节因素影响；灰尘堆积等环境因素不会对传感器测温产生影响。
本实施例中，所述基于声表面波的无源无线温度传感器为谐振型无源无线声表面波温度传感器，所述谐振型无源无线声表面波温度传感器输出谐振的温度应答信号；谐振型无源无线声表面波温度传感器在测量中只需要采用窄带射频脉冲查询信号，具有Q值高、功耗小以及传输距离远的优点。
本实施例中，所述温度信号采集装置包括：
zigbee温度采集装置，用于向无源无线测温装置发送激励信号，并且接收无源无线测温装置输出的温度应答信号，根据温度应答信号的频率的变化采集温度信息并输出；
zigbee温度信息接收装置，用于接收zigbee温度采集装置输出的温度信息后并向温度监控装置传输；
所述zigbee温度采集装置和zigbee温度信息接收装置构成星形无线网络结构，所述zigbee温度信息接收装置为中心节点，所述zigbee温度采集装置为终端设备节点，能够短距离、低功耗、低数据速率、低成本以及低复杂度地实现数据的稳定可靠传输，具有很强的抗干扰性能，能够满足在变电站环境内进行电容器的温度测量，而且减小了电力企业的维护成本，提高了工作效率，在数据传送过程中无电气连接，具有了良好的隔离作用，在本实施例中，zigbee温度采集装置和zigbee温度信息接收装置可外购，在此不再赘述。
本实施例中，所述温度监控装置为微处理器及相应外部设备，用于对zigbee温度信息接收装置输出的温度信息进行处理并通过显示装置显示电容器的温度参数，监控装置采用Windows CE6.0操作系统以及SQLite3数据库，所述温度监控装置通过串口与zigbee温度信息接收装置进行数据交互，本实施例中，采用S3C2440A微处理器以及与其相应的外部设备，这些外部设备包括64M NAND FLASH、64M SDRAM、10M网络接口、2个异步串行口和用户扩展接口，这些外部设备均为现有技术，在此不再赘述，用户扩展口可以增加用户的使用范围，便于用户使用数据线、片选线、地址线以及中断线传送数据，具有良好的用户体验。
本实施例中，无源无线变电站电容器测温系统还包括显示装置，用于接收温度监控装置输出的经过处理的温度数据并显示出来，便于工作人员进行参数读取和数据分析，所述显示装置可以是液晶屏或者LED显示屏。
本发明实现的原理：由zigbee温度采集装置向谐振型声表面波温度传感器发出激励信号，谐振型声表面波温度传感器接收到激励信号后根据电容器的温度变化将激励信号转换成谐振的声波信号，该声波信号的谐振频率与温度的改变在一定温度范围内成非常良好线性关系，然后谐振型声表面波温度传感器通过逆转换将声波谐振的声波信号转换成温度应答信号，所述zigbee温度采集装置检测温度应答信号信号并根据温度应答信号的谐振频率的变化采集温度信息，并向zigbee温度信息接收装置发送当前温度信息，然后zigbee温度信息接收装置向温度监控装置传送温度信息，由温度监控装置对当前温度进行计算处理并通过显示装置显示出来，便于工作人员进行参数读取和数据分析，在本实施例中，温度应答信号的产生为谐振型声表面波温度传感器的内部过程，属于现有技术，在此只做了简单的阐述。
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，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种无源无线变电站电容器测温系统，其特征是：包括：
无源无线测温装置，用于检测变电站电容器的温度，通过接收激励信号并将激励信号转换成与温度变化线性相关的谐振的温度应答信号；
温度信号采集装置，用于向无源无线测温装置发送激励信号，并且接收无源无线测温装置输出的温度应答信号，根据温度应答信号的频率的变化采集温度信息并输出；
温度监控装置，用于接收温度信号采集装置输出温度信息并进行监控处理。
2.根据权利要求1所述无源无线变电站电容器测温系统，其特征是：所述无源无线测温装置为基于声表面波的无源无线温度传感器。
3.根据权利要求2所述无源无线变电站电容器测温系统，其特征是：所述基于声表面波的无源无线温度传感器为谐振型无源无线声表面波温度传感器，所述谐振型无源无线声表面波温度传感器输出谐振的温度应答信号。
4.根据权利要求3所述无源无线变电站电容器测温系统，其特征是：所述温度信号采集装置包括：
zigbee温度采集装置，用于向无源无线测温装置发送激励信号，并且接收无源无线测温装置输出的温度应答信号，根据温度应答信号的频率的变化采集温度信息并输出；
zigbee温度信息接收装置，用于接收zigbee温度采集装置输出的温度信息后并向温度监控装置传输；
所述zigbee温度采集装置和zigbee温度信息接收装置构成星形无线网络结构，所述zigbee温度信息接收装置为中心节点，所述zigbee温度采集装置为终端设备节点。
5.根据权利要求4所述无源无线变电站电容器测温系统，其特征是：所述温度监控装置为微处理器及相应外部设备，用于对zigbee温度信息接收装置输出的温度信息进行处理并输出，监控装置采用Windows CE6.0操作系统以及SQLite3数据库，所述温度监控装置通过串口与zigbee温度信息接收装置进行数据交互。
6.根据权利要求5所述无源无线变电站电容器测温系统，其特征是：还包括显示装置，用于接收温度监控装置输出的经过处理的温度数据并显示出来。
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Publications (1)
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