CN104361709B - 一种无人值守变电站温度监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人值守变电站温度监控系统，包括室内监测单元、室外监测单元、降温消防单元、基站和集控中心，所述基站与所述室内监测单元、室外监测单元、降温消防单元连接，所述基站与所述集控中心连接，工作人员通过所述集控中心监测变电站内温度数据以及控制各单元运行；所述室外监测单元包括云台、球形摄像机和红外热成像仪，所述降温消防单元包括变电站内设置的消防设施和空调，本发明对无人值守变电站温度信息进行监测，并对室内的温度进行控制，当发生火灾时具备一定的简易消防能力，对于变电站温度监测较为直观清洗，实现了对无人值守变电站远程在线监控，降低了变电站运行的人工成本，减少了火灾事故发生的概率以及造成的损失。
Description
技术领域
本发明涉及变电站监控技术领域，具体涉及一种无人值守变电站温度监控系统。
背景技术
目前，随着国家社会经济的快速发展和电网建设的大踏步前进，关于电力的基础工程建设也越来越多，各种等级变压的变电站也越来越多，急速增加的变电站需要大量的人手来维持其正常工作，所以应运而生的出现了无人值守变电站，代替了传统人工维持的变电站，实现了远程监控来进行变压作业，但是对于无人值守变电站需要更为精确的控制，实现自动化、数字化、远程在线的管理维护，这是将来变电站发展的趋势。
电力系统有别于其它行业，维护不能随意中断生产，这就要在事故发生之前作好充分的预测——在事故发生前解决故障，重点是变电站设备的预防性的巡检工作。变电系统负担着电力变送工作，高电压大电流的线路长期工作，即使是优良的绝缘介质也会出现不可预期的问题而导致事故。绝大部分事故的原因就是绝缘老化、失效产生的，其外观表现为：在故障出现之前数小时都比正常工作时发热多许多。这种高压设备的热故障是引起大面积停电等事故的主要诱发因素。
目前，红外诊断技术在我国电力系统的设备诊断和其它行业的电气设备诊断中的应用以取得显著效果，大大减少了电力系统设备线路运行时的故障和人员在危险作业区作业的风险性，大大减少了人员检修的成本和劳力支持，提高了电力系统生产维护的效率。由于红外技术在电力行业取得了突出的应用效果，各地电力用户纷纷采用。到处可见便携红外点温仪，便携式红外热成像仪等红外设备。采用上述设备进行设备接点过热检查存在主要缺点是：不能连续的存储和记录数据。数据不能实时的传输记忆和存储，由于其便携的特性，依靠电池的电力供应往往是限制测量时间。而且对于无人值守变电站来说，其要求便是人工不参与生产，追求的便是降低人工成本的目的，若还需要携带设备进行巡检便违背了初衷，因此，实现无人值守变电站热故障自动检测自动预警，甚至是远程控制消防作业，才能最大程度的保障电力系统的安全运行。
公开号为103292906A的发明公开了一种无人值守变电站红外测温系统，主要包括前端电脑，数据线，室外重型云台，红外测温仪、高清摄像头，前端交换机，局域网交换机，后台服务器，中心客户端，前端电脑内设有数据采集卡，前端电脑与室外重型云台通过数据线连接，其中，室外重型云台连接有温度采集监测点。数据线为四芯屏蔽数据线。前端电脑与前端交换机，局域网交换机和后台服务器之间均通过光纤连接。该发明可以实现在室外对变电站进行远程温度监控，但是对于室内温度监测不精准，且不具备一定的温控效果，在实施中效果并不明显。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种无人值守变电站温度监控系统，对变电站室内室外进行全方位在线远程监测，并具备一定的温度调节能力和简易消防能力，能在发生事故时工作人员来临之前进行一些简单处理。
一种无人值守变电站温度监控系统，包括室内监测单元、室外监测单元、降温消防单元、基站和集控中心，所述基站与所述室内监测单元、室外监测单元、降温消防单元连接，所述基站与所述集控中心连接，工作人员通过所述集控中心监测变电站内温度数据以及控制各单元运行；
所述室内监测系统用于对无人值守变电站室内温度进行监测，包括单片机、A/D转换器、温度传感器，所述温度传感器采集温度模拟信号，经所述A/D转换器转换成数字信号后由所述单片机进行处理，发送至所述基站；
所述室外监测单元用于对整个无人值守变电站温度进行监测，包括设置在变电站中心位置的云台，所述云台上设置球形摄像机和红外热成像仪，所述球形摄像机用于对变电站进行可视性监测，所述红外热成像仪对变电站内红外辐射进行监测，所述球形摄像机和红外热成像仪与所述基站信号连接；
所述降温消防单元用于对温度进行控制且在发生火灾时具备简易消防能力，包括变电站内设置的消防设施和空调，所述消防设施和空调通过设置控制器进行控制，室内温度较高时所述基站对通过所述控制器控制所述空调进行降温，当发生火灾时所述基站通过所述控制器控制所述消防设施进行简单消防作业。
进一步的，所述室内监控系统还包括烟雾传感器，所述烟雾传感器与所述温度传感器配合对室内是否出现火灾进行准确监测。
进一步的，所述基站通过RS485通讯接口与所述室内监测单元、室外监测单元、降温消防单元连接，所述基站通过有线光纤与所述集控中心连接。
进一步的，所述基站通过485转WIFI技术实现与所述室内监测单元、室外监测单元、降温消防单元无线连接。
进一步的，所述云台表面涂抹防火涂料，所述防火涂料包括环保溶剂，耐候性丙烯酸树脂，氯醚树脂，阻燃性氨基树脂，分散剂，复合发泡粉，阻燃材料Ａ，钛白粉，阻燃材料Ｂ，阻燃助剂，木质纤维丝，无机微珠空心填料和防流挂剂。
进一步的，所述基站包括PC机和网络适配器。
进一步的，所述集控中心包括工控机，所述工控机设置通信单元、数据库和信息监控单元，所述数据库支持数据存储、数据分析、数据查询和数据显示，所述信息监控单元设置火灾报警和指令控制。
进一步的，所述通信单元通过2G、3G、4G网络中的一种与运维人员进行远程通讯。
本发明的有益效果：本发明包括室内监测单元、室外监测单元、降温消防单元、基站和集控中心，所述基站与所述室内监测单元、室外监测单元、降温消防单元连接，所述基站与所述集控中心连接，工作人员通过所述集控中心监测变电站内温度数据以及控制各单元运行；所述室内监测系统用于对无人值守变电站室内温度进行监测，包括单片机、A/D转换器、温度传感器，所述温度传感器采集温度模拟信号，经所述A/D转换器转换成数字信号后由所述单片机进行处理，发送至所述基站；所述室外监测单元用于对整个无人值守变电站温度进行监测，包括设置在变电站中心位置的云台，所述云台上设置球形摄像机和红外热成像仪，所述球形摄像机用于对变电站进行可视性监测，所述红外热成像仪对变电站内红外辐射进行监测，所述球形摄像机和红外热成像仪与所述基站信号连接；所述降温消防单元用于对温度进行控制且在发生火灾时具备简易消防能力，包括变电站内设置的消防设施和空调，所述消防设施和空调通过设置控制器进行控制，室内温度较高时所述基站对通过所述控制器控制所述空调进行降温，当发生火灾时所述基站通过所述控制器控制所述消防设施进行简单消防作业。各单元用于监测变电站内温度信息以及事故信息，经基站汇总后发送至集控中心，温度传感器对变电站室内温度进行采集，经模数转换之后单片机将数据发送给基站，基站将实时测得的温度与工作适宜温度进行对比，然后通过控制器控制空调进行室内温度调节。云台架设较高，可以使得对变电站监测更加直观更加方便且遮挡物较少，球形摄像机拍摄变电站画面经基站传送给集控中心，使得工作人员对于变电站情况有更清晰的了解，红外热成像仪拍摄变电站温度监测画面经基站传送给集控中心，可以使得工作人员很直观的监测变电站内各处的温度。当变电站发生火灾时，工作人员可以通过摄像机和成像仪了解到火灾发生的地点，然后远程通过控制器对消防设施进行操作，达到简易消防的目的，为后续抢修工作争取时间。
所述室内监控系统还包括烟雾传感器，所述烟雾传感器与所述温度传感器配合对室内是否出现火灾进行准确监测。烟雾传感器监测室内是否出现火灾时的烟雾，再通过温度传感器检测周围温度是否明显上升来监测变电站室内是否出现火灾，当出现火灾时采取下一步行动。
所述基站通过RS485通讯接口与所述室内监测单元、室外监测单元、降温消防单元连接，所述基站通过有线光纤与所述集控中心连接。基站通过RS485通讯接口与各单元连接，理论上基站可以对一百二十八个单元进行数据接收控制，通信距离可达到一千二百米，可以实现对变电站内的室内和室外环境数据进行接收，对降温消防进行控制，并将数据汇总传输至集控中心。
所述基站通过485转WIFI技术实现与所述室内监测单元、室外监测单元、降温消防单元无线连接。232/485转WIFI设备支持通过指定信道号的方式来进行快速联网，基于802.11 协议的无线漫游功能，通过设置232/485转WIFI的串口设备H-601，就能实现此功能，使得各单元与基站连接更加方便，避免了大范围、多数量的布线难题，较容易在现有变电站内进行改进，且在发生火灾时不会造成烧毁线路而导致无法对变电站进行监测，效果很好。
所述云台表面涂抹防火涂料，所述防火涂料包括环保溶剂，耐候性丙烯酸树脂，氯醚树脂，阻燃性氨基树脂，分散剂，复合发泡粉，阻燃材料Ａ，钛白粉，阻燃材料Ｂ，阻燃助剂，木质纤维丝，无机微珠空心填料和防流挂剂。云台需要一直直立在变电站中心，在发生火灾时更要做好防火工作，以免云台倒塌而导致无法进行图像监测，加大了抢修的难度，这种防火涂料是一种超薄型的、室外专用的高效防火涂料，具有优异的耐气候性、耐酸、耐碱等化学性，附着力高、耐久、膨胀均匀、泡体结构特殊，其防火效果高。
所述基站包括PC机和网络适配器。通过网络适配器和有线光纤，PC机对个单元传输来的数据进行汇总后发送至集控中心，且PC机对实时温度与适宜温度进行比较来控制空调的工作，工作人员通过基站对控制器进行控制达到降温消防作用。
所述集控中心包括工控机，所述工控机设置通信单元、数据库和信息监控单元，所述数据库支持数据存储、数据分析、数据查询和数据显示，所述信息监控单元设置火灾报警和指令控制。工控机作为整个系统的高层管理设备，通过VB软件编制程序，结合SQL Server2000数据库管理软件，完成对变电站温度信息的监测，对所有数据进行处理，可以直观看到无人值守变电站近期内的温度变化，当变电站出现问题时便可以使用通信单元对工作人员进行远程提醒，火灾报警对变电站室内发生火灾时进行报警，工作人员通过指令控制对基站下达指令来控制消防设施的工作。
所述通信单元通过2G、3G、4G网络中的一种与运维人员进行远程通讯。运维人员携带远程通讯装置，集控中心可以实现远程与工作人员进行连接，将报警信息发送过来，便于工作人员及时对变电站事故进行处理，2G、3G、4G网络通话信息稳定，传输距离远，对大范围的无人值守变电站实现远程在线综合监控，不受时间、地域影响。
本发明对无人值守变电站温度信息进行监测，并对室内的温度进行控制，当发生火灾时具备一定的简易消防能力，对于变电站温度监测较为直观清洗，实现了对无人值守变电站远程在线监控，降低了变电站运行的人工成本，减少了火灾事故发生的概率以及造成的损失。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步描述：
图1是本发明无人值守变电站温度监控系统的系统结构图；
图2是本发明基站与各单元连接的系统结构图；
图3是本发明基站与集控中心连接的系统结构图；
图4是本发明云台的结构示意图。
具体实施方式
实施例一
如图1、图2和图4所示：本发明提供了一种无人值守变电站温度监控系统，包括室内监测单元3、室外监测单元4、降温消防单元5、基站2和集控中心1，所述基站2与所述室内监测单元3、室外监测单元4、降温消防单元5连接，所述基站2与所述集控中心1连接，工作人员通过所述集控中心1监测变电站内温度数据以及控制各单元运行；所述室内监测系统3用于对无人值守变电站室内温度进行监测，包括单片机6、A/D转换器7、温度传感器8，所述温度传感器8采集温度模拟信号，经所述A/D转换器7转换成数字信号后由所述单片机6进行处理，发送至所述基站2；所述室外监测单元4用于对整个无人值守变电站温度进行监测，包括设置在变电站中心位置的云台15，所述云台15上设置球形摄像机10和红外热成像仪11，所述球形摄像机10用于对变电站进行可视性监测，所述红外热成像仪11对变电站内红外辐射进行监测，所述球形摄像机10和红外热成像仪11与所述基站信号连接；所述降温消防单元5用于对温度进行控制且在发生火灾时具备简易消防能力，包括变电站内设置的消防设施12和空调13，所述消防设施12和空调13通过设置控制器14进行控制，室内温度较高时所述基站2对通过所述控制器14控制所述空调13进行降温，当发生火灾时所述基站2通过所述控制器14控制所述消防设施12进行简单消防作业。各单元用于监测变电站内温度信息以及事故信息，经基站2汇总后发送至集控中心1，温度传感器8对变电站室内温度进行采集，经模数转换之后单片机6将数据发送给基站2，基站2将实时测得的温度与工作适宜温度进行对比，然后通过控制器14控制空调13进行室内温度调节。云台15架设较高，可以使得对变电站监测更加直观更加方便且遮挡物较少，球形摄像机10拍摄变电站画面经基站2传送给集控中心1，使得工作人员对于变电站情况有更清晰的了解，红外热成像仪13拍摄变电站温度监测画面经基站2传送给集控中心1，可以使得工作人员很直观的监测变电站内各处的温度。当变电站发生火灾时，工作人员可以通过摄像机和成像仪了解到火灾发生的地点，然后远程通过控制器14对消防设施进行操作，达到简易消防的目的，为后续抢修工作争取时间。
所述室内监控系统3还包括烟雾传感器9，所述烟雾传感器9与所述温度传感器8配合对室内是否出现火灾进行准确监测。烟雾传感器9监测室内是否出现火灾时的烟雾，再通过温度传感器8检测周围温度是否明显上升来监测变电站室内是否出现火灾，当出现火灾时采取下一步行动。
实施例二
如图1、图2和图4所示：本发明还提供了一种无人值守变电站温度监控系统，包括室内监测单元3、室外监测单元4、降温消防单元5、基站2和集控中心1，所述基站2与所述室内监测单元3、室外监测单元4、降温消防单元5连接，所述基站2与所述集控中心1连接，工作人员通过所述集控中心1监测变电站内温度数据以及控制各单元运行；所述室内监测系统3用于对无人值守变电站室内温度进行监测，包括单片机6、A/D转换器7、温度传感器8，所述温度传感器8采集温度模拟信号，经所述A/D转换器7转换成数字信号后由所述单片机6进行处理，发送至所述基站2；所述室外监测单元4用于对整个无人值守变电站温度进行监测，包括设置在变电站中心位置的云台15，所述云台15上设置球形摄像机10和红外热成像仪11，所述球形摄像机10用于对变电站进行可视性监测，所述红外热成像仪11对变电站内红外辐射进行监测，所述球形摄像机10和红外热成像仪11与所述基站信号连接；所述降温消防单元5用于对温度进行控制且在发生火灾时具备简易消防能力，包括变电站内设置的消防设施12和空调13，所述消防设施12和空调13通过设置控制器14进行控制，室内温度较高时所述基站2对通过所述控制器14控制所述空调13进行降温，当发生火灾时所述基站2通过所述控制器14控制所述消防设施12进行简单消防作业。
所述基站2通过RS485通讯接口与所述室内监测单元3、室外监测单元4、降温消防单元5连接，所述基站2通过有线光纤与所述集控中心1连接。基站2通过RS485通讯接口与各单元连接，理论上基站2可以对一百二十八个单元进行数据接收控制，通信距离可达到一千二百米，可以实现对变电站内的室内和室外环境数据进行接收，对降温消防进行控制，并将数据汇总传输至集控中心1。
所述基站2通过485转WIFI技术实现与所述室内监测单元3、室外监测单元4、降温消防单元5无线连接。232/485转WIFI设备支持通过指定信道号的方式来进行快速联网，基于 802.11 协议的无线漫游功能，通过设置232/485转WIFI的串口设备H-601，就能实现此功能，使得各单元与基站2连接更加方便，避免了大范围、多数量的布线难题，较容易在现有变电站内进行改进，且在发生火灾时不会造成烧毁线路而导致无法对变电站进行监测，效果很好。
实施例三
如图1、图2和图4所示：本发明还提供了一种无人值守变电站温度监控系统，包括室内监测单元3、室外监测单元4、降温消防单元5、基站2和集控中心1，所述基站2与所述室内监测单元3、室外监测单元4、降温消防单元5连接，所述基站2与所述集控中心1连接，工作人员通过所述集控中心1监测变电站内温度数据以及控制各单元运行；所述室内监测系统3用于对无人值守变电站室内温度进行监测，包括单片机6、A/D转换器7、温度传感器8，所述温度传感器8采集温度模拟信号，经所述A/D转换器7转换成数字信号后由所述单片机6进行处理，发送至所述基站2；所述室外监测单元4用于对整个无人值守变电站温度进行监测，包括设置在变电站中心位置的云台15，所述云台15上设置球形摄像机10和红外热成像仪11，所述球形摄像机10用于对变电站进行可视性监测，所述红外热成像仪11对变电站内红外辐射进行监测，所述球形摄像机10和红外热成像仪11与所述基站信号连接；所述降温消防单元5用于对温度进行控制且在发生火灾时具备简易消防能力，包括变电站内设置的消防设施12和空调13，所述消防设施12和空调13通过设置控制器14进行控制，室内温度较高时所述基站2对通过所述控制器14控制所述空调13进行降温，当发生火灾时所述基站2通过所述控制器14控制所述消防设施12进行简单消防作业。
所述云台15表面涂抹防火涂料22，所述防火涂料22包括环保溶剂，耐候性丙烯酸树脂，氯醚树脂，阻燃性氨基树脂，分散剂，复合发泡粉，阻燃材料Ａ，钛白粉，阻燃材料Ｂ，阻燃助剂，木质纤维丝，无机微珠空心填料和防流挂剂。云台15需要一直直立在变电站中心，在发生火灾时更要做好防火工作，以免云台15倒塌而导致无法进行图像监测，加大了抢修的难度，这种防火涂料22是一种超薄型的、室外专用的高效防火涂料，具有优异的耐气候性、耐酸、耐碱等化学性，附着力高、耐久、膨胀均匀、泡体结构特殊，其防火效果高。
实施例四
如图1、图2、图3和图4所示：本发明还提供了一种无人值守变电站温度监控系统，包括室内监测单元3、室外监测单元4、降温消防单元5、基站2和集控中心1，所述基站2与所述室内监测单元3、室外监测单元4、降温消防单元5连接，所述基站2与所述集控中心1连接，工作人员通过所述集控中心1监测变电站内温度数据以及控制各单元运行；所述室内监测系统3用于对无人值守变电站室内温度进行监测，包括单片机6、A/D转换器7、温度传感器8，所述温度传感器8采集温度模拟信号，经所述A/D转换器7转换成数字信号后由所述单片机6进行处理，发送至所述基站2；所述室外监测单元4用于对整个无人值守变电站温度进行监测，包括设置在变电站中心位置的云台15，所述云台15上设置球形摄像机10和红外热成像仪11，所述球形摄像机10用于对变电站进行可视性监测，所述红外热成像仪11对变电站内红外辐射进行监测，所述球形摄像机10和红外热成像仪11与所述基站信号连接；所述降温消防单元5用于对温度进行控制且在发生火灾时具备简易消防能力，包括变电站内设置的消防设施12和空调13，所述消防设施12和空调13通过设置控制器14进行控制，室内温度较高时所述基站2对通过所述控制器14控制所述空调13进行降温，当发生火灾时所述基站2通过所述控制器14控制所述消防设施12进行简单消防作业。
所述基站2包括PC机16和网络适配器17。通过网络适配器17和有线光纤，PC机16对个单元传输来的数据进行汇总后发送至集控中心1，且PC机16对实时温度与适宜温度进行比较来控制空调13的工作，工作人员通过基站2对控制器14进行控制达到降温消防作用。
所述集控中心1包括工控机18，所述工控机18设置通信单元21、数据库19和信息监控单元20，所述数据库19支持数据存储、数据分析、数据查询和数据显示，所述信息监控单元20设置火灾报警和指令控制。工控机18作为整个系统的高层管理设备，通过VB软件编制程序，结合SQL Server 2000数据库管理软件，完成对变电站温度信息的监测，对所有数据进行处理，可以直观看到无人值守变电站近期内的温度变化，当变电站出现问题时便可以使用通信单元21对工作人员进行远程提醒，火灾报警对变电站室内发生火灾时进行报警，工作人员通过指令控制对基站2下达指令来控制消防设施12的工作。
所述通信单元21通过2G、3G、4G网络中的一种与运维人员进行远程通讯。运维人员携带远程通讯装置，集控中心1可以实现远程与工作人员进行连接，将报警信息发送过来，便于工作人员及时对变电站事故进行处理，2G、3G、4G网络通话信息稳定，传输距离远，对大范围的无人值守变电站实现远程在线综合监控，不受时间、地域影响。
Claims (7)
1.一种无人值守变电站温度监控系统，包括室内监测单元、室外监测单元、降温消防单元、基站和集控中心，其特征在于：所述基站与所述室内监测单元、室外监测单元、降温消防单元连接，所述基站与所述集控中心连接，工作人员通过所述集控中心监测变电站内温度数据以及控制各单元运行；
所述室内监测系统用于对无人值守变电站室内温度进行监测，包括单片机、A/D转换器、温度传感器，所述温度传感器采集温度模拟信号，经所述A/D转换器转换成数字信号后由所述单片机进行处理，发送至所述基站；
所述室外监测单元用于对整个无人值守变电站温度进行监测，包括设置在变电站中心位置的云台，所述云台上设置球形摄像机和红外热成像仪，所述球形摄像机用于对变电站进行可视性监测，所述红外热成像仪对变电站内红外辐射进行监测，所述球形摄像机和红外热成像仪与所述基站信号连接，所述云台表面涂抹防火涂料，所述防火涂料包括环保溶剂，耐候性丙烯酸树脂，氯醚树脂，阻燃性氨基树脂，分散剂，复合发泡粉，阻燃材料Ａ，钛白粉，阻燃材料Ｂ，阻燃助剂，木质纤维丝，无机微珠空心填料和防流挂剂；
所述降温消防单元用于对温度进行控制且在发生火灾时具备简易消防能力，包括变电站内设置的消防设施和空调，所述消防设施和空调通过设置控制器进行控制，室内温度高于电气设备工作适宜温度时所述基站对通过所述控制器控制所述空调进行降温，当发生火灾时所述基站通过所述控制器控制所述消防设施进行简单消防作业。
2.如权利要求1所述的无人值守变电站温度监控系统，其特征在于：所述室内监控系统还包括烟雾传感器，所述烟雾传感器与所述温度传感器配合对室内是否出现火灾进行准确监测。
3.如权利要求1所述的无人值守变电站温度监控系统，其特征在于：所述基站通过RS485通讯接口与所述室内监测单元、室外监测单元、降温消防单元连接，所述基站通过有线光纤与所述集控中心连接。
4.如权利要求3所述的无人值守变电站温度监控系统，其特征在于：所述基站通过485转WIFI技术实现与所述室内监测单元、室外监测单元、降温消防单元无线连接。
5.如权利要求1所述的无人值守变电站温度监控系统，其特征在于：所述基站包括PC机和网络适配器。
6.如权利要求1所述的无人值守变电站温度监控系统，其特征在于：所述集控中心包括工控机，所述工控机设置通信单元、数据库和信息监控单元，所述数据库支持数据存储、数据分析、数据查询和数据显示，所述信息监控单元设置火灾报警和指令控制。
7.如权利要求6所述的无人值守变电站温度监控系统，其特征在于：所述通信单元通过2G、3G、4G网络中的一种与运维人员进行远程通讯。
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