CN104362755A - 一种高压柜母线接头温度和电流监测保护系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压柜母线接头温度和电流监测保护系统，包括监测单元、控制单元、消防单元、报警单元、基站和集控中心，所述监测单元、控制单元、基站和集控中心依次连接，所述监测单元包括温度监测模块和电流监测模块，所述控制单元包括A/D转换器、单片机，所述消防单元包括自动灭火器，所述控制单元通过RS485与所述基站连接，所述基站通过有线光纤与所述集控中心连接。本发明通过对高压柜内母线接头温度和电流信息进行监控，由控制单元对正常温度进行比较，且采集高压柜内烟雾信息，做到起火早抢修，且将信息汇总至集控中心，实现对变电站高压柜内母线接头温度和电流的远程在线监控，提高电力工作的质量，减少事故发生的概率和损失。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统监测技术领域，具体涉及一种高压柜母线接头温度和电流监测保护系统。
背景技术
目前，作为电力传输设备，封闭母线槽近年来被广泛用于室内变电站、高层建筑和工厂厂房，以代替传统的电缆进行配电。目前，封闭式母线槽主要包括4种类型：空气绝缘型、密集绝缘型、高强度型和防火型母线槽。封闭式母线由于自身结构的特点，温升对其工作性能和可靠性影响较大，尤其是封闭母线接头。当母线槽自身温度上升到一定极限值时，就会加速绝缘老化，甚至破坏绝缘，引起事故，中断供电，给电力系统安全生产、经济运行、可靠供电及优质服务造成重大影响。
封闭母线接头处主要采用螺栓固定连接，在螺钉压紧的固定连接处，如果螺栓未拧紧，或者即使拧紧，经过长时间运行后经热胀冷缩后引起导电体的蠕动，也会使螺栓松动引起母线接头处的接触面氧化，导致其接触电阻增大。在电流的作用下接触电阻发热量增大，通过接头内部的热量传递，会使整个接头的温升上升，出现局部熔焊或产生火花甚至电弧放电，殃及周围绝缘材料，最终造成电气设备损坏。因此，掌握封闭母线接头的温度变化情况，对检测及保护封闭母线接头正常运行具有重要的意义。
且在高压柜内母线接头处的螺栓未拧紧或老化较为严重时，不只是会烧毁接头本身，在封闭狭小的环境下，还有着其它的设备，当接头温度过高时热量不容易散发出去，轻则影响高压柜内设备的正常运行，重则引起火灾，造成重大事故，因此还需要设计一种可以在高压柜内出现起火时进行紧急灭火的设施。
公开号为104019918A的发明公开了一种电缆接头温度监测装置，其特征在于丝状热电偶缠绕在电缆外表面，半导体温度传感器粘贴在电缆上，丝状热电偶和半导体温度传感器连接发射器的输入端，发射器的输出端连接接收器的输入端，接收器的输出端连接微处理器的输入端，微处理器的输出端连接闪光灯和扬声器；所述的发射器内设有信号滤波器和发射定时器；所述的接收器的内设有接收定时器。当高压电缆接头、母线连接处因过电流、接触不良等原因发生过热时，能发光报警。该发明可以对接头温度进行监测，但是无法进行远程监测，对于突发情况不能及时处理，不适合于自动化程度越来越高的今天。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种高压柜母线接头温度和电流监测保护系统，通过对高压柜内母线接头温度和电流信息进行监控，由控制单元对正常温度进行比较，且采集高压柜内烟雾信息，做到起火早抢修，且将信息汇总至集控中心，实现对变电站高压柜内母线接头温度和电流的远程在线监控。
一种高压柜母线接头温度和电流监测保护系统，包括监测单元、控制单元、消防单元、报警单元、基站和集控中心，所述监测单元、控制单元、基站和集控中心依次连接，所述监测单元包括温度监测模块和电流监测模块，所述控制单元包括A/D转换器、单片机，所述消防单元包括自动灭火器，所述控制单元通过RS485与所述基站连接，所述基站通过有线光纤与所述集控中心连接。
进一步的，所述温度监测模块包括红外温度传感器和红外热成像仪，所述红外温度传感器经A/D转换器与所述单片机连接，所述红外温度传感器用于对母线接头的温度检测，所述红外热成像仪与所述单片机连接，所述红外热成像仪用于对高压柜内所有设备温度进行监控。
进一步的，所述监测单元还包括烟雾传感器，用于对高压柜内是否发生火灾出现烟雾进行监测，所述控制单元在检测到母线接头及高压柜内温度过高且出现烟雾时，判定为发生火灾。
进一步的，所述自动灭火器采用悬挂式干粉灭火器，当高压柜内出现火灾温度过高时可自动灭火。
进一步的，所述报警单元包括声光报警器，当高压柜内发生火灾时，所述声光报警器用于对现场进行报警。
进一步的，所述基站通过485转WIFI技术实现与所述控制单元无线连接。
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高温预警。
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：本发明包括监测单元、控制单元、消防单元、报警单元、基站和集控中心，所述监测单元、控制单元、基站和集控中心依次连接，所述监测单元包括温度监测模块和电流监测模块，所述控制单元包括A/D转换器、单片机，所述消防单元包括自动灭火器，所述控制单元通过RS485与所述基站连接，所述基站通过有线光纤与所述集控中心连接。通过监测单元实现对高压柜内母线接头的温度和电流以及高压柜内温度进行监测，并经过单片机进行处理汇总至基站，基站将一片区域所有的控制单元传输来的信息进行汇总后发送至集控中心供工作人员进行远程监控高压柜内母线接头的数据信息，控制单元通过RS485通讯接口与基站连接，理论上基站可以对一百二十八个控制单元进行数据接收，通信距离可达到一千二百米，基站通过有线光纤与集控中心连接，通信速度快且传输稳定。高压柜内的自动灭火器可以在发生火灾时自动灭火，防止事故的扩大，减少损失。
所述温度监测模块包括红外温度传感器和红外热成像仪，所述红外温度传感器经A/D转换器与所述单片机连接，所述红外温度传感器用于对母线接头的温度检测，所述红外热成像仪与所述单片机连接，所述红外热成像仪用于对高压柜内所有设备温度进行监控。对母线接头及高压柜内的而温度都进行了监控，可以时刻将母线接头的温度反馈至集控中心，工作人员实现远程对母线接头温度监控，了解母线接头的工作情况，及时预测事故的发生。
所述监测单元还包括烟雾传感器，用于对高压柜内是否发生火灾出现烟雾进行监测，所述控制单元在检测到母线接头及高压柜内温度过高且出现烟雾时，判定为发生火灾。通过烟雾和温度传感器结合能更精确的监测到高压柜内是否出现火灾，并反馈至集控中心进行报警，做到发生事故及时反应。
所述自动灭火器采用悬挂式干粉灭火器，当高压柜内出现火灾温度过高时可自动灭火。当高压柜内出现火灾时，可以在无人情况下进行灭火，干粉灭火器适宜在相对封闭的空间内灭火，抗复燃性好。
所述报警单元包括声光报警器，当高压柜内发生火灾时，所述声光报警器用于对现场进行报警。报警单元可对现场工作人员进行报警，周围有工作人员时可以及时反应。
所述基站通过485转WIFI技术实现与所述控制单元无线连接。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，使得控制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母线接头温度进行监测，效果很好。
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，实现了集控中心对大范围变电站内的高压柜母线接头进行远程在线监控，提高了电力工作的自动化水平。
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高温预警。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 Server 2000数据库管理软件，完成对高压柜内温度以及母线接头温度和电流的监测，并集中汇总显示，供工作人员进行数据分析处理，可以实时观察母线接头运行情况，发生火灾时及时报警，温度过高时进行预警。
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。
本发明实现了对高压柜内温度以及母线接头温度和电流的远程在线监控，并且能在发生火灾时进行报警，及时通知周围和集控中心的工作人员，实现了对大范围的高压柜内母线接头进行监控，智能化程度高，且网络传输速度很快，信号稳定，提高了电力工作的质量，减少了事故发生的概率以及损失。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步描述：
图1是本发明高压柜母线接头温度和电流监测保护系统的系统结构图；
图2是本发明基站与集控中心连接的系统结构图；
图3是本发明消防单元的系统结构图。
具体实施方式
实施例一
如图1、图2和图3所示：本发明提供了一种高压柜母线接头温度和电流监测保护系统，包括监测单元6、控制单元1、消防单元、报警单元7、基站2和集控中心4，所述监测单元6、控制单元1、基站2和集控中心4依次连接，所述监测单元6包括温度监测模块9和电流监测模块10，所述控制单元1包括A/D转换器8、单片机3，所述消防单元包括自动灭火器，所述控制单元1通过RS485与所述基站2连接，所述基站2通过有线光纤与所述集控中心4连接。通过监测单元6实现对高压柜内母线接头的温度和电流以及高压柜内温度进行监测，并经过单片机3进行处理汇总至基站2，基站2将一片区域所有的控制单元1传输来的信息进行汇总后发送至集控中心4供工作人员进行远程监控高压柜内母线接头的数据信息，控制单元1通过RS485通讯接口与基站连接，理论上基站2可以对一百二十八个控制单元1进行数据接收，通信距离可达到一千二百米，基站2通过有线光纤与集控中心4连接，通信速度快且传输稳定。高压柜内的自动灭火器可以在发生火灾时自动灭火，防止事故的扩大，减少损失。
所述温度监测模块9包括红外温度传感器和红外热成像仪，所述红外温度传感器经A/D转换器与所述单片机连接，所述红外温度传感器用于对母线接头的温度检测，所述红外热成像仪与所述单片机连接，所述红外热成像仪用于对高压柜内所有设备温度进行监控。对母线接头及高压柜内的而温度都进行了监控，可以时刻将母线接头的温度反馈至集控中心4，工作人员实现远程对母线接头温度监控，了解母线接头的工作情况，及时预测事故的发生。
所述监测单元6还包括烟雾传感器5，用于对高压柜内是否发生火灾出现烟雾进行监测，所述控制单元1在检测到母线接头及高压柜内温度过高且出现烟雾时，判定为发生火灾。通过烟雾和温度传感器结合能更精确的监测到高压柜内是否出现火灾，并反馈至集控中心4进行报警，做到发生事故及时反应。
实施例二
如图1、图2和图3所示：本发明还提供了一种高压柜母线接头温度和电流监测保护系统，包括监测单元6、控制单元1、消防单元、报警单元7、基站2和集控中心4，所述监测单元6、控制单元1、基站2和集控中心4依次连接，所述监测单元6包括温度监测模块9和电流监测模块10，所述控制单元1包括A/D转换器8、单片机3，所述消防单元包括自动灭火器，所述控制单元1通过RS485与所述基站2连接，所述基站2通过有线光纤与所述集控中心4连接。
所述自动灭火器采用悬挂式干粉灭火器，当高压柜内出现火灾温度过高时可自动灭火。当高压柜内出现火灾时，可以在无人情况下进行灭火，干粉灭火器适宜在相对封闭的空间内灭火，抗复燃性好。
所述报警单元7包括声光报警器，当高压柜内发生火灾时，所述声光报警器用于对现场进行报警。报警单元可对现场工作人员进行报警，周围有工作人员时可以及时反应。
实施例三
如图1、图2和图3所示：本发明还提供了一种高压柜母线接头温度和电流监测保护系统，包括监测单元6、控制单元1、消防单元、报警单元7、基站2和集控中心4，所述监测单元6、控制单元1、基站2和集控中心4依次连接，所述监测单元6包括温度监测模块9和电流监测模块10，所述控制单元1包括A/D转换器8、单片机3，所述消防单元包括自动灭火器，所述控制单元1通过RS485与所述基站2连接，所述基站2通过有线光纤与所述集控中心4连接。
所述基站2通过485转WIFI技术实现与所述控制单元1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，使得控制单元1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母线接头温度进行监测，效果很好。
所述基站2包括PC机13和网络适配器14。通过网络适配器14和有线光纤，PC机13对个单元传输来的数据进行汇总后发送至集控中心4，实现了集控中心4对大范围变电站内的高压柜母线接头进行远程在线监控，提高了电力工作的自动化水平。
所述集控中心4包括工控机16，所述工控机16设置通信单元15、数据库11和信息监控单元12，所述数据库11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12设置火灾报警和高温预警。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 Server 2000数据库管理软件，完成对高压柜内温度以及母线接头温度和电流的监测，并集中汇总显示，供工作人员进行数据分析处理，可以实时观察母线接头运行情况，发生火灾时及时报警，温度过高时进行预警。
所述通信单元15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4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。
Claims (9)
1.一种高压柜母线接头温度和电流监测保护系统，包括监测单元、控制单元、消防单元、报警单元、基站和集控中心，所述监测单元、控制单元、基站和集控中心依次连接，其特征在于：所述监测单元包括温度监测模块和电流监测模块，所述控制单元包括A/D转换器、单片机，所述消防单元包括自动灭火器，所述控制单元通过RS485与所述基站连接，所述基站通过有线光纤与所述集控中心连接。
2.如权利要求1所述的高压柜母线接头温度和电流监测保护系统，其特征在于：所述温度监测模块包括红外温度传感器和红外热成像仪，所述红外温度传感器经A/D转换器与所述单片机连接，所述红外温度传感器用于对母线接头的温度检测，所述红外热成像仪与所述单片机连接，所述红外热成像仪用于对高压柜内所有设备温度进行监控。
3.如权利要求1所述的高压柜母线接头温度和电流监测保护系统，其特征在于：所述监测单元还包括烟雾传感器，用于对高压柜内是否发生火灾出现烟雾进行监测，所述控制单元在检测到母线接头及高压柜内温度过高且出现烟雾时，判定为发生火灾。
4.如权利要求1所述的高压柜母线接头温度和电流监测保护系统，其特征在于：所述自动灭火器采用悬挂式干粉灭火器，当高压柜内出现火灾温度过高时可自动灭火。
5.如权利要求1所述的高压柜母线接头温度和电流监测保护系统，其特征在于：所述报警单元包括声光报警器，当高压柜内发生火灾时，所述声光报警器用于对现场进行报警。
6.如权利要求1所述的高压柜母线接头温度和电流监测保护系统，其特征在于：所述基站通过485转WIFI技术实现与所述控制单元无线连接。
7.如权利要求1所述的高压柜母线接头温度和电流监测保护系统，其特征在于：所述基站包括PC机和网络适配器。
8.如权利要求1所述的高压柜母线接头温度和电流监测保护系统，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高温预警。
9.如权利要求8所述的高压柜母线接头温度和电流监测保护系统，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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