CN104503299A - 一种基于dsp的变电站室内温湿度及粉尘控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于DSP的变电站室内温湿度及粉尘控制系统，包括控制单元、环境检测单元、环境调节单元、报警单元、基站和集控中心，所述环境监测单元包括温度传感器、湿度传感器和粉尘传感器，所述环境调节单元包括制冷机、加热器、换气扇和袋式除尘器，所述控制单元与所述环境检测单元、报警单元和环境调节单元信号连接，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。本发明实现了对无人值守变电站室内环境信息进行监测，对于温湿度及粉尘数量进行监控，并且自动排出六氟化硫有毒气体，可以检测室内是否发生火灾并进行远程报警，实现了对大范围的无人值守变电站进行远程监控。

Description

一种基于DSP的变电站室内温湿度及粉尘控制系统

技术领域

本发明涉及变电站维护技术领域，具体涉及一种基于DSP的变电站室内温湿度及粉尘控制系统。

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，对于无人值守变电站的通风降温、火灾警报、有毒气体安全排放等提出了更高的要求。

另一方面，为节约宝贵的土地资源，减少噪音、辐射等环境问题，这些变电站越来越多的被设计成紧凑的户内布置，或置于地下，空间狭小、环境封闭使这些变电站的电气设备运行环境十分恶劣，通常内部环境温度较高、湿度较大、积尘较多等，容易导致设备腐蚀、老化以及引发爬电、污闪等安全事故。

在无人值守的变电站室内，各个电器元件都在工作，其过程中会产生大量的热量，使得室内的温度有了明显的上升，高温不利于室内设备的安全正常运行，若变电站室内的通风不到位的话容易引起室内潮气过大，而过于潮湿的空气也会腐蚀变电站的设备，加速各个元件的老化，不利于变电站的正常运行，如大量的室外空气会将灰尘和漂浮于空气中的盐类或酸性物质带进室内，引起设备故障等问题。

而对于一般变电站而言，均配置了空调、轴流风机、电炉丝等降温设备以确保室内温度稳定，但传统的这些设备均为独立运行且其使用需要人为投放，反应时间较长，且易出现因人为失误而造成的供电事故，尤其是在现代化的无人值守配电室或变电站中，传统的降温除湿系统更是不能满足安全用电及用户的需要。

公开号为104133510A的发明公开了一种室内环境监控系统，具体说是变电站室内环境远程监控系统。它的特点是包括传感器、中心服务器、数据交换设备、控制器和变电站室内辅助环境调节设备。所述传感器和变电站室内辅助环境调节设备均通过导线与控制器相连。所述中心服务器与数据交换设备间呈有线或无线通讯连接。所述传感器与数据交换设备间、控制器与数据交换设备间、变电站室内辅助环境调节设备与数据交换设备间均呈有线或无线通讯连接。但是该发明在通讯方面做得并不出色，线路较为复杂，且其对尘埃的处理也不到位。

在构造网络互连环境下，本发明进一步研究网络环境下无人值守变电站室内监控数据的加工处理，以实现室内监控计算模型的动态进化。本发明采取了监测装置与控制维护的设计方案，在互动过程中采集室内各项参数，采用计算机进行数据处理，并解决室内环境内存在的问题。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种基于DSP的变电站室内温湿度及粉尘控制系统，通过运用DSP芯片控制技术，达到对室内温湿度和粉尘的控制，并且收集室内温湿度信息和粉尘信息，并将数据传输至集控中心，智能化程度高，且网络传输速度很快，信号稳定，提高了无人值守变电站的工作质量。

一种基于DSP的变电站室内温湿度及粉尘控制系统，包括控制单元、环境检测单元、环境调节单元、报警单元、基站和集控中心，所述环境监测单元包括温度传感器、湿度传感器和粉尘传感器，所述环境调节单元包括制冷机、加热器、换气扇和袋式除尘器，所述控制单元与所述环境检测单元、报警单元和环境调节单元信号连接，所述控制单元、所述基站、所述集控中心依次连接，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，所述控制单元包括DSP芯片、A/D转换器和继电器。

进一步的，所述控制单元可通过485转WIFI技术实现与所述基站无线连接。

进一步的，所述环境监测单元还设置烟雾传感器，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监测。

进一步的，所述环境检测单元还设置SF6传感器，所述报警单元在六氟化硫气体浓度较高时进行报警，同时所述环境调节单元对室内空气进行更换。

进一步的，所述报警单元包括显示屏和报警红灯，所述显示屏显示六氟化硫气体浓度值，所述报警红灯对维护人员进行提醒。

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环境报警。

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：本发明包括包括控制单元、环境检测单元、环境调节单元、报警单元、基站和集控中心，所述环境监测单元包括温度传感器、湿度传感器和粉尘传感器，所述环境调节单元包括制冷机、加热器、换气扇和袋式除尘器，所述控制单元与所述环境检测单元、报警单元和环境调节单元信号连接，所述控制单元、所述基站、所述集控中心依次连接，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。通过环境监测单元对室内环境进行检测，通过环境调节单元对室内环境进行调节，粉尘传感器对室内的粉尘进行监测，当室内粉尘较多时启动袋式除尘器进行除尘，袋式除尘器是一种干式滤尘装置，它适用于捕集细小、干燥、非纤维性粉尘，且变电站室内灰尘并不是太多，袋式除尘器可以长时间免维护运行，降低了人力成本，温度传感器检测室内的温度，在温度较高时启动制冷机对环境进行降温，防止设备出现高温烧毁，在温度较低时启动加热器对环境进行升温，避免一些设备在低温下无法正常运行，湿度传感器对室内的空气湿度进行调节，若空气湿度较大则启动加热器和换气扇，一方面对湿润空气进行加热干燥处理，一方面对室内进行换气，两种模式加速干燥周围的空气，两种方式配合使用可以的解决晴天或者阴天的空气潮湿问题。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，可以实现无人值守变电站内一台基站对上百的控制单元进行数据接收，可以实现对变电站内的室内环境数据进行接收，并汇总传输至集控中心。

所述控制单元包括DSP芯片、A/D转换器和继电器。运用DSP芯片对环境检测单元、环境调节单元、报警单元进行控制，DSP芯片在性能上超越了DSP，在价格上也具有优势，且控制较为简单，通过转换器对采集过来的信号进行模数转换，方便DSP芯片进行处理，通过继电器对环境调节单元进行控制。

所述控制单元可通过485转WIFI技术实现与所述基站无线连接。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。

所述环境监测单元还设置烟雾传感器，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，若出现火灾则通过控制单元和基站传输至集控中心通知工作人员。

所述环境检测单元还设置SF6传感器，所述报警单元在六氟化硫气体浓度较高时进行报警，同时所述环境调节单元对室内空气进行更换。无人值守变电站在一般情况下无人员进入，但是有时候还是需要人工进行维护，而一些设备如六氟化硫断路器内含有一些有毒气体会发生泄漏，通过传感器进行监测并通过报警单元进行报警可以保护工作人员的安全。当六氟化硫气体浓度过高时，控制单元启动换气扇对室内气体进行换气，工作人员迅速进入抢修维护。

所述报警单元包括显示屏和报警红灯，所述显示屏显示六氟化硫气体浓度值，所述报警红灯对维护人员进行提醒。一般无人变电站时没有人员进入的，所述设置一个报警红灯即可，再通过显示屏显示六氟化硫气体浓度值，可以使得工作人员对室内情况有大致的了解，并进行接下来的处理，当室内空气更换完毕后可以在显示屏上看出来，方便工作人员接下来的工作。

所述基站包括PC机和网络适配器。PC机通过网络适配器和有线光纤与集控中心实现连接，PC机对控制单元传输来的数据进行汇总后发送至集控中心处理。基站实现了对变电站内所有室内环境数据进行处理汇总传递。

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环境报警。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，完成对变电站室内环境信息的监测，并进行分析，可以检测到是否出现火灾，并且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环境变化，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，环境报警对变电站室内发生火灾时进行报警。

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。通信单元通过2G、3G、4G网络中的一种与运维人员携带的远程通讯装置连接。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室内进行维修，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。

本发明实现了对无人值守变电站室内环境信息进行监测，对于温湿度及粉尘数量进行监控，并且自动排出六氟化硫有毒气体，可以检测室内是否发生火灾并进行远程报警，实现了对大范围的无人值守变电站进行远程监控，智能化程度高，且网络传输速度很快，信号稳定，提高了无人值守变电站的工作质量。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步描述：

    图1是本发明基于DSP的变电站室内温湿度及粉尘控制系统的系统结构图；

图2是本发明基站与集控中心连接的系统结构图；

图3是本发明变电站室内环境监控的系统结构图。

具体实施方式

实施例一

如图1和图3所示：本发明提供了一种基于DSP的变电站室内温湿度及粉尘控制系统，包括控制单元1、环境检测单元5、环境调节单元6、报警单元7、基站2和集控中心4，所述环境监测单元5包括温度传感器、湿度传感器和粉尘传感器，所述环境调节单元6包括制冷机、加热器、换气扇和袋式除尘器，所述控制单元1与所述环境检测单元5、报警单元7和环境调节单元6信号连接，所述控制单元1、所述基站2、所述集控中心4依次连接，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。通过环境监测单元5对室内环境进行检测，通过环境调节单元6对室内环境进行调节，粉尘传感器对室内的粉尘进行监测，当室内粉尘较多时启动袋式除尘器进行除尘，袋式除尘器是一种干式滤尘装置，它适用于捕集细小、干燥、非纤维性粉尘，且变电站室内灰尘并不是太多，袋式除尘器可以长时间免维护运行，降低了人力成本，温度传感器检测室内的温度，在温度较高时启动制冷机对环境进行降温，防止设备出现高温烧毁，在温度较低时启动加热器对环境进行升温，避免一些设备在低温下无法正常运行，湿度传感器对室内的空气湿度进行调节，若空气湿度较大则启动加热器和换气扇，一方面对湿润空气进行加热干燥处理，一方面对室内进行换气，两种模式加速干燥周围的空气，两种方式配合使用可以的解决晴天或者阴天的空气潮湿问题。控制单元1通过RS485通讯接口与基站2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，可以实现无人值守变电站内一台基站2对上百的控制单元1进行数据接收，可以实现对变电站内的室内环境数据进行接收，并汇总传输至集控中心4。

所述控制单元1包括DSP芯片3、A/D转换器8和继电器9。运用DSP芯片3对环境检测单元5、环境调节单元6、报警单元7进行控制，DSP芯片3在性能上超越了DSP，在价格上也具有优势，且控制较为简单，通过转换器对采集过来的信号进行模数转换，方便DSP芯片3进行处理，通过继电器9对环境调节单元6进行控制。

所述控制单元1可通过485转WIFI技术实现与所述基站2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。

实施例二

如图1和图3所示：本发明还提供了一种基于DSP的变电站室内温湿度及粉尘控制系统，包括控制单元1、环境检测单元5、环境调节单元6、报警单元7、基站2和集控中心4，所述环境监测单元5包括温度传感器、湿度传感器和粉尘传感器，所述环境调节单元6包括制冷机、加热器、换气扇和袋式除尘器，所述控制单元1与所述环境检测单元5、报警单元7和环境调节单元6信号连接，所述控制单元1、所述基站2、所述集控中心4依次连接，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。

所述环境监测单元5还设置烟雾传感器，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，若出现火灾则通过控制单元1和基站2传输至集控中心4通知工作人员。

所述环境检测单元5还设置SF6传感器，所述报警单元7在六氟化硫气体浓度较高时进行报警，同时所述环境调节单元6对室内空气进行更换。无人值守变电站在一般情况下无人员进入，但是有时候还是需要人工进行维护，而一些设备如六氟化硫断路器内含有一些有毒气体会发生泄漏，通过传感器进行监测并通过报警单元7进行报警可以保护工作人员的安全。当六氟化硫气体浓度过高时，控制单元1启动换气扇对室内气体进行换气，工作人员迅速进入抢修维护。

所述报警单元7包括显示屏和报警红灯，所述显示屏显示六氟化硫气体浓度值，所述报警红灯对维护人员进行提醒。一般无人变电站时没有人员进入的，所述设置一个报警红灯即可，再通过显示屏显示六氟化硫气体浓度值，可以使得工作人员对室内情况有大致的了解，并进行接下来的处理，当室内空气更换完毕后可以在显示屏上看出来，方便工作人员接下来的工作。

实施例三

如图1、图2和图3所示：本发明还提供了一种基于DSP的变电站室内温湿度及粉尘控制系统，包括控制单元1、环境检测单元5、环境调节单元6、报警单元7、基站2和集控中心4，所述环境监测单元5包括温度传感器、湿度传感器和粉尘传感器，所述环境调节单元6包括制冷机、加热器、换气扇和袋式除尘器，所述控制单元1与所述环境检测单元5、报警单元7和环境调节单元6信号连接，所述控制单元1、所述基站2、所述集控中心4依次连接，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包括PC机13和网络适配器14。PC机13通过网络适配器14和有线光纤与集控中心4实现连接，PC机13对控制单元1传输来的数据进行汇总后发送至集控中心4处理。基站2实现了对变电站内所有室内环境数据进行处理汇总传递。

所述集控中心包括工控机10，所述工控机10设置通信单元15、数据库11和信息监控单元12，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环境报警。工控机10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，完成对变电站室内环境信息的监测，并进行分析，可以检测到是否出现火灾，并且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环境变化，当变电站出现问题时便可以使用通信单元15对工作人员进行远程提醒，环境报警对变电站室内发生火灾时进行报警。

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。通信单元15通过2G、3G、4G网络中的一种与运维人员携带的远程通讯装置连接。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室内进行维修，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 (9)

1.一种基于DSP的变电站室内温湿度及粉尘控制系统，包括控制单元、环境检测单元、环境调节单元、报警单元、基站和集控中心，所述环境监测单元包括温度传感器、湿度传感器和粉尘传感器，其特征在于：所述环境调节单元包括制冷机、加热器、换气扇和袋式除尘器，所述控制单元与所述环境检测单元、报警单元和环境调节单元信号连接，所述控制单元、所述基站、所述集控中心依次连接，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所述的基于DSP的变电站室内温湿度及粉尘控制系统，其特征在于：所述控制单元包括DSP芯片、A/D转换器和继电器。

3.如权利要求1所述的基于DSP的变电站室内温湿度及粉尘控制系统，其特征在于：所述控制单元可通过485转WIFI技术实现与所述基站无线连接。

4.如权利要求1所述的基于DSP的变电站室内温湿度及粉尘控制系统，其特征在于：所述环境监测单元还设置烟雾传感器，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监测。

5.如权利要求1所述的基于DSP的变电站室内温湿度及粉尘控制系统，其特征在于：所述环境检测单元还设置SF6传感器，所述报警单元在六氟化硫气体浓度较高时进行报警，同时所述环境调节单元对室内空气进行更换。

6.如权利要求5所述的基于DSP的变电站室内温湿度及粉尘控制系统，其特征在于：所述报警单元包括显示屏和报警红灯，所述显示屏显示六氟化硫气体浓度值，所述报警红灯对维护人员进行提醒。

7.如权利要求1所述的基于DSP的变电站室内温湿度及粉尘控制系统，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所述的基于DSP的变电站室内温湿度及粉尘控制系统，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环境报警。

9.如权利要求8所述的基于DSP的变电站室内温湿度及粉尘控制系统，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。