CN107063484A - 一种配电网在线测温系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种配电网在线测温系统及方法，包括：测温单元，数据汇集终端以及系统主站；测温单元，用于采集被监测线路的温度数据，并通过微功率无线通信方式发送至数据汇集终端；数据汇集终端，用于通过微功率无线通信方式接收测温单元发送的温度数据，并通过无线网络发送至系统主站；系统主站，用于接收数据汇集终端发送的温度数据，并通过温度数据对被监测线路进行温度监控。可见，利用测温单元对配电网络关键节点和设备的温度进行实时监测，可实时掌握配电网络运行状态。当有异常事件发生时，信息可主动上报，以便及时告知运维人员，实现对故障进行有效预防和及时处理，有效的提高运维抢修效率，减少停电时间。

Description

一种配电网在线测温系统及方法

技术领域

本发明涉及配电设施监测技术领域，更具体地说，涉及一种配电网在线测温系统及方法。

背景技术

配电线路(distribution circuit)是指从降压变电站把电力送到配电变压器或将配电变电站的电力送到用电单位的线路。目前，配电线路中的电缆接头、线夹、刀闸、开关等触头由于振动、腐蚀、热胀冷缩等原因会产生松动从而形成接触电阻，在通过较大的电流时会产生较高的温升，长时间的高温会对设备造成不可逆的损伤甚至演变成事故。

因此，如何对配电网设备关键节点的温度进行实时在线监测，避免电气火灾事故，是本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种配电网在线测温系统及方法，以实现对配电网设备关键节点的温度进行实时在线监测，避免电气火灾事故。

为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种配电网在线测温系统，包括：

测温单元，数据汇集终端以及系统主站；

所述测温单元，用于采集被监测线路的温度数据，并通过微功率无线通信方式发送至所述数据汇集终端；

所述数据汇集终端，用于通过微功率无线通信方式接收所述测温单元发送的温度数据，并通过无线网络发送至所述系统主站；

所述系统主站，用于接收所述数据汇集终端发送的温度数据，并通过所述温度数据对所述被监测线路进行温度监控。

其中，所述测温单元包括温度传感器和测温单元本体：

所述温度传感器与所述测温单元本体分离布置，用于采集被监测线路的温度信号；

所述测温单元本体包括：

与所述温度传感器通过耐热绝缘屏蔽线相连的第一数据处理单元，用于对所述温度信号进行处理得到所述被监测线路的温度数据，并通过查询路由算法确定第一最优通信路径；

第一微功率无线通信模块，用于根据所述第一最优通信路径将所述温度数据发送至数据汇集终端。

其中，所述数据汇集终端包括第二微功率无线通信模块、第二数据处理单元和无线通信模块；

所述第二微功率无线通信模块，用于接收所述第一微功率无线通信模块发送的温度数据；

所述第二数据处理单元，用于查询第二最优通信路径，并利用所述第二最优通信路径将所述温度数据通过所述无线通信模块发送至所述系统主站。

其中，所述系统主站包括：

监控模块，用于利用所述温度数据判断所述被监测线路的温度是否超出预定温度阈值；

报警模块，用于当所述被监测线路的温度超出预定温度阈值时，发出报警提示。

其中，所述报警模块包括：

通信单元，用于在所述被监测线路的温度超出预定温度阈值时，向预定终端发送报警提示信息；

蜂鸣器报警器，用于在所述被监测线路的温度超出预定温度阈值时，发出警告信息。

其中，所述数据汇集终端通过感应取电，或者，所述数据汇集终端通过其他配电终端供电。

一种配电网在线测温方法，包括：

测温单元采集被监测线路的温度数据，通过微功率无线通信方式发送至数据汇集终端；

数据汇集终端通过微功率无线通信方式接收所述测温单元发送的温度数据，通过无线网络发送至系统主站；

系统主站接收所述数据汇集终端发送的温度数据，通过所述温度数据对所述被监测线路进行温度监控。

其中，所述测温单元采集被监测线路的温度数据，通过微功率无线通信方式发送至数据汇集终端，包括：

所述测温单元对温度传感器采集的温度信号进行处理，得到所述被监测线路的温度数据；所述温度传感器与测温单元本体分离布置；

所述测温单元查询路由算法确定第一最优通信路径，判断所述第一最优通信路径的下一目的地是否为数据汇集终端；

若是，则将所述温度数据通过微功率无线通信方式直接发送至数据汇集终端；若否，则将所述温度数据发送至所述第一最优通信路径中的中继测温单元，利用所述中继测温单元通过微功率无线通信方式转发至数据汇集终端。

其中，所述数据汇集终端通过微功率无线通信方式接收所述测温单元发送的温度数据，通过无线网络发送至系统主站，包括：

所述数据汇集终端通过微功率无线通信方式接收所述测温单元发送的温度数据，并查询路由算法确定第二最优通信路径，判断所述第二最优通信路径的下一目的地是否为系统主站；

若是，则将所述温度数据通过无线网络直接发送至系统主站；若否，则将所述温度数据发送至所述第二最优通信路径中的中继数据汇集终端，利用所述中继数据汇集终端通过无线网络转发至系统主站。

其中，所述系统主站接收所述数据汇集终端发送的温度数据，通过所述温度数据对所述被监测线路进行温度监控，包括：

所述系统主站利用所述温度数据判断所述被监测线路的温度是否超出预定温度阈值；若是，则发出报警提示。

通过以上方案可知，本发明实施例提供的一种配电网在线测温系统，包括：测温单元，数据汇集终端以及系统主站；所述测温单元，用于采集被监测线路的温度数据，并通过微功率无线通信方式发送至所述数据汇集终端；所述数据汇集终端，用于通过微功率无线通信方式接收所述测温单元发送的温度数据，并通过无线网络发送至所述系统主站；所述系统主站，用于接收所述数据汇集终端发送的温度数据，并通过所述温度数据对所述被监测线路进行温度监控。

可见，在本方案中，利用测温单元对配电网络关键节点和设备的温度进行实时监测，可实时掌握配电网络运行状态。当有异常事件发生时，信息可主动上报，以便及时告知运维人员，实现对故障进行有效预防和及时处理，有效的提高运维抢修效率，减少停电时间，并且，微功率无线通信模块具有低功耗，免费通信的优点，能够大大增加电池的使用时间，降低配电网在线测温系统成本；本发明还公开了一种配电网在线测温方法，同样能实现上述技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种配电网在线测温系统结构示意图；

图2为本发明实施例公开的另一种配电网在线测温系统结构示意图；

图3为本发明实施例公开的测温单元结构示意图；

图4为本发明实施例公开的数据汇集终端结构示意图；

图5为本发明实施例公开的一种配电网在线测温方法流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种配电网在线测温系统及方法，以实现对配电网设备关键节点的温度进行实时在线监测，避免电气火灾事故。

参见图1，本发明实施例提供的一种配电网在线测温系统，包括：

测温单元100，数据汇集终端200以及系统主站300；

所述测温单元100，用于采集被监测线路的温度数据，并通过微功率无线通信方式发送至所述数据汇集终端200；

具体的，测温单元100和数据汇集终端200的数量可以为多个，以便采集不同位置线路的温度；参见图2，为本实施例提供的一具体的配电网在线测温系统示意图，在本实施例中测温单元有5个，数据汇集终端有2个，系统主站有1个，其中，这5个测温单元安装在5个配电网监测点，以分别对5个配电网监测点的温度数据进行采集。

所述数据汇集终端200，用于通过微功率无线通信方式接收所述测温单元100发送的温度数据，并通过无线网络发送至所述系统主站300；

具体的，在本实施例中，测温单元100和数据汇集终端200均内置微功率无线通信模块，利用微功率无线通信模块具有低功耗，免费通信的优点，对温度数据进行发送及接收，能够大大增加电池的使用时间，降低配电网在线测温系统成本。并且，数据汇集终端200通过GPRS/4G无线通信方式将温度数据上传给系统主站，减少通信费用，节约成本。

所述系统主站300，用于接收所述数据汇集终端200发送的温度数据，并通过所述温度数据对所述被监测线路进行温度监控。

其中，所述系统主站300包括：

监控模块，用于利用所述温度数据判断所述被监测线路的温度是否超出预定温度阈值；

报警模块，用于当所述被监测线路的温度超出预定温度阈值时，发出报警提示。

其中，所述报警模块包括：

通信单元，用于在所述被监测线路的温度超出预定温度阈值时，向预定终端发送报警提示信息；

蜂鸣器报警器，用于在所述被监测线路的温度超出预定温度阈值时，发出警告信息。

在本实施例中，通过测温单元100、数据汇集终端200和系统主站300，实现了温度数据的远距离传输以及对被监测线路温度的监控。系统主站300具有参数设置、权限管理、数据存储、网络节点管理、报表打印、曲线分析、历史数据查询、异常告警等功能。通过系统主站300对温度数据的处理分析，能对配电网络关键节点和设备温度实时监测，可实时掌握配电网络运行状态。当有异常事件发生时，信息可主动上报，并通过短信的形式告知运维人员，实现对故障进行有效预防和及时处理。有效提高运维抢修效率，减少停电时间，其直接和间接经济效益显著。

基于上述实施例，在本实施例中，所述测温单元100包括温度传感器110和测温单元本体120：

所述温度传感器110与所述测温单元本体120分离布置，用于采集被监测线路的温度信号；

所述测温单元本体120包括：

与所述温度传感器110通过耐热绝缘屏蔽线相连的第一数据处理单元121，用于对所述温度信号进行处理得到所述被监测线路的温度数据，并通过查询路由算法确定第一最优通信路径；

第一微功率无线通信模块122，用于根据所述第一最优通信路径将所述温度数据发送至数据汇集终端200。

参见图3，为本实施例提供的测温单元100结构示意图，每个测温单元均包括温度传感器110、第一数据处理单元121、第一微功率无线通信模块122，并且还包括为温度传感器110、第一数据处理单元121、第一微功率无线通信模块122供电的第一电源模块123，其中，该第一电源模块123可以为电池供电。

具体的，在本实施例中，温度传感器110与测温单元本体120可分离布置，温度传感器110通过耐热、绝缘屏蔽线与测温单元本体120相连接，测温单元本体120放置在环境条件较好，适宜安装固定的位置，温度传感器110环境适应性更强，适于多种复杂环境使用。温度传感器110用于监测监测线路的温度信号，并将温度信号发送给第一数据处理单元121；第一数据处理单元121接收温度传感器110发送的温度信号，对温度信号进行处理得到温度数据，并将温度数据发送给第一微功率无线通信模块122，通过第一微功率无线通信模块122将温度数据发送给数据汇集终端200。

具体的，参见图2，当测温单元布置在不同的位置时，由于布置的位置的远近可能导致数据汇集终端接收的温度数据有误差，因此，在本实施例中，在每个测温单元内置路由算法，通过该路由算法能查到最佳的数据传输路径，即：可以确定是否直接将温度数据发送至数据汇集终端，或者，通过选定中继测温单元，通过中继测温单元将温度数据转发至对应的数据汇集终端。在此，以图2对本实施例进行具体的描述：

参见图2，1号测温单元根据路由算法选择其与数据汇集终端最优通信路径：直接与1号数据汇集终端通信，那么1号测温单元将采集的温度数据发送给1号数据汇集终端；2号测温单元根据路由算法选择其与数据汇集终端最优通信路径：直接与1号数据汇集终端通信，那么2号测温单元将采集的温度数据发送给1号数据汇集终端；3号测温单元根据路由算法选择其与数据汇集终端最优通信路径：直接与2号数据汇集终端通信，那么3号测温单元将采集的温度数据发送给2号数据汇集终端；4、5号测温单元根据路由算法选择其与数据汇集终端最优通信路径：以2号测温单元作为中继测温单元与1号数据汇集终端通信，那么4、5号测温单元将采集的温度数据发送给2号测温单元，2号测温单元将接收到的4、5号测温单元采集的温度数据转发给1号数据汇集终端。

基于上述实施例，在本实施例中，所述数据汇集终端200包括第二微功率无线通信模块210、第二数据处理单元220和无线通信模块230；

所述第二微功率无线通信模块210，用于接收所述第一微功率无线通信模块122发送的温度数据；

所述第二数据处理单元220，用于查询第二最优通信路径，并利用所述第二最优通信路径将所述温度数据通过所述无线通信模块230发送至所述系统主站。其中，所述数据汇集终端通过感应取电，或者，所述数据汇集终端通过其他配电终端供电。

参见图4，为本实施例提供的数据汇集终端200结构示意图，在本实施例中，数据汇集终端200包括第二微功率无线通信模块210、第二数据处理单元220、无线通信模块230，以及为第二微功率无线通信模块210、第二数据处理单元220、无线通信模块230供电的第二电源模块240，第二微功率无线通信模块210接收第一微功率无线通信模块发送的温度数据，通过第二数据处理单元220确定的第二最优通信路径，将温度数据发送给系统主站。

具体的，第二电源模块240包括感应取电和由其他配电终端供电两种取电方式，使应用场景更加多样，安装位置更加灵活，环境适应性更强。所述感应取电，当一次侧电流大于10A时即可维持数据汇集终端正常工作；第二电源模块240同时采用备用可充电电池，当一次侧停电或负载较低时，电池给数据汇集终端供电，维持所述数据汇集终端正常工作；所述由其他配电终端供电，当所述数据汇集终端与配电终端配合使用时，由所述配电终端为所述数据汇集终端提供电源。

具体的，参见图2，当数据汇集终端布置在不同的位置时，由于布置的位置的远近可能导致系统主站接收的温度数据有误差，因此，在本实施例中，在每个数据汇集终端内置路由算法，通过该路由算法能查到最佳的数据传输路径，即：可以确定是否直接将温度数据发送至系统主站300，或者，通过选定中继数据汇集终端，通过中继数据汇集终端将温度数据转发至系统主站300。在此，以图2对本实施例进行具体的描述：

1号数据汇集终端根据路由算法选择其与系统主站最优通信路径：通过GPRS/4G网络直接与系统主站通信，那么1号数据汇集终端将接收到的温度数据直接发送给系统主站；2号数据汇集终端根据路由算法选择其与系统主站最优通信路径：以1号数据汇集终端为中继数据汇集终端与与系统主站通信，那么2号数据汇集终端将接收到的温度数据发送给1号数据汇集终端，通过1号数据汇集终端将该温度数据转发给系统主站。

下面对本发明实施例提供的配电网在线测温方法进行介绍，下文描述的配电网在线测温方法与上文描述的配电网在线测温系统可以相互参照。

参见图5，本发明实施例提供的一种配电网在线测温方法，包括：

S101、测温单元采集被监测线路的温度数据，通过微功率无线通信方式发送至数据汇集终端；

S102、数据汇集终端通过微功率无线通信方式接收所述测温单元发送的温度数据，通过无线网络发送至系统主站；

S103、系统主站接收所述数据汇集终端发送的温度数据，通过所述温度数据对所述被监测线路进行温度监控。

基于上述实施例，所述测温单元采集被监测线路的温度数据，通过微功率无线通信方式发送至数据汇集终端，包括：

所述测温单元对温度传感器采集的温度信号进行处理，得到所述被监测线路的温度数据；所述温度传感器与测温单元本体分离布置；

所述测温单元查询路由算法确定第一最优通信路径，判断所述第一最优通信路径的下一目的地是否为数据汇集终端；

若是，则将所述温度数据通过微功率无线通信方式直接发送至数据汇集终端；若否，则将所述温度数据发送至所述第一最优通信路径中的中继测温单元，利用所述中继测温单元通过微功率无线通信方式转发至数据汇集终端。

基于上述实施例，所述数据汇集终端通过微功率无线通信方式接收所述测温单元发送的温度数据，通过无线网络发送至系统主站，包括：

所述数据汇集终端通过微功率无线通信方式接收所述测温单元发送的温度数据，并查询路由算法确定第二最优通信路径，判断所述第二最优通信路径的下一目的地是否为系统主站；

若是，则将所述温度数据通过无线网络直接发送至系统主站；若否，则将所述温度数据发送至所述第二最优通信路径中的中继数据汇集终端，利用所述中继数据汇集终端通过无线网络转发至系统主站。

基于上述实施例，所述系统主站接收所述数据汇集终端发送的温度数据，通过所述温度数据对所述被监测线路进行温度监控，包括：

所述系统主站利用所述温度数据判断所述被监测线路的温度是否超出预定温度阈值；若是，则发出报警提示。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种配电网在线测温系统，其特征在于，包括：

测温单元，数据汇集终端以及系统主站；

所述测温单元，用于采集被监测线路的温度数据，并通过微功率无线通信方式发送至所述数据汇集终端；

所述数据汇集终端，用于通过微功率无线通信方式接收所述测温单元发送的温度数据，并通过无线网络发送至所述系统主站；

所述系统主站，用于接收所述数据汇集终端发送的温度数据，并通过所述温度数据对所述被监测线路进行温度监控。

2.根据权利要求1所述的配电网在线测温系统，其特征在于，所述测温单元包括温度传感器和测温单元本体：

所述温度传感器与所述测温单元本体分离布置，用于采集被监测线路的温度信号；

所述测温单元本体包括：

与所述温度传感器通过耐热绝缘屏蔽线相连的第一数据处理单元，用于对所述温度信号进行处理得到所述被监测线路的温度数据，并通过查询路由算法确定第一最优通信路径；

第一微功率无线通信模块，用于根据所述第一最优通信路径将所述温度数据发送至数据汇集终端。

3.根据权利要求2所述的配电网在线测温系统，其特征在于，所述数据汇集终端包括第二微功率无线通信模块、第二数据处理单元和无线通信模块；

所述第二微功率无线通信模块，用于接收所述第一微功率无线通信模块发送的温度数据；

所述第二数据处理单元，用于查询第二最优通信路径，并利用所述第二最优通信路径将所述温度数据通过所述无线通信模块发送至所述系统主站。

4.根据权利要求3所述的配电网在线测温系统，其特征在于，所述系统主站包括：

监控模块，用于利用所述温度数据判断所述被监测线路的温度是否超出预定温度阈值；

报警模块，用于当所述被监测线路的温度超出预定温度阈值时，发出报警提示。

5.根据权利要求4所述的配电网在线测温系统，其特征在于，所述报警模块包括：

通信单元，用于在所述被监测线路的温度超出预定温度阈值时，向预定终端发送报警提示信息；

蜂鸣器报警器，用于在所述被监测线路的温度超出预定温度阈值时，发出警告信息。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的配电网在线测温系统，其特征在于，所述数据汇集终端通过感应取电，或者，所述数据汇集终端通过其他配电终端供电。

7.一种配电网在线测温方法，其特征在于，包括：

测温单元采集被监测线路的温度数据，通过微功率无线通信方式发送至数据汇集终端；

数据汇集终端通过微功率无线通信方式接收所述测温单元发送的温度数据，通过无线网络发送至系统主站；

系统主站接收所述数据汇集终端发送的温度数据，通过所述温度数据对所述被监测线路进行温度监控。

8.根据权利要求7所述的配电网在线测温方法，其特征在于，所述测温单元采集被监测线路的温度数据，通过微功率无线通信方式发送至数据汇集终端，包括：

所述测温单元对温度传感器采集的温度信号进行处理，得到所述被监测线路的温度数据；所述温度传感器与测温单元本体分离布置；

所述测温单元查询路由算法确定第一最优通信路径，判断所述第一最优通信路径的下一目的地是否为数据汇集终端；

若是，则将所述温度数据通过微功率无线通信方式直接发送至数据汇集终端；若否，则将所述温度数据发送至所述第一最优通信路径中的中继测温单元，利用所述中继测温单元通过微功率无线通信方式转发至数据汇集终端。

9.根据权利要求8所述的配电网在线测温方法，其特征在于，所述数据汇集终端通过微功率无线通信方式接收所述测温单元发送的温度数据，通过无线网络发送至系统主站，包括：

所述数据汇集终端通过微功率无线通信方式接收所述测温单元发送的温度数据，并查询路由算法确定第二最优通信路径，判断所述第二最优通信路径的下一目的地是否为系统主站；

若是，则将所述温度数据通过无线网络直接发送至系统主站；若否，则将所述温度数据发送至所述第二最优通信路径中的中继数据汇集终端，利用所述中继数据汇集终端通过无线网络转发至系统主站。

10.根据权利要求7-9中任意一项所述的配电网在线测温方法，其特征在于，所述系统主站接收所述数据汇集终端发送的温度数据，通过所述温度数据对所述被监测线路进行温度监控，包括：

所述系统主站利用所述温度数据判断所述被监测线路的温度是否超出预定温度阈值；若是，则发出报警提示。