CN107704001A - 变电站“五箱”内部环境智能监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变电站“五箱”内部环境智能监控系统，其包括安装在每个箱体内且用于检测箱体内部环境的传感器、用于增加箱体内部温度的加热装置、用于去除箱体内部水分的除湿装置和控制器，传感器的信号输出端以及加热装置和除湿装置的控制端均电连接到控制器上，控制器上还连接有人机界面显示屏和无线数据收发模块，变电站内安装有可与各箱体内的无线数据收发模块通信连接的无线网桥，各无线网桥通过有线或无线的方式与监控后台通信连接。本发明具有结构简单、操控方便、能进行远程监控并能提高巡检效率和巡检效果的优点。

Description

变电站“五箱”内部环境智能监控系统

技术领域

本发明涉及变电运行领域，具体的说是一种变电站“五箱”内部环境智能监控系统。

背景技术

变电站“五箱”是指机构箱、端子箱、智能控制箱、汇控柜（箱）、冷控箱的统称。变电站“五箱”是联系变电站一、二次设备的重要部分，是变电一次设备信号、控制、保护等二次回路和装置的工作场所，对变电设备的正常运行起到至关重要的作用。变电站“五箱”往往和变电一次设备一起安装于室外设备区，这就使得其运行环境较为恶劣。

在夏季多雨天气，潮湿空气进入箱体内部会在箱体或端子排上形成凝露或者积水，在冬季低温天气，潮湿空气进入箱体内部会在端子排上形成霜冻或结冰，变电站“五箱”内的设备长期处于潮湿的环境中，设备绝缘会降低甚至在设备的表面会产生沿面放电，这些都有可能导致电力设备二次回路的短路或接地现象，造成电器元件受潮锈蚀，接触不良，造成监控系统发出错误的报警信号，影响运维人员的正常工作，严重的还会导致一次设备的误动作或者拒动作，危害电网和设备的安全，造成严重的电力事故。

按照《国家电网公司变电运维管理规定》，变电运维人员应该对变电站“五箱”进行全面巡视和特殊巡视。其中，全面巡视是指在例行巡视项目基础上，对站内设备开启箱门检查，记录设备运行数据，检查设备污秽情况，检查防火、防小动物、防误闭锁等有无漏洞，检查接地引下线是否完好，检查变电站设备厂房等方面的详细巡查。特殊巡视指因设备运行环境、方式变化而开展的巡视。

在具体实施中，由于变电站数量多、“五箱”数量更是庞杂，不管哪种巡视方式，均存在巡视周期较长、巡视工作量较大、巡视效率低的难题，影响设备的正常投运率。如果箱内环境存在问题而不能被及时发现，再加上检修人员的检修时间，装置全年正常投运率会更低，导致变电站“五箱”内部环境长时间处于不可控的状态。

因此，如何提高变电站“五箱”内部环境控制装置的正常投运率，缩短运维人员对变电站“五箱”的巡视时间是必须要解决的技术难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、操控方便、能进行远程监控并能提高巡检效率和巡检效果的变电站“五箱”内部环境智能监控系统。

为解决上述技术问题，本发明变电站“五箱”内部环境智能监控系统的结构特点是包括安装在每个箱体内且用于检测箱体内部环境的传感器、用于增加箱体内部温度的加热装置、用于去除箱体内部水分的除湿装置和控制器，传感器的信号输出端以及加热装置和除湿装置的控制端均电连接到控制器上，控制器上还连接有人机界面显示屏和无线数据收发模块，变电站内安装有可与各箱体内的无线数据收发模块通信连接的无线网桥，各无线网桥通过有线或无线的方式与监控后台通信连接。

采用上述结构，利用传感器实时检测箱体内部的环境信息，并将环境信息实施传输给控制器，在控制器上设置人机界面显示屏，利用显示屏可以在现场实时观察箱体内部的环境并通过人机界面对各装置进行控制或者对参数进行设置。同时，借助无线数据收发模块和无线网桥的无线通信方式，可以将现场的环境信息方便快捷的传递到远端的监控后台，从而能进行远程监控和控制。可见，本发明实现了现场和远程的监测和控制功能，也即实现了现场巡检和远程巡检的功能，从而能大幅提高巡检效率，降低劳动强度并能减少人力成本投入。

传感器主要用于实施检测箱体内部的环境信息，对于“五箱”来说，其环境信号主要包括温度、湿度以及浸水情况等，传感器具体的包括温度传感器、湿度传感器和水浸传感器，三个传感器分别检测箱体内部的温度、湿度和浸水情况，并将各传感信号实时发送给控制器以及监控后台。

对于加热装置的具体结构，所述加热装置为一个或多个片式加热板，片式加热板通过支架安装在箱体内壁上。

对于除湿装置的具体结构，所述除湿装置为半导体冷凝驱潮装置，半导体冷凝驱潮装置安装在箱体内壁上且装置的进气口朝向箱体内腔、装置的出水口通过管路连接到箱体外部。

优选的，所述控制器为单片机，对于单片机控制电路的具体结构，单片机上连接有第一控制支路和第二控制支路，第一控制支路上串联有第一继电器，第一继电器上串联有由第一计时器控制的第一延时开关；第二控制支路上串联有第二继电器，第二继电器上串联有由第二计时器控制的第二延时开关，第一继电器的常开触点串联在加热装置的电源回路上，第二继电器的常开触点串联在除湿装置的电源回路上。利用计时器以及继电器电路，单片机可根据反馈的温度和湿度信号分别设置加热装置和除湿装置的工作时间。

监控后台可以通过有线线路直接与无线网桥通信连接，具体的：每个变电站内分别通过天线杆安装一个无线网桥，各无线网桥与监控后台通过通信线路有线连接。

监控后台可以通过利用无线通信并借助广域网与现场的无线网桥通信连接，具体的：每个变电站内分别通过天线杆安装一个无线网桥，各无线网桥均连接到广域网上，监控后台包括能与广域网连接的后台数据库以及能与后台数据库连接的电脑和/或智能手机。由于借助了广域网和后台数据库，每个变电站的每个箱体的环境数据均存储到数据库中，巡检人员可通过移动终端如手机等直接与数据库连接并下载数据，系统结构简单，操控更方便快捷。

本发明具有结构简单、操控方便、能进行远程监控并能提高巡检效率和巡检效果的优点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

图1为本发明其中一种实施方式的电路原理结构示意图；

图2为本发明另一种实施方式的电路原理结构示意图；

图3为本发明的单片机控制电路的结构原理示意图。

具体实施方式

参照附图，本发明的变电站“五箱”内部环境智能监控系统包括安装在每个箱体1内且用于检测箱体内部环境的传感器、用于增加箱体内部温度的加热装置3、用于去除箱体内部水分的除湿装置4和控制器5，传感器2的信号输出端以及加热装置3和除湿装置4的控制端均电连接到控制器5上，控制器5上还连接有人机界面显示屏6和无线数据收发模块7，变电站8内安装有可与各箱体1内的无线数据收发模块7通信连接的无线网桥9，各无线网桥9通过有线或无线的方式与监控后台通信连接。其中，传感器主要用于实施检测箱体内部的环境信息，对于“五箱”来说，其环境信号主要包括温度、湿度以及浸水情况等，传感器包括温度传感器21、湿度传感器22和水浸传感器23。三个传感器分别检测箱体内部的温度、湿度和浸水情况，并将各传感信号实时发送给控制器5以及监控后台。

上述结构中，利用传感器实时检测箱体内部的环境信息，并将环境信息实施传输给控制器5，在控制器5上设置人机界面显示屏6，利用显示屏可以在现场实时观察箱体内部的环境并通过人机界面对各装置进行控制或者对参数进行设置。同时，借助无线数据收发模块7和无线网桥9的无线通信方式，可以将现场的环境信息方便快捷的传递到远端的监控后台，从而能进行远程监控和控制。可见，本发明实现了现场和远程的监测和控制功能，也即实现了现场巡检和远程巡检的功能，从而能大幅提高巡检效率，降低劳动强度并能减少人力成本投入。

对于加热装置3，其为一个或多个片式加热板，片式加热板通过支架安装在箱体内壁上。片式加热器加热功率小，性能可靠，安装方便，能减小对箱体内部结构的影响，提高系统的安全性。

对于除湿装置4，优选的采用半导体冷凝驱潮装置，半导体冷凝驱潮装置安装在箱体内壁上且装置的进气口朝向箱体内腔、装置的出水口通过管路连接到箱体外部。

如图3所示，控制器5为单片机，对于具体的单片机控制电路，单片机上连接有第一控制支路10和第二控制支路11，第一控制支路10上串联有第一继电器KM1，第一继电器KM1上串联有由第一计时器12控制的第一延时开关KT1；第二控制支路11上串联有第二继电器KM2，第二继电器KM2上串联有由第二计时器13控制的第二延时开关KT2，第一继电器KM1的常开触点串联在加热装置3的电源回路上，第二继电器KM2的常开触点串联在除湿装置4的电源回路上。利用计时器以及继电器电路，单片机可根据反馈的温度和湿度信号分别设置加热装置和除湿装置的工作时间。以加热装置3为例，当温度传感器21检测到温度过低，小于设置的最低阈值时，单片机可设置第一计时器12的计时时间为20分钟，也即将第一延时开关KT1的闭合时间设置为20分钟，第一控制支路10的导通时间为20分钟，第一继电器KM1得电，第一继电器的常开触点闭合，加热装置3的电源回路导通并开始加热直至计时结束。

参照附图，监控后台可以通过有线线路直接与无线网桥9通信连接，具体的：每个变电站8内分别通过天线杆安装一个无线网桥9，各无线网桥9与监控后台通过通信线路有线连接。

参照附图，监控后台也可以通过利用无线通信并借助广域网与现场的无线网桥通信连接，具体的：每个变电站8内分别通过天线杆安装一个无线网桥9，各无线网桥9均连接到广域网上，监控后台包括能与广域网连接的后台数据库以及能与后台数据库连接的电脑和/或智能手机。由于借助了广域网和后台数据库，每个变电站的每个箱体的环境数据均存储到数据库中，巡检人员可通过移动终端如手机等直接与数据库连接并下载数据，系统结构简单，操控更方便快捷。

综上所述，本发明不限于上述具体实施方式。本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可做若干的更改或修饰。上述更改或修饰均落入本本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种变电站“五箱”内部环境智能监控系统，其特征是包括安装在每个箱体（1）内且用于检测箱体内部环境的传感器、用于增加箱体内部温度的加热装置（3）、用于去除箱体内部水分的除湿装置（4）和控制器（5），传感器（2）的信号输出端以及加热装置（3）和除湿装置（4）的控制端均电连接到控制器（5）上，控制器（5）上还连接有人机界面显示屏（6）和无线数据收发模块（7），变电站（8）内安装有可与各箱体（1）内的无线数据收发模块（7）通信连接的无线网桥（9），各无线网桥（9）通过有线或无线的方式与监控后台通信连接。

2.如权利要求1所述的变电站“五箱”内部环境智能监控系统，其特征是传感器包括温度传感器（21）、湿度传感器（22）和水浸传感器（23）。

3.如权利要求1所述的变电站“五箱”内部环境智能监控系统，其特征是所述加热装置（3）为一个或多个片式加热板，片式加热板通过支架安装在箱体内壁上。

4.如权利要求1所述的变电站“五箱”内部环境智能监控系统，其特征是所述除湿装置（4）为半导体冷凝驱潮装置，半导体冷凝驱潮装置安装在箱体内壁上且装置的进气口朝向箱体内腔、装置的出水口通过管路连接到箱体外部。

5.如权利要求1所述的变电站“五箱”内部环境智能监控系统，其特征是所述控制器（5）为单片机，单片机上连接有第一控制支路（10）和第二控制支路（11），第一控制支路（10）上串联有第一继电器（KM1），第一继电器（KM1）上串联有由第一计时器（12）控制的第一延时开关（KT1）；第二控制支路（11）上串联有第二继电器（KM2），第二继电器（KM2）上串联有由第二计时器（13）控制的第二延时开关（KT2），第一继电器（KM1）的常开触点串联在加热装置（3）的电源回路上，第二继电器（KM2）的常开触点串联在除湿装置（4）的电源回路上。

6.如权利要求1-5中任一项所述的变电站“五箱”内部环境智能监控系统，其特征是每个变电站（8）内分别通过天线杆安装一个无线网桥（9），各无线网桥（9）与监控后台通过通信线路有线连接。

7.如权利要求1-5中任一项所述的变电站“五箱”内部环境智能监控系统，其特征是每个变电站（8）内分别通过天线杆安装一个无线网桥（9），各无线网桥（9）均连接到广域网上，监控后台包括能与广域网连接的后台数据库以及能与后台数据库连接的电脑和/或智能手机。