CN108133589B - 电力设备性能无线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子领域，电力设备性能无线监测系统，包括一位于变电站外的服务器，所述服务器通过无线通信连接至少两个位于变电站内的信号中转系统，所述信号中转系统各连接有一用于监控变电站运行信息的传感器系统；所述服务器通过无线还通信连接有手机；首先，所述信号中转系统将所述传感器系统采集到的信号转换为所述服务器可以识别的信号，然后，所述服务器对各所述信号中转系统传递来的信号统一处理分析，接着，所述服务器将处理结果同时下发给信号中转系统和手机。信号由位于变电站外的服务器统一进行处理和分析，实现了集中远程监控。
Description
技术领域
本发明涉及电子领域，具体涉及监测系统。
背景技术
变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。
为了加强对变电站及无人值守变电站在安全生产、防盗保安、火警监控等方面的综合管理水平，越来越多的电力企业正在考虑建设集中式远程图像监控系统。
发明内容
本发明的目的在于，提供电力设备性能无线监测系统，以代替传统的风量检测技术。
本发明可以采用以下技术方案来实现：
电力设备性能无线监测系统，包括一位于变电站外的服务器，其特征在于，所述服务器通过无线通信连接至少两个位于变电站内的信号中转系统，所述信号中转系统各连接有一用于监控变电站运行信息的传感器系统；
所述服务器通过无线还通信连接有手机；
首先，所述信号中转系统将所述传感器系统采集到的信号转换为所述服务器可以识别的信号，然后，所述服务器对各所述信号中转系统传递来的信号统一处理分析，接着，所述服务器将处理结果同时下发给信号中转系统和手机。
首先，本专利对各部件的功能进行了优化后，取得了如下预想不到的好处：
1.信号由位于变电站外的服务器统一进行处理和分析，实现了集中远程监控的同时，方便变电站管理人员以及服务器对位于不同变电站内两个信号中转系统传递来的信息进行比较，也方便变电站管理人员以及服务器对位于同一个变电站内的两个信号中转系统传递来的信息进行比较。
2.位于变电站内的信号中转系统仅用于信号中转和结果反馈，降低了系统配置中数量要求较多的信号中转系统的处理能力的要求，通过内置单片机足以能够满足需要，没有必要再配CPU，从而大大地降低了成本，利于系统的推广和普及。
3.服务器将处理结果同时下发给信号中转系统和手机，协调信号中转系统和手机端的变电站工作人员将监测到的异常处理掉。
所述传感器系统包括一用于检测电站变压器电压的电压传感器，所述变压器包括二次侧线圈，所述二次侧线圈设有一进线端、一出线端，所述电压传感器设有两个接线柱，其中一个接线柱通过导线连接所述进线端，另一个接线柱通过另一导线连接所述出线端；
所述导线、所述另一导线均包括一绝缘护套，所述绝缘护套内设有一空心铜线；所述空心铜线外壁上沿着长度方向，设置有至少三条凹槽；所述空心铜线内穿有一石墨纤维线。
基于交流电流经导线时，存在的趋肤效应，电阻大小基本上是由导线的表面积决定。本专利中，采用空心铜线，即减少了铜的使用量，又避免了电阻的增大。保证了导电性能。此外，石墨纤维线也允许具有一定的导电能力。可以适当降低电阻。更关键的是本专利通过设置至少三条凹槽，增加了铜线的表面积，进而进一步降低了电阻。从而可以保证测量到的电压准确性。
所述凹槽优选呈螺旋状开在所述空心铜线的外壁上。一方面，通过螺旋增加了凹槽的表面积，进一步降低了电阻，提高测量准确性，另一方面，为空心铜线弯曲提供了冗余空间，进一步提高了导线的柔韧性，方便接线。
所述电压传感器的信号输出端连接所述信号中转系统。
服务器将电压传感器检测到的变压器的电压，作为判断变压器是否异常的参数之一。
所述传感器系统还可以包括至少4个温度传感器，至少1个所述温度传感器设置在变电站的电气柜内，至少1个所述温度传感器设置在变电站的电气柜外，各所述温度传感器的信号输出端连接所述信号中转系统。
服务器将温度传感器检测到的温度，作为判断变压器是否异常的参数之一。
所述电气柜内设有一导热机构，所述导热机构包括一上部导热片、一下部导热片，所述上部导热片的下表面上、所述下部导热片的上表面上交错的设有条状散热凸起，所述上部导热片、所述下部导热片通过所述散热凸起可滑动的插接；
所述下部导热片的下方抵在所述电气柜内的发热元件上，所述上部导热片的上方固定在所述电气柜的壳体上；
位于电气柜内的温度传感器连接所述上部导热片。
本专利在电气柜内增设导热机构，有利于发热元件将热量尽快散出，更关键的是，本专利通过导热机构将热量带至壳体处，进而允许将温度传感器安装在壳体处，而不是电气设备内部，不但利于温度传感器的更换，而且不破坏原电气设备内部的结构，保证了系统的稳定性。此外，本专利还优化了导热机构的结构，利用散热凸起之间的间隙，为上部散热片和下部散热片之间的散热齿留有缓冲的余地，提高了设备的抗震能力。
所述发热元件包括是CPU模块、继电器等。
所述服务器设有一存储模块，服务器将所述信号中转系统传来的信号以及下发给信号中转系统的命令存储在所述存储模块中。以方便变电站的工作人员翻看历史纪录，并为工作人员调整服务器的运行程序提供参考。
所述信号中转系统设有一红外通信模块、一wifi通信模块、一信号转化模块，所述红外通信模块、所述wifi通信模块连接所述信号转化模块；
所述信号中转系统通过所述wifi通信模块连接所述服务器；
所述信号中转系统通过所述红外通信模块控制连接红外遥控灯；
所述红外通信模块设有红外信号发射头，所述红外信号发射头均朝向所述红外遥控灯。
本专利优化了信号中转系统的结构，并增设有信号中转系统可红外控制的开闭的红外遥控灯，允许服务器远程控制红外遥控灯的开闭，从而改变变电站的光线环境。
所述传感器系统包括一红外摄像系统，所述红外摄像系统的信号输出端连接所述信号中转系统的信号转化模块；
所述红外摄像系统的红外摄像头位于屋顶上或1.8mm以上的墙面上；所述红外遥控灯位于地面上或1.3mm以下的对侧的墙面上；
所述红外遥控灯设有一发射可见光的可见光灯珠、一发射红外光的红外光灯珠；
所述红外通信模块还设有红外信号接收头，所述红外信号接收头均朝向所述红外遥控灯。
该技术方案取得了下述有益效果：
1.选用红外摄像系统作为影像采集用传感器，不仅可以远程观看变电站内的情况，监控结果更直观；还可以利用红外影像的颜色变化，错略判断温度的情况。
2.红外遥控灯同时设有可见光灯珠和红外光灯珠，可对室内可见光和红外光进行补光。更关键的是，红外遥控灯设有红外光灯珠，信号中转系统可通过红外信号接收头接收红外遥控灯发出的红外信号，进而为服务器判断红外遥控灯的开闭状态提供了参数。
3.优化了红外遥控灯和红外摄像头的位置，优化后，摄像系统在能够摄取红外热源，如小动物、人等的影像信息外，还可以借助电器设备对位于地面上的红外遥控灯发出的红外光的遮挡情况的变化，判断部分设备的工作情况，如闸的位置。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。
电力设备性能无线监测系统，包括一位于变电站外的服务器，服务器通过无线通信连接至少两个位于变电站内的信号中转系统，信号中转系统各连接有一用于监控变电站运行信息的传感器系统；服务器通过无线还通信连接有手机；首先，信号中转系统将传感器系统采集到的信号转换为服务器可以识别的信号，然后，服务器对各信号中转系统传递来的信号统一处理分析，接着，服务器将处理结果同时下发给信号中转系统和手机。
首先，本专利对各部件的功能进行了优化后，取得了如下预想不到的好处：1)信号由位于变电站外的服务器统一进行处理和分析，实现了集中远程监控的同时，方便变电站管理人员以及服务器对位于不同变电站内两个信号中转系统传递来的信息进行比较，也方便变电站管理人员以及服务器对位于同一个变电站内的两个信号中转系统传递来的信息进行比较。2)位于变电站内的信号中转系统仅用于信号中转和结果反馈，降低了系统配置中数量要求较多的信号中转系统的处理能力的要求，通过内置单片机足以能够满足需要，没有必要再配CPU，从而大大地降低了成本，利于系统的推广和普及。3)服务器将处理结果同时下发给信号中转系统和手机，协调信号中转系统和手机端的变电站工作人员将监测到的异常处理掉。
传感器系统包括一用于检测电站变压器电压的电压传感器，变压器包括二次侧线圈，二次侧线圈设有一进线端、一出线端，电压传感器设有两个接线柱，其中一个接线柱通过导线连接进线端，另一个接线柱通过另一导线连接出线端；导线、另一导线均包括一绝缘护套，绝缘护套内设有一空心铜线；空心铜线外壁上沿着长度方向，设置有至少三条凹槽；空心铜线内穿有一石墨纤维线。基于交流电流经导线时，存在的趋肤效应，电阻大小基本上是由导线的表面积决定。本专利中，采用空心铜线，即减少了铜的使用量，又避免了电阻的增大。保证了导电性能。此外，石墨纤维线也允许具有一定的导电能力。可以适当降低电阻。更关键的是本专利通过设置至少三条凹槽，增加了铜线的表面积，进而进一步降低了电阻。从而可以保证测量到的电压准确性。
凹槽优选呈螺旋状开在空心铜线的外壁上。一方面，通过螺旋增加了凹槽的表面积，进一步降低了电阻，提高测量准确性，另一方面，为空心铜线弯曲提供了冗余空间，进一步提高了导线的柔韧性，方便接线。电压传感器的信号输出端连接信号中转系统。服务器将电压传感器检测到的变压器的电压，作为判断变压器是否异常的参数之一。
传感器系统还可以包括至少4个温度传感器，至少1个温度传感器设置在变电站的电气柜内，至少1个温度传感器设置在变电站的电气柜外，各温度传感器的信号输出端连接信号中转系统。服务器将温度传感器检测到的温度，作为判断变压器是否异常的参数之一。
电气柜内设有一导热机构，导热机构包括一上部导热片、一下部导热片，上部导热片的下表面上、下部导热片的上表面上交错的设有条状散热凸起，上部导热片、下部导热片通过散热凸起可滑动的插接；下部导热片的下方抵在电气柜内的发热元件上，上部导热片的上方固定在电气柜的壳体上；位于电气柜内的温度传感器连接上部导热片。本专利在电气柜内增设导热机构，有利于发热元件将热量尽快散出，更关键的是，本专利通过导热机构将热量带至壳体处，进而允许将温度传感器安装在壳体处，而不是电气设备内部，不但利于温度传感器的更换，而且不破坏原电气设备内部的结构，保证了系统的稳定性。此外，本专利还优化了导热机构的结构，利用散热凸起之间的间隙，为上部散热片和下部散热片之间的散热齿留有缓冲的余地，提高了设备的抗震能力。发热元件包括是CPU模块、继电器等。
服务器设有一存储模块，服务器将信号中转系统传来的信号以及下发给信号中转系统的命令存储在存储模块中。以方便变电站的工作人员翻看历史纪录，并为工作人员调整服务器的运行程序提供参考。
信号中转系统设有一红外通信模块、一wifi通信模块、一信号转化模块，红外通信模块、wifi通信模块连接信号转化模块；信号中转系统通过wifi通信模块连接服务器；信号中转系统通过红外通信模块控制连接红外遥控灯；红外通信模块设有红外信号发射头，红外信号发射头均朝向红外遥控灯。本专利优化了信号中转系统的结构，并增设有信号中转系统可红外控制的开闭的红外遥控灯，允许服务器远程控制红外遥控灯的开闭，从而改变变电站的光线环境。
传感器系统包括一红外摄像系统，红外摄像系统的信号输出端连接信号中转系统的信号转化模块；红外摄像系统的红外摄像头位于屋顶上或1.8mm以上的墙面上；红外遥控灯位于地面上或1.3mm以下的对侧的墙面上；红外遥控灯设有一发射可见光的可见光灯珠、一发射红外光的红外光灯珠；红外通信模块还设有红外信号接收头，红外信号接收头均朝向红外遥控灯。
该技术方案取得了下述有益效果：1)选用红外摄像系统作为影像采集用传感器，不仅可以远程观看变电站内的情况，监控结果更直观；还可以利用红外影像的颜色变化，错略判断温度的情况。2)红外遥控灯同时设有可见光灯珠和红外光灯珠，可对室内可见光和红外光进行补光。更关键的是，红外遥控灯设有红外光灯珠，信号中转系统可通过红外信号接收头接收红外遥控灯发出的红外信号，进而为服务器判断红外遥控灯的开闭状态提供了参数。3)优化了红外遥控灯和红外摄像头的位置，优化后，摄像系统在能够摄取红外热源，如小动物、人等的影像信息外，还可以借助电器设备对位于地面上的红外遥控灯发出的红外光的遮挡情况的变化，判断部分设备的工作情况，如闸的位置。
优选可见光灯珠有一个，红外光灯珠至少有七个，可见光灯珠内嵌在一呈圆柱状的透光柱内，透光柱的外侧壁上固定有红外光灯珠，红外光灯珠的光轴与可见光灯珠的光轴垂直。透光柱的存在，一方面，可以扩大可见光灯珠的光源尺寸，解决了光源面积小造成的光路容易被遮挡的问题，同时解决了中心光强太强造成的晃眼睛的问题。另一方面，形成了一用于固定红外光灯珠的支撑，无须另设红外光灯珠固定机构，减少了部件。此外，本专利通过设多个红外光灯珠，并借助透光柱的结构，可以使红外光向不同的方向发射，以方便从不同的纬度获得设备遮挡红外光的情况，从而允许服务器提取出更多的用于变电站监测的信息。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.电力设备性能无线监测系统，包括一位于变电站外的服务器，其特征在于，所述服务器通过无线通信连接至少两个位于变电站内的信号中转系统，所述信号中转系统各连接有一用于监控变电站运行信息的传感器系统；
所述服务器通过无线还通信连接有手机；
首先，所述信号中转系统将所述传感器系统采集到的信号转换为所述服务器可以识别的信号，然后，所述服务器对各所述信号中转系统传递来的信号统一处理分析，接着，所述服务器将处理结果同时下发给信号中转系统和手机；
所述信号中转系统设有一红外通信模块、一wifi通信模块、一信号转化模块，所述红外通信模块、所述wifi通信模块连接所述信号转化模块；
所述信号中转系统通过所述wifi通信模块连接所述服务器；
所述信号中转系统通过所述红外通信模块控制连接红外遥控灯；
所述红外通信模块设有红外信号发射头，所述红外信号发射头均朝向所述红外遥控灯；
所述传感器系统包括一红外摄像系统，所述红外摄像系统的信号输出端连接所述信号中转系统的信号转化模块；
所述红外摄像头和所述红外遥控灯不正对；
所述红外遥控灯设有一发射可见光的可见光灯珠、一发射红外光的红外光灯珠；
所述红外通信模块还设有红外信号接收头，所述红外信号接收头均朝向所述红外遥控灯；
所述可见光灯珠有一个，所述红外光灯珠至少有七个，可见光灯珠内嵌在一呈圆柱状的透光柱内，透光柱的外侧壁上固定有红外光灯珠，红外光灯珠的光轴与可见光灯珠的光轴垂直；
所述红外摄像系统的红外摄像头位于屋顶上，所述红外遥控灯位于地面上；
或者，所述红外摄像系统的红外摄像头位于1.8mm以上的墙面上；所述红外遥控灯位于1.3mm以下的对侧的墙面上。
2.根据权利要求1所述的电力设备性能无线监测系统，其特征在于：所述传感器系统包括一用于检测电站变压器电压的电压传感器，所述变压器包括二次侧线圈，所述二次侧线圈设有一进线端、一出线端，所述电压传感器设有两个接线柱，其中一个接线柱通过导线连接所述进线端，另一个接线柱通过另一导线连接所述出线端；
所述导线、所述另一导线均包括一绝缘护套，所述绝缘护套内设有一空心铜线；所述空心铜线外壁上沿着长度方向，设置有至少三条凹槽；所述空心铜线内穿有一石墨纤维线。
3.根据权利要求2所述的电力设备性能无线监测系统，其特征在于：所述凹槽呈螺旋状开在所述空心铜线的外壁上。
4.根据权利要求2所述的电力设备性能无线监测系统，其特征在于：所述传感器系统还包括至少4个温度传感器，至少1个所述温度传感器设置在变电站的电气柜内，至少1个所述温度传感器设置在变电站的电气柜外，各所述温度传感器的信号输出端连接所述信号中转系统。
5.根据权利要求4所述的电力设备性能无线监测系统，其特征在于：所述电气柜内设有一导热机构，所述导热机构包括一上部导热片、一下部导热片，所述上部导热片的下表面上、所述下部导热片的上表面上交错的设有条状散热凸起，所述上部导热片、所述下部导热片通过所述散热凸起可滑动的插接；
所述下部导热片的下方抵在所述电气柜内的发热元件上，所述上部导热片的上方固定在所述电气柜的壳体上；
位于电气柜内的温度传感器连接所述上部导热片。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的电力设备性能无线监测系统，其特征在于：所述服务器设有一存储模块，服务器将所述信号中转系统传来的信号以及下发给信号中转系统的命令存储在所述存储模块中。
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