CN108917885A - 一种基于物联网技术的电网设备油位监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于物联网监控设备技术领域，尤其是一种基于物联网技术的电网设备油位监控系统，包括依次电连接的油位检测机构、中央处理模块和通信模块，所述油位检测机构设置在电网设备内，中央处理模块和通信模块设置在电网设备外，所述油位检测机构包括设置在电网设备内部的距离感应模块、滑杆和设置在滑杆上的浮标；所述浮标为平底的碗状结构，所述浮标底部内侧中心位置设置向上突起的与滑杆滑动连接的中空立柱。本发明将油位检测机构设置在电力充油设备内部，将中央处理模块和通信模块设置在设备外部的二次接线盒内，便于设备故障的排查与维修。
Description
技术领域
本发明属于物联网监控设备技术领域，尤其是一种基于物联网技术的电网设备油位监控系统。
背景技术
在电力系统中，特别是变电站内，除了常见的输电线和杆塔以外，还有很多充油设备，例如电流互感器、电压互感器、变压器等，针对上述的充油设备，电力工作人员需要安排人员定期对设备内的油位进行观察，以防止设备渗漏油后导致设备绝缘降低，造成设备故障。
现有技术中充油上自带有油位计，该油位计主要用于直观表示设备油在温度变化或者油质变化的过程中，油位是否在规定的范围内，如何确定油位是否符合标准是需要工作人员现场进行检查，然而油位往往是个变化值，在某一个时间段内的油位超出上下限、下一个时间段恢复至正常范围内时，也是变压器内部出现故障的一个表征，此类现象按照目前的巡检方式很难发现。缩短巡检周期是一种有效的解决方法，然而该方法将使得现场运维人员的工作强度和工作量陡然增加，同时也会大幅提高运维单位的设备运行维护成本。
申请公开号CN107894265A的专利文献公开了一种互感器油位监测装置，互感器包括储油柜和设置在储油柜内的膨胀器，包括可拆卸地设置在储油柜顶部内侧的超声波传感器、设置在储油柜内轮流为超声波传感器供电的多个储能装置、与超声波传感器连接以控制其工作状态的控制装置、与控制装置连接的激活装置和设置在远端与激活装置无线连接的终端，终端通过无线通信装置与超声波传感器无线通信连接，超声波传感器、控制装置和激活装置均具有休眠状态且可被激活；由于检测环境的限制，超声波传感器与待测物之间的间距较小，特别是在油位上升过程中，会进入传感器的检测盲区，所以在变电站设备内使用时，具有一定的局限性。
申请公布号CN107845497A的专利文献公开一种变压器油位监测自动调整模块，包括一个机体，在机体上设置浮球模块、位移传感器、信息接收模块、管理模块，运行时，浮球模块设置在储油罐内的一滑杆上，位移传感器用于测量浮球的位置变化状况，与信息接收模块相连接，最后接受到的信息有管理模块进行处理；在机体上设置温度感应模块，用于检测储油罐内的环境温度变化情况；设置警示模块，当有载调压开关油位异常并不断上升时发出提示信息；能够避免变压器储油罐油位异常情况，更加有效提高变压器运行的安全稳定性。该结构的不足之处在于：该结构虽然能够显示当前的油位数据，但是需要工作人员现场进行巡视进行记录，智能化较低。
申请公开号CN108007532A的专利文献公开了一种高压油绝缘设备油位在线监测系统，包括：监测采集单元，为可以柔性弯曲的电路板，位于绝缘油设备的油位计内部，用于实时监测采集绝缘油的油位状态数据，并将油位状态数据发送至无线接收及分析单元；无线接收及分析单元，用于接收所述油位状态数据，将油位状态数据和预设阈值进行比较获取比较结果，并将所述油位状态数据和比较结果发送至后台监测单元；后台监测单元，用于对油位状态数据进行管理，并根据所述比较结果判断是否发出报警信息。该结构借助物联网技术对检测到的数据进行上传，实现智能化监控和预警，但是油位计检测时，浮力首先需要克服波纹连杆的自重，所以存在较大的测量误差。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于物联网技术的电网设备油位监控系统，本发明将油位检测机构设置在电力充油设备内部，将中央处理模块和通信模块设置在设备外部的二次接线盒内，便于设备故障的排查与维修。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于物联网技术的电网设备油位监控系统，包括依次电连接的油位检测机构、中央处理模块和通信模块，所述油位检测机构设置在电网设备内，中央处理模块和通信模块设置在电网设备外，所述油位检测机构包括设置在电网设备内部的距离感应模块、滑杆和设置在滑杆上的浮标；所述浮标为平底的碗状结构，所述浮标底部内侧中心位置设置向上突起的与滑杆滑动连接的中空立柱。
进一步的，所述浮标的上边缘设置环状水平板。
进一步的，所述通信模块采用无线通信协议与远程监控室内的服务器模块进行数据传输，所述服务器模块设置存储模块和报警模块。
进一步的，所述中央处理模块内设置时钟模块。
进一步的，所述距离感应模块与中央处理模块之间设置信号调理模块，所述信号调理模块包括依次放大电路模块和A/D转换电路模块。
进一步的，所述中空立柱靠近滑杆的位置设置多个滚珠。
进一步的，所述滑杆上设置多个滚珠。
本发明的有益效果是：
1.在实际验证过程中，距离传感模块的故障率极低，但是中央处理模块和通信模块的故障频发，本发明将油位检测机构设置在电力充油设备内部，将中央处理模块和通信模块设置在设备外部的二次接线盒内，便于设备故障的排查与维修。
2.当距离感应模块检测到浮标的位置时，将检测结果发送给中央处理模块，中央处理模块分析处理后将当前的实时油位数据通过通信模块发送至远程监控室内的服务器模块，服务器模块上安装有PMS模块（设备运维精益管理系统），对数据进行存储，一旦油位数据超过设定的上下限阈值，服务器模块上的报警模块工作，例如声光报警器，对监控人员进行警示。
有上述原理可知，本发明通过通信模块对电力设备内的油位进行实时监控和预警，克服了人工巡视所存在的问题，对充油设备故障可进行及时处理，避免大型事故的发生。
3.本发明中所采用的浮标设计成碗状结构，其优点有三：一是浮标实际制作时采用耐油材料制成的轻质、薄片，具有质量轻、浮力强的优点，二是碗状结构和向上突起的中空立柱两者相结合，可预防油进入浮标内，三是平底碗状结构可以预防浮标底部有气泡存留的现象，导致检测数据偏高，特别是在变压器油枕内使用时，油枕的容积较通常为变压器油腔容积的1/10，少量的气泡也会对测量结果存在较大的影响，本结构设计的实际意义更大。
4.浮标的上边缘设置环状水平板，环状水平板可代替浮标内底作为距离感应模块的测量点，此时距离感应模块的测量范围大，其安装位置选择点更多，适合变压器、互感器等结构空间狭小的设备安装使用。
5.中央处理模块内设置时钟模块，时钟模块进行计时一个周期（例如2、4或8小时）后中央处理模块控制油位检测机构检测一次，并油位检测机构将检测到的数据再发送至中央处理模块，对电力设备的油位定时、自动检测。
6.为提高中空立柱和滑杆之间的滑动效率，本发明采用两个技术方案：一是在中空立柱靠近滑杆的位置设置多个滚珠，另一个中是在滑杆上设置滚珠，避免浮标上下移动过程中，中空立柱和滑杆之间摩擦力对浮标位置的影响，保证检测数据的准确性。
附图说明
图1为实施例一的信号流向的原理框图；
图2为实施例一中环形水平板位于浮标外边缘的结构示意图；
图3为实施例一中环形水平板位于浮标内边缘且与中空立柱围成密封空腔的结构示意图；
图4为实施例二滑杆和滚珠的结构示意图。
图中标号：1-时钟模块，2-中央处理模块，3-通信模块，4-放大电路模块，5-A/D转换电路模块，6-服务器模块，7-存储模块，8-报警模块，9-距离感应模块，10-滑杆，11-浮标，12-中空立柱，13-环状水平板，14-滚珠。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
实施例一
如图1所示，本发明包括依次电连接的油位检测机构、信号调理模块、中央处理模块2和通信模块3，信号调理模块包括依次连接的放大电路模块4和A/D转换电路模块5，中央处理模块2内设置时钟模块1，通信模块3采用Zigbee无线通信协议，与远程监控室内的服务器模块6进行数据传输，服务器模块6设置存储模块7和报警模块8，油位检测机构设置在电网设备内，中央处理模块2和通信模块3设置在电网设备外，油位检测机构包括设置在电网设备内部的距离感应模块9、滑杆10和设置在滑杆上的浮标11，浮标11为平底薄片的碗状结构，具体采用耐油塑料通过热塑成型机一体成型，浮标11底部内侧中心位置一体成型向上突起的与滑杆10滑动连接的中空立柱12，浮标11的上边缘一体成型环状水平板13，如图2和3所示，环形水平板13设置在浮标11的外边缘或者内边缘均可，本实施例优选在内边缘（图3），中空立柱12的上端齐平于或略高于浮标11的边缘，环形水平板13的内侧与中空立柱12相接触，即在浮标11内、位于中空支柱12与环形水平板13之间为一个密封的腔体。
本发明具体在使用时，时钟模块1计时一个周期后，中央处理模块2控制距离感应模块9打开工作，距离感应模块9检测浮标11上环形水平板13的距离数据，并将检测数据发送给中央处理模块2，中央处理模块采用可编程控制器，数据经中央处理模块2分析转换为实时油位数据，通过通信模块3将油位参数发送至远程监控室的服务器模块6，服务器模块6的存储模块7对数进行存储，中央处理模块2分析得到的实时油位数据超出预设的范围，报警模块8工作进行警示。
实施例二
本实施例与实施例一的结构基本相同，不同的是：如图4所示，中空立柱靠近滑杆的位置或者在滑杆上设置多个滚珠，如图4所示，本实施例优选在，滑杆10上设置多个滚珠14，滚珠14成多排设置，每排的四个滚珠14周向设置为四个。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种基于物联网技术的电网设备油位监控系统，包括依次电连接的油位检测机构、中央处理模块和通信模块，所述油位检测机构设置在电网设备内，中央处理模块和通信模块设置在电网设备外，其特征在于：所述油位检测机构包括设置在电网设备内部的距离感应模块、滑杆和设置在滑杆上的浮标；所述浮标为平底的碗状结构，所述浮标底部内侧中心位置设置向上突起的与滑杆滑动连接的中空立柱。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的电网设备油位监控系统，其特征在于：所述浮标的上边缘设置环状水平板。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的电网设备油位监控系统，其特征在于：所述通信模块采用无线通信协议与远程监控室内的服务器模块进行数据传输，所述服务器模块设置存储模块和报警模块。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的电网设备油位监控系统，其特征在于：所述中央处理模块内设置时钟模块。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的电网设备油位监控系统，其特征在于：所述距离感应模块与中央处理模块之间设置信号调理模块，所述信号调理模块包括放大电路模块和A/D转换电路模块。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20181130 |