CN109828166A - 一种基于变电柜故障的智能监测系统及其智能监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于变电柜故障的智能监测系统及其智能监测方法，智能监测系统包括微处理器模块、显示模块、报警装置、通信模块、远程计算机、换气扇、控制模块、电源模块和监测模块，所述监测模块包括红外温度传感器、接地检测模块和电流检测模块，所述红外温度传感器输出端与模拟转换电路电性连接，所述接地检测模块输出端和电流检测模块输出端均与所述模数转换电路输入端电性连接，所述模数转换电路输出端与所述微处理器模块输入端电性连接能够及时有效的通过检测值与预设值进行比较监测出变电柜是否发生的故障，并能及时断开变电柜的通电工作，能够同时监测多个变电柜的工作状态，减少了大量的人力。

Description

一种基于变电柜故障的智能监测系统及其智能监测方法

技术领域

本发明属于变电柜技术领域，特别涉及一种基于变电柜故障的智能监测系统及其智能监测方法。

背景技术

变电柜是一种将高压电转变为低压电的或者将低压电转变为高压电的电气设备，由于发电厂一般采用变压输送，先将发电产生的电能转换为高压进行传输以减少输送过程中的损耗，在将高压电变为低压电供用户使用，因此，变电柜在输送电能的场所得到了广泛的应用，由于变电柜会因为环境原因和自身工作的原因使得变电柜内的温度过高可能会导致一些损害，变电柜的主要故障是短路和接地线松动脱落，都会带来严重的危害，当变电柜内部出现问题如果不被及时发现，会对电力的输送带来严重的影响，由于变电柜大多为高压工作，人工检修具有一定的危险性，及时监测出变电柜的故障会大大降低因故障带来的损失。

发明内容

本发明提供一种基于变电柜故障的智能监测系统及其智能监测方法，能够及时有效的通过检测值与预设值进行比较监测出变电柜是否发生的故障，并能及时断开变电柜的通电工作，能够同时监测多个变电柜的工作状态，减少了大量的人力。

一种基于变电柜故障的智能监测系统，所述智能监测系统包括微处理器模块、显示模块、报警装置、通信模块、远程计算机、换气扇、控制模块、电源模块和监测模块，所述监测模块包括红外温度传感器、接地检测模块和电流检测模块，所述红外温度传感器输出端与模拟转换电路电性连接，所述模拟转换电路输出端与所述模数转换电路输入端电性连接，所述接地检测模块输出端和电流检测模块输出端均与所述模数转换电路输入端电性连接，所述模数转换电路输出端与所述微处理器模块输入端电性连接，所述微处理器模块包括单片机、比较器和存储器，所述比较器和存储器均与所述单片机电性连接，所述微处理器模块均与所述显示模块、报警装置、换气扇、通信模块和控制模块电性连接，所述通信模块与所述远程计算机通过局域网连接，所述电源模块与所述微处理器模块和监测模块电性连接。

进一步的，所述接地检测模块包括电压检测模块和接地状态采集模块，所述接地状态采集模块检测变电柜外壳电压与接地线的好坏，所述接地状态采集模块与所述电压检测模块电性连接，所述电压检测模块与所述模数转换电路电性连接，所述模数转换电路将所述接地检测模块检测到的电压值转换为数字信号传递到所述微处理器模块，所述微处理器模块通过所述比较器对获得的电压值与设定电压阈值进行比较判断是否出现接地故障，并将电压值存储到所述存储器，若判断出现接地故障，所述微处理器模块通过所述控制模块断开变电柜的通电，所述报警装置报警，所述微处理器模块通过所述通信模块传递信息到所述远程计算机，所述远程计算机，报警并显示出现故障变电柜的位置。

进一步的，所述电流检测模块与变电柜内部接线头电性连接检测变电柜内部电流大小，并将检测电流传递到所述模数转换电路，所述模数转换电路将电流值转换为数字信号并传递到所述微处理器模块，所述微处理器模块通过所述比较器比较电流大小并判断变电柜是否发生短路现象，并将获得的电流值存储至存储器中，若发生短路现象，所述微处理器通过所述控制模块立刻断开变电柜的通电，所述报警装置报警，所述微处理器模块通过所述通信模块将信号传递到所述远程计算机，所述远程计算机报警并显示出现故障的变电柜的位。

进一步的，所述红外温度传感器安装在变电柜内壁上，所述红外温度传感器检测变电柜内部温度并传递到所述模拟转换电路，所述模拟转换电路将检测到的温度值转换为电信号，所述模拟转换电路将电信号传递到所述模数转换电路，所述模数转换电路将模拟信号转换为数字信号并传递到所述微处理器模块，所述微处理器模块通过所述比较器对温度只进行比较判断温度值是否大于温度阈值并存储到所述存储器中，若大于规定阈值，所述单片机控制所述换气扇工作降低变电柜内的温度。

进一步的，所述显示模块安装在所述变电柜外壁上，所述微处理器模块将检测到的电压值、电流值和温度值均传递到所述显示模块，在所述显示模块上显示，并显示是否出现接地故障和短路故障，所述显示模块为液晶显示。

进一步的，所述远程计算机通过局域网同时与多个变电柜连接，所述通信模块将信息传递到所述远程计算机，在所述远程计算机上显示出现故障的变电柜的位置和所出现的故障，通知工作人员前去维修。

一种基于变电柜故障的智能监测方法，基于一种基于变电柜故障的智能监测系统，所述基于变电柜故障的智能监测方法，步骤如下：

短路监测方法：

步骤(a)：通过所述电流检测模块与变电柜内部接线头电性连接检测变电柜内部电流大小，并传递到所述模数转换电路；

步骤(b)：所述模数转换电路将模拟信号转换为数字信号并传递到所述微处理器模块；

步骤(c)：所述微处理器模块通过所述比较器比较判断检测电流是否大于规定电流值，若不大于，所述电流检测模块继续对电流进行检测，若大于规定电流值，则变电柜内发生短路现象，所述微处理器模块通过所述控制模块立刻断开变电柜的通电，所述报警器报警，所述微处理器模块通过所述通信模块传递信号到所述远程计算机，所述显示模块上显示短路故障，进入步骤d；

步骤(d)：所述远程计算机上显示出现故障变电柜的位置，并提醒工作人员维修；

接地线监测方法：

步骤(1)：所述接地状态采集模块检测变电柜外壳电压与接地线的好坏；

步骤(2)：所述接地状态采集模块与所述电压检测模块电性连接，所述电压检测电路与所述模数转换电路电性连接，所述模数转换电路将所述接地检测模块检测到的电压值转换为数字信号传递到所述微处理器模块；

步骤(3)：所述微处理器模块通过所述比较器对获得的电压值进行比较判断是否出现接地故障，并将电压值存储到所述存储器，若未发生接地故障，所述接地检测模块继续监测，若发生接地故障，所述微处理器模块通过所述控制模块立刻断开变电柜的通电，所述报警装置报警，所述微处理器模块通过所述通信模块传递信号到所述远程计算机，所述显示模块上显示接地故障；

步骤(4)：所述远程计算机上显示发生故障的变电柜的位置并提醒工作人员前去维修；

温度检测方法：

步骤(A)：所述红外温度传感器检测所述变电柜内部的温度并传递到所述模拟转电路；

步骤(B)：所述模拟转换电路将检测到的温度值转换为电信号，所述模拟转换电路将电信号传递到所述模数转换电路，所述模数转换电路将模拟信号转换为数字信号并传递到所述微处理器模块；

步骤(C)：所述微处理器模块通过所述比较器对温度值进行比较判断温度值是否大于温度阈值并存储到所述存储器中，若检测温度大于温度阈值，所述微处理器模块控制所述排气扇工作，降低变电柜内的温度，若检测温度不大于温度阈值，所述红外温度传感器继续检测变电柜内的温度。

附图说明

图1为本发明一种基于变电柜故障的智能监测系统的结构示意图；

图2为变电柜的短路监测方法工作流程图；

图3为变电柜的接地线监测方法工作流程图；

图4为变电柜的温度检测方法工作流程图。

图中：1、微处理器模块；2、监测模块；3、报警装置；4、控制模块；5、电源模块；6、通信模块；7、换气扇；8、远程计算机；9、显示模块；101、单片机；102、比较器；103、存储器；201、红外温度传感器；202、接地检测模块；203、电流检测模块；204、模拟转换电路；205、模数转换电路；206电压检测模块；207、接地状态采集模块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明一种基于变电柜故障的智能监测系统及其智能监测方法的具体实施方式做详细阐述。

如图1所示，一种基于变电柜故障的智能监测系统，所述智能监测系统包括微处理器模块1、显示模块9、报警装置3、通信模块6、远程计算机8、换气扇7、控制模块4、电源模块5和监测模块2，所述监测模块2包括红外温度传感器201、接地检测模块202和电流检测模块203，所述红外温度传感器201输出端与模拟转换电路204电性连接，所述模拟转换电路204输出端与所述模数转换电路205输入端电性连接，所述接地检测模块202输出端和电流检测模块203输出端均与所述模数转换电路205输入端电性连接，所述模数转换电路205输出端与所述微处理器模块1输入端电性连接，所述微处理器模块1包括单片机101、比较器102和存储器103，所述比较器102和存储器103均与所述单片机101电性连接，所述微处理器模块1均与所述显示模块9、报警装置3、换气扇7、通信模块6和控制模块4电性连接，所述通信模块6与所述远程计算机8通过局域网连接，所述电源模块5与所述微处理器模块1和监测模块2电性连接。

进一步的，所述接地检测模块202包括电压检测模块206和接地状态采集模块207，所述接地状态采集模块207检测变电柜外壳电压与接地线的好坏，所述接地状态采集模块207与所述电压检测模块206电性连接，所述电压检测模块206与所述模数转换电路205电性连接，所述模数转换电路205将所述接地检测模块202检测到的电压值转换为数字信号传递到所述微处理器模块1，所述微处理器模块1通过所述比较器102对获得的电压值与设定电压阈值进行比较判断是否出现接地故障，并将电压值存储到所述存储器103，若判断出现接地故障，所述微处理器模块1通过所述控制模块4断开变电柜的通电，所述报警装置3报警，所述微处理器模块1通过所述通信模块6传递信息到所述远程计算机8，所述远程计算机8报警并显示出现故障变电柜的位置。

进一步的，所述电流检测模块203与变电柜内部接线头电性连接检测变电柜内部电流大小，并将检测到的电流值传递到所述模数转换电路205，所述模数转换电路205将电流值转换为数字信号并传递到所述微处理器模块1，所述微处理器模块1通过所述比较器102比较电流大小并判断变电柜是否发生短路现象，并将获得的电流值存储至存储器103中，若发生短路现象，所述微处理器模块1通过所述控制模块4立刻断开变电柜的通电，所述报警装置3报警，所述微处理器模块1通过所述通信模块6将信号传递到所述远程计算机8，所述远程计算机8报警并显示出现故障的变电柜的位置。

进一步的，所述红外温度传感器201安装在变电柜内壁上，所述红外温度传感器201检测变电柜内部温度并传递到所述模拟转换电路204，所述模拟转换电路204将检测到的温度值转换为电信号，所述模拟转换电路204将电信号传递到所述模数转换电路205，所述模数转换电路205将模拟信号转换为数字信号并传递到所述微处理器模块1，所述微处理器模块1通过所述比较器102对温度值进行比较判断温度值是否大于温度阈值并存储到所述存储器103中，若大于规定阈值，所述单片机101控制所述换气扇7工作降低变电柜内的温度。

进一步的，所述显示模块9安装在所述变电柜外壁上，所述微处理器模块1将检测到的电压值、电流值和温度值均传递到所述显示模块9，在所述显示模块9上显示，并显示是否出现接地故障和短路故障，所述显示模块9为液晶显示。

进一步的，所述远程计算机8通过局域网同时与多个变电柜连接，所述通信模块6将信息传递到所述远程计算机8，在所述远程计算机8上显示出现故障的变电柜的位置和所出现的故障，通知工作人员前去维修。

如图2-4所示，一种基于变电柜故障的智能监测方法，基于一种基于变电柜故障的智能监测系统，所述基于变电柜故障的智能监测方法，步骤如下：

短路监测方法：

步骤(a)：通过所述电流检测模块203与变电柜内部接线头电性连接检测变电柜内部电流大小，并传递到所述模数转换电路205；

步骤(b)：所述模数转换电路205将模拟信号转换为数字信号并传递到所述微处理器模块1；

步骤(c)：所述微处理器模块1通过所述比较器102比较判断检测电流是否大于规定电流值，若不大于，所述电流检测模块203继续对电流进行检测，若大于规定电流值则变电柜内发生短路现象，所述微处理器模块1通过所述控制模块4立刻断开变电柜的通电，所述报警器3报警，所述微处理器模块1通过所述通信模块6传递信号到所述远程计算机8，所述显示模块9上显示短路故障；

步骤(d)：所述远程计算机8上显示出现故障变电柜的位置，并提醒工作人员维修；

接地线监测方法：

步骤(1)：所述接地状态采集模块207检测变电柜外壳电压与接地线的好坏；

步骤(2)：所述接地状态采集模块207与所述电压检测模块206电性连接，所述电压检测模块206与所述模数转换电路205电性连接，所述模数转换电路205将所述接地检测模块检测到的电压值转换为数字信号传递到所述微处理器模块1；

步骤(3)：所述微处理器模块1通过所述比较器对获得的电压值进行比较判断是否出现接地故障，并将电压值存储到所述存储器103，若未发生接地故障，所述接地检测模块继续监测，若发生接地故障，所述微处理器模块1通过所述控制模块4立刻断开变电柜的通电，所述报警装置3报警，所述微处理器模块1通过所述通信模块6传递信号到所述远程计算机8，所述显示模块9上显示接地故障；

步骤(4)：所述远程计算机8上显示发生故障的变电柜的位置并提醒工作人员前去维修；

温度检测方法：

步骤(A)：所述红外温度传感器201检测所述变电柜内部的温度并传递到所述模拟转电路204；

步骤(B)：所述模拟转换电路204将检测到的温度值转换为电信号，所述模拟转换电路204将电信号传递到所述模数转换电路205，所述模数转换电路205将模拟信号转换为数字信号并传递到所述微处理器模块1；

步骤(C)：所述微处理器模块1通过所述比较器102对温度值进行比较判断温度值是否大于温度阈值并存储到所述存储器103中，若检测温度大于温度阈值，所述微处理器模块1控制所述排气扇7工作，降低变电柜内的温度，若检测温度不大于温度阈值，所述红外温度传感器201继续检测变电柜内的温度。

最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。

Claims (7)

1.一种基于变电柜故障的智能监测系统，其特征在于，所述智能监测系统包括微处理器模块、显示模块、报警装置、通信模块、远程计算机、换气扇、控制模块、电源模块和监测模块，所述监测模块包括红外温度传感器、接地检测模块和电流检测模块，所述红外温度传感器输出端与模拟转换电路电性连接，所述模拟转换电路输出端与模数转换电路输入端电性连接，所述接地检测模块输出端和电流检测模块输出端均与所述模数转换电路输入端电性连接，所述模数转换电路输出端与所述微处理器模块输入端电性连接，所述微处理器模块包括单片机、比较器和存储器，所述比较器和存储器均与所述单片机电性连接，所述微处理器模块均与所述显示模块、报警装置、换气扇、通信模块和控制模块电性连接，所述通信模块与所述远程计算机通过局域网连接，所述电源模块与所述微处理器模块和监测模块电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于变电柜故障的智能监测系统，其特征在于，所述接地检测模块包括电压检测模块和接地状态采集模块，所述接地状态采集模块检测变电柜外壳电压与接地线的好坏，所述接地状态采集模块与所述电压检测模块电性连接，所述电压检测模块与所述模数转换电路电性连接，所述模数转换电路将所述接地检测模块检测到的电压值转换为数字信号传递到所述微处理器模块，所述微处理器模块通过所述比较器对获得的电压值与设定电压阈值进行比较判断是否出现接地故障，并将电压值存储到所述存储器，若判断出现接地故障，所述微处理器模块通过所述控制模块断开变电柜的通电，所述报警装置报警，所述微处理器模块通过所述通信模块传递信息到所述远程计算机，所述远程计算机，报警并显示出现故障变电柜的位置。

3.根据权利要求1所述的一种基于变电柜故障的智能监测系统，其特征在于，所述电流检测模块与变电柜内部接线头电性连接检测变电柜内部电流大小，并将检测电流传递到所述模数转换电路，所述模数转换电路将电流值转换为数字信号并传递到所述微处理器模块，所述微处理器模块通过所述比较器比较电流大小并判断变电柜是否发生短路现象，并将获得的电流值存储至存储器中，若发生短路现象，所述微处理器通过所述控制模块立刻断开变电柜的通电，所述报警装置报警，所述微处理器模块通过所述通信模块将信号传递到所述远程计算机，所述远程计算机报警并显示出现故障的变电柜的位置。

4.根据权利要求1所述的一种基于变电柜故障的智能监测系统，其特征在于，所述红外温度传感器安装在变电柜内壁上，所述红外温度传感器检测变电柜内部温度并传递到所述模拟转换电路，所述模拟转换电路将检测到的温度值转换为电信号，所述模拟转换电路将电信号传递到所述模数转换电路，所述模数转换电路将模拟信号转换为数字信号并传递到所述微处理器模块，所述微处理器模块通过所述比较器对温度只进行比较判断温度值是否大于温度阈值并存储到所述存储器中，若大于规定阈值，所述单片机控制所述换气扇工作降低变电柜内的温度。

5.根据权利要求1所述的一种基于变电柜故障的智能监测系统，其特征在于，所述显示模块安装在所述变电柜外壁上，所述微处理器模块将检测到的电压值、电流值和温度值均传递到所述显示模块，在所述显示模块上显示，并显示是否出现接地故障和短路故障，所述显示模块为液晶显示。

6.根据权利要求5所述的一种基于变电柜故障的智能监测系统，其特征在于，所述远程计算机通过局域网同时与多个变电柜连接，所述通信模块将信息传递到所述远程计算机，在所述远程计算机上显示出现故障的变电柜的位置和所出现的故障，通知工作人员前去维修。

7.一种基于变电柜故障的智能监测方法，其基于权利要求1-6中任意一项所述的一种基于变电柜故障的智能监测系统，所述基于变电柜故障的智能监测方法步骤如下：

短路监测方法：

步骤(a)：通过所述电流检测模块与变电柜内部接线头电性连接检测变电柜内部电流大小，并传递到所述模数转换电路；

步骤(b)：所述模数转换电路将模拟信号转换为数字信号并传递到所述微处理器模块；

步骤(c)：所述微处理器模块通过所述比较器比较判断检测电流是否大于规定电流值，若不大于，所述电流检测模块继续对电流进行检测，若大于规定电流值，则变电柜内发生短路现象，所述微处理器模块通过所述控制模块立刻断开变电柜的通电，所述报警器报警，所述微处理器模块通过所述通信模块传递信号到所述远程计算机，所述显示模块上显示短路故障，进入步骤d；

步骤(d)：所述远程计算机上显示出现故障变电柜的位置，并提醒工作人员维修；

接地线监测方法：

步骤(1)：所述接地状态采集模块检测变电柜外壳电压与接地线的好坏；

步骤(2)：所述接地状态采集模块与所述电压检测模块电性连接，所述电压检测电路与所述模数转换电路电性连接，所述模数转换电路将所述接地检测模块检测到的电压值转换为数字信号传递到所述微处理器模块；

步骤(3)：所述微处理器模块通过所述比较器对获得的电压值进行比较判断是否出现接地故障，并将电压值存储到所述存储器，若未发生接地故障，所述接地检测模块继续监测，若发生接地故障，所述微处理器模块通过所述控制模块立刻断开变电柜的通电，所述报警装置报警，所述微处理器模块通过所述通信模块传递信号到所述远程计算机，所述显示模块上显示接地故障；

步骤(4)：所述远程计算机上显示发生故障的变电柜的位置并提醒工作人员前去维修；

温度检测方法：

步骤(A)：所述红外温度传感器检测所述变电柜内部的温度并传递到所述模拟转电路；

步骤(B)：所述模拟转换电路将检测到的温度值转换为电信号，所述模拟转换电路将电信号传递到所述模数转换电路，所述模数转换电路将模拟信号转换为数字信号并传递到所述微处理器模块；

步骤(C)：所述微处理器模块通过所述比较器对温度值进行比较判断温度值是否大于温度阈值并存储到所述存储器中，若检测温度大于温度阈值，所述微处理器模块控制所述排气扇工作，降低变电柜内的温度，若检测温度不大于温度阈值，所述红外温度传感器继续检测变电柜内的温度。