CN114069436A - 电力设备散热监控系统 - Google Patents

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段永超
吴琛
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蔡江
郑开吉
黄婧
张宏建
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Abstract

本发明提供的一种电力设备散热监控系统，滤网设置于进风管道的进风口处，吸附器设置于滤网与进风管道的出风口之间，直流吸气风机设置于进风管道的出风口处，风机驱动电路的控制输入端连接于控制器，进风管道监测单元包括第一风速传感器、第二风速传感器、第一湿度传感器以及第二湿度传感器；第一风速传感器和第一湿度传感器设置于滤网与吸附器之间，所述第二风速传感器和第二湿度传感器设置于吸附器与直流吸气风机之间；第一风速传感器、第二风速传感器、第一湿度传感器以及第二湿度传感器输出端与控制器连接，控制器的控制输出端与报警器连接，温度检测模块与控制器的输入端连接；准确判断出散热故障的原因，实时预警并作出准确的处理措施。

Description

电力设备散热监控系统
技术领域
本发明涉及一种电力监控系统，尤其涉及一种电力设备散热监控系统。
背景技术
在无人值守的封闭式的变电场所中，变电站自动化设备的正常运行关系到电网稳定运行，而这些自动化设备中的功率器件是发热的重要来源，因此，对于变电场所的通风散热就显得尤为重要，否则，自动化设备将会处于高温状态工作，容易出现宕机的风险，从而影响无人值守变电站的稳定运行。
现有技术中，对于自动化设备的散热状态是否良好往往通过自动化设备的温度来判断，但是，这种判断方式往往不能准确判断时因为自动化设备自身故障引起发热过高还是因为变电站的通风不畅引起，从而不能准确做出相应的处理措施。
因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的技术手段。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种电力设备散热监控系统，能够对无人值守的变电场所的通风散热状态进行实时监测，并能够准确判断出散热故障的原因，从而能够实时预警并利于作出准确的处理措施。
本发明提供的一种电力设备散热监控系统，包括进风管道、温度检测模块、控制器、进风管道监测单元以及报警器；
所述进风管道设置有滤网、吸附器、直流吸气风机以及风机驱动电路；
所述滤网设置于进风管道的进风口处，吸附器设置于滤网与进风管道的出风口之间，所述直流吸气风机设置于进风管道的出风口处，所述风机驱动电路的控制输入端连接于控制器，所述风机驱动电路接收控制器输出的控制命令向直流吸气风机输出不同的驱动电流；
所述进风管道监测单元包括第一风速传感器、第二风速传感器、第一湿度传感器以及第二湿度传感器；
所述第一风速传感器和第一湿度传感器设置于滤网与吸附器之间，所述第二风速传感器和第二湿度传感器设置于吸附器与直流吸气风机之间；
所述第一风速传感器、第二风速传感器、第一湿度传感器以及第二湿度传感器输出端与控制器连接，所述控制器的控制输出端与报警器连接，所述温度检测模块与控制器的输入端连接。
进一步，还包括供电电路，所述供电电路包括变压器、整流电路、滤波电路、过压检测控制电路、第一稳压电路以及第二稳压电路；
所述变压器的初级绕组连接于市电，变压器的次级绕组连接于整流电路的输入端，整流电路的输出端与滤波电路的输入端连接，所述滤波电路的输出端与过压欠压检测控制电路的输入端连接，过压检测控制电路的输出端连接于第一稳压电路的输入端，第一稳压电路的输出端与第二稳压电路的输入端连接，第一稳压电路的输出端向直流吸气风机供电，第二稳压电路的输出端向进风管检测单元、控制器以及报警器供电。
进一步，所述过压检测控制电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、稳压管DW1、电容C1、PMOS管Q1以及三极管Q2；
PMOS管Q1的源极作为过压检测控制电路的输入端，PMOS管Q1的漏极连接作为过压检测控制电路的输出端；
PMOS管Q1的源极通过电阻R1连接于稳压管DW1的负极，稳压管DW1的正极接地，PMOS管Q1的源极通过电阻R2连接于PMOS管Q1的栅极，PMOS管Q1的栅极通过电阻R3连接于三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极通过电容C1接地，三极管Q2的基极通过电阻R4连接于稳压管DW1的负极。
进一步，所述整流电路为二极管组成的全桥式整流电路。
进一步，所述温度检测模块为多个，分别设置于变电场所内各电力设备功率器件处，所述温度检测模块包括温度传感器、温度检测控制器以及UWB传输模块；
温度传感器的输出端与温度控制器连接，所述温度控制器与UWB传输模块连接；
多个温度检测模块中选定一个为主节点，其余为从节点，主节点中具有两个UWB传输模块，其中一个UWB传输模块与从节点的UWB传输模块通信连接，另一个UWB传输模块与控制器通信连接。
进一步，所述温度传感器为DS18B20温度传感器。
进一步，所述风机驱动电路包括三极管Q1、三极管Q2、电阻R1、电阻R2、电阻R3以及可调电阻RT；
电阻R1的一端连接于控制器，电阻R1的另一端连接于三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接于三极管Q2的基极，三极管Q1的集电极通过电阻R2与电源VCC连接，电阻R3的一端连接于电源VCC，电阻R3的另一端与三极管Q2的发射极连接，三极管Q2的集电极与可调电阻RT的一端连接，可调电阻RT的另一端连接于直流吸气风机的电源输入端；
其中，三极管Q2为P型三极管，可调电阻RT为数字电位器且可调电阻RT的控制端连接于控制器。
进一步，所述控制器为STC89C51单片机。
本发明的有益效果：通过本发明，能够对无人值守的变电场所的通风散热状态进行实时监测，并能够准确判断出散热故障的原因，从而能够实时预警并利于作出准确的处理措施。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的进风管道结构示意图。
图3为本发明的风机驱动电路原理图。
图4为本发明的过压检测控制电路原理图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明做出进一步详细说明：
本发明提供的一种电力设备散热监控系统，包括进风管道8、温度检测模块、控制器、进风管道监测单元以及报警器；
所述进风管道8设置有滤网1、吸附器3、直流吸气风机5以及风机驱动电路；
所述滤网1设置于进风管道8的进风口处，吸附器3设置于滤网1与进风管道8的出风口之间，所述直流吸气风机5设置于进风管道8的出风口处，所述风机驱动电路的控制输入端连接于控制器，所述风机驱动电路接收控制器输出的控制命令向直流吸气风机输出不同的驱动电流；
所述进风管道监测单元包括第一风速传感器2、第二风速传感器4、第一湿度传感器6以及第二湿度传感器7；
所述第一风速传感器和第一湿度传感器设置于滤网与吸附器之间，所述第二风速传感器和第二湿度传感器设置于吸附器与直流吸气风机之间；
所述第一风速传感器、第二风速传感器、第一湿度传感器以及第二湿度传感器输出端与控制器连接，所述控制器的控制输出端与报警器连接，所述温度检测模块与控制器的输入端连接；其中，所述控制器为STC89C51单片机，吸附器也是一个滤网，其中填充有吸湿材料以及酸性气体吸附材料，通过滤网阻挡空气中的较大杂质，比如塑料膜，而吸附器用于除湿以及滤除氮氧化物、二氧化碳等酸性气体，从而对变电设备实现良好的保护，控制器接收温度检测模块输出的温度信号，判断电力设备是否温度偏高，如果某些电力设备温度偏高而其他电力设备温度正常，则可以得出该电力设备存在故障，当所有电力设备的温度均高于设定值，则判断当前进风管道内吸附器前后的风速变化以及湿度变化，如果吸附器在进气方向上进气侧的风速与出气侧的风速差值大于设定值则表明吸附器存在故障，需要更换吸附材料，如果风速差值在设定范围内，则控制器通过调整风机驱动电流的输出电流值，增大风机功率，如果直流吸气风机的功率增大后，风速差值仍然处于设定阈值内切各设备温度均偏高，则表明风机故障，当吸附器前后的湿度差值小于设定阈值时，表明需要更换除湿吸附材料，控制器通过上述过程进行不同的预警，并通过报警器发出不同的告警信息，报警器采用现有的声光报警器，当然，还可以设置显示器并与控制器连接，由显示器将详细的故障信息显示，而且，控制器还可以通过无线传输模块上传实时信息到远程监控中心；通过上述结构，能够对无人值守的变电场所的通风散热状态进行实时监测，并能够准确判断出散热故障的原因，从而能够实时预警并作出准确的处理措施；而且能够对电力设备形成一定的保护。
本实施例中，还包括供电电路，所述供电电路包括变压器、整流电路、滤波电路、过压检测控制电路、第一稳压电路以及第二稳压电路；
所述变压器的初级绕组连接于市电，变压器的次级绕组连接于整流电路的输入端，整流电路的输出端与滤波电路的输入端连接，所述滤波电路的输出端与过压欠压检测控制电路的输入端连接，过压检测控制电路的输出端连接于第一稳压电路的输入端，第一稳压电路的输出端与第二稳压电路的输入端连接，第一稳压电路的输出端向直流吸气风机供电，第二稳压电路的输出端向进风管检测单元、控制器以及报警器供电，变压器采用现有的变压器，起到隔离、电压调节的作用，整流电路采用现有的二极管组成的全桥式整流电路，滤波电路采用现有的RC滤波电路即可，第一稳压电路根据直流吸气风机的额定电压进行选择，第二稳压电路根据控制器、进风管道检测单元的最高电压进行选择，较低工作电压的器件可以通过电阻组成的分压电路进行降压处理以实现供电需求，第一稳压电路和第二稳压电路均采用现有的电路。。
本实施例中，所述过压检测控制电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、稳压管DW1、电容C1、PMOS管Q1以及三极管Q2；
PMOS管Q1的源极作为过压检测控制电路的输入端，PMOS管Q1的漏极连接作为过压检测控制电路的输出端；
PMOS管Q1的源极通过电阻R1连接于稳压管DW1的负极，稳压管DW1的正极接地，PMOS管Q1的源极通过电阻R2连接于PMOS管Q1的栅极，PMOS管Q1的栅极通过电阻R3连接于三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极通过电容C1接地，三极管Q2的基极通过电阻R4连接于稳压管DW1的负极；通过上述结构，由稳压管DW1过压检测，不过时，三极管Q2导通，PMOS管Q1导通，后续器件能够得电，否则，过压时，稳压管DW1导通，三极管Q2截止，PMOS管Q1截止，从而停止供电，防止后续器件过压损坏。
本实施例中，所述温度检测模块为多个，分别设置于变电场所内各电力设备功率器件处，所述温度检测模块包括温度传感器、温度检测控制器以及UWB传输模块；
温度传感器的输出端与温度控制器连接，所述温度控制器与UWB传输模块连接；
多个温度检测模块中选定一个为主节点，其余为从节点，主节点中具有两个UWB传输模块，其中一个UWB传输模块与从节点的UWB传输模块通信连接，另一个UWB传输模块与控制器通信连接，温度检测控制器采用现有的单片机，比如STC89C51单片机，通过上述结构，能够对各个电力设备的温度进行实时检测，并且能够准确判断设备自身故障还是通风故障。
本实施例中，所述风机驱动电路包括三极管Q1、三极管Q2、电阻R1、电阻R2、电阻R3以及可调电阻RT；
电阻R1的一端连接于控制器，电阻R1的另一端连接于三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接于三极管Q2的基极，三极管Q1的集电极通过电阻R2与电源VCC连接，电阻R3的一端连接于电源VCC，电阻R3的另一端与三极管Q2的发射极连接，三极管Q2的集电极与可调电阻RT的一端连接，可调电阻RT的另一端连接于直流吸气风机的电源输入端；
其中，三极管Q2为P型三极管，可调电阻RT为数字电位器且可调电阻RT的控制端连接于控制器；通过上述结构，能够实现控制器与直流吸气风机之间的电气隔离，而且，还能够实现不同功率的输出，从而调整直流吸气风机的功率状态。
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，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种电力设备散热监控系统，其特征在于：包括进风管道、温度检测模块、控制器、进风管道监测单元以及报警器；
所述进风管道设置有滤网、吸附器、直流吸气风机以及风机驱动电路；
所述滤网设置于进风管道的进风口处，吸附器设置于滤网与进风管道的出风口之间，所述直流吸气风机设置于进风管道的出风口处，所述风机驱动电路的控制输入端连接于控制器，所述风机驱动电路接收控制器输出的控制命令向直流吸气风机输出不同的驱动电流；
所述进风管道监测单元包括第一风速传感器、第二风速传感器、第一湿度传感器以及第二湿度传感器；
所述第一风速传感器和第一湿度传感器设置于滤网与吸附器之间，所述第二风速传感器和第二湿度传感器设置于吸附器与直流吸气风机之间；
所述第一风速传感器、第二风速传感器、第一湿度传感器以及第二湿度传感器输出端与控制器连接，所述控制器的控制输出端与报警器连接，所述温度检测模块与控制器的输入端连接。
2.根据权利要求1所述电力设备散热监控系统，其特征在于：还包括供电电路，所述供电电路包括变压器、整流电路、滤波电路、过压检测控制电路、第一稳压电路以及第二稳压电路；
所述变压器的初级绕组连接于市电，变压器的次级绕组连接于整流电路的输入端，整流电路的输出端与滤波电路的输入端连接，所述滤波电路的输出端与过压欠压检测控制电路的输入端连接，过压检测控制电路的输出端连接于第一稳压电路的输入端，第一稳压电路的输出端与第二稳压电路的输入端连接，第一稳压电路的输出端向直流吸气风机供电，第二稳压电路的输出端向进风管检测单元、控制器以及报警器供电。
3.根据权利要求2所述电力设备散热监控系统，其特征在于：所述过压检测控制电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、稳压管DW1、电容C1、PMOS管Q1以及三极管Q2；
PMOS管Q1的源极作为过压检测控制电路的输入端，PMOS管Q1的漏极连接作为过压检测控制电路的输出端；
PMOS管Q1的源极通过电阻R1连接于稳压管DW1的负极，稳压管DW1的正极接地，PMOS管Q1的源极通过电阻R2连接于PMOS管Q1的栅极，PMOS管Q1的栅极通过电阻R3连接于三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极通过电容C1接地，三极管Q2的基极通过电阻R4连接于稳压管DW1的负极。
4.根据权利要求2所述电力设备散热监控系统，其特征在于：所述整流电路为二极管组成的全桥式整流电路。
5.根据权利要求1所述电力设备散热监控系统，其特征在于：所述温度检测模块为多个，分别设置于变电场所内各电力设备功率器件处，所述温度检测模块包括温度传感器、温度检测控制器以及UWB传输模块；
温度传感器的输出端与温度控制器连接，所述温度控制器与UWB传输模块连接；
多个温度检测模块中选定一个为主节点，其余为从节点，主节点中具有两个UWB传输模块，其中一个UWB传输模块与从节点的UWB传输模块通信连接，另一个UWB传输模块与控制器通信连接。
6.根据权利要求5所述电力设备散热监控系统，其特征在于：所述温度传感器为DS18B20温度传感器。
7.根据权利要求1所述电力设备散热监控系统，其特征在于：所述风机驱动电路包括三极管Q1、三极管Q2、电阻R1、电阻R2、电阻R3以及可调电阻RT；
电阻R1的一端连接于控制器，电阻R1的另一端连接于三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接于三极管Q2的基极，三极管Q1的集电极通过电阻R2与电源VCC连接，电阻R3的一端连接于电源VCC，电阻R3的另一端与三极管Q2的发射极连接，三极管Q2的集电极与可调电阻RT的一端连接，可调电阻RT的另一端连接于直流吸气风机的电源输入端；
其中，三极管Q2为P型三极管，可调电阻RT为数字电位器且可调电阻RT的控制端连接于控制器。
8.根据权利要求1所述电力设备散热监控系统，其特征在于：所述控制器为STC89C51单片机。
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CN114933340A (zh) * 2022-07-22 2022-08-23 四川锦美环保股份有限公司 一种基于边缘计算的污水处理远程监控诊断系统及方法

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