CN200959168Y - 变电站电力电气设备温度监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种变电站电力电气设备温度监测系统。该系统包括工控机、与工控机相联的无线通讯终端和多个无线测温单元；无线通讯终端用于与无线测温单元进行无线通讯；无线测温单元包括CPU、分别与CPU的温度信号输入端和校准信号输入端相连的温度传感单元和温度校准单元、与CPU的通讯端双向电连接的无线收发模块。由于传感器在高电压环境中易过早老化等原因，导致测温精度发生较大偏差，所以该系统采用几乎能同步老化的双传感器进行在线校准，解决了传感器老化后测温偏差大的问题。

Description

变电站电力电气设备温度监测系统

技术领域

本实用新型涉及一种变电站电力电气设备温度监测系统。

背景技术

温度是变电站电力电气设备安全运行的重要参数，尤其是一次设备的开断接触点，经环境污染、严重超载运行、触点氧化、电弧冲击等原因造成接触电阻增大，因此在运行时接触电阻增大，引起温度上升，给设备安全运行埋下隐患，若不及时发现，容易造成火灾等严重后果。

于2006年4月19日公开的中国专利文献CN2773817涉及一种电力线路接点温度监测系统，包括用于监测电力线路接点温度的若干监测装置和用于控制所述若干监测装置的控制装置，所述控制装置包括控制端无线收发单元和控制单元；所述监测装置包括数字温度传感器、供电感应器、监测端无线收发单元、识别及触发单元。

于2006年5月10日公开的中国专利文献CN2779519涉及一种高压电力专用在线测温报警装置。包括有传感器，高压侧设有温度传感器、数据处理机、数据发送装置和耐高温长寿命电池，电池直接与数据处理机相连接，同时电池又直接与数据发送装置相连接，数据处理机的一个输出口和温度传感器供电端相连；低压侧设有数据接收装置、显示装置和报警装置。

于2006年3月29日公开的中国专利文献CN1753045涉及一种无线温度监测系统，包括至少一个无线测温模块，无线管理主机；所述的无线测温模块包括依次连接的温度传感器、放大电路单元、模数转换单元、射频发射单元，所述的温度传感器用于采集现场温度大小，所述的放大电路单元用于将温度信号放大，所述的模数转换单元用于将放大的温度信号数字化转换，所述的射频发射单元将处理完的数字信号发送；所述的无线管理主机包括CPU、射频收发单元和显示单元，所述的射频接收单元和显示单元与CPU连接，所述的射频接收单元接收无线测温模块发送的信号，经过CPU处理后由所述的显示单元进行显示。

于2006年5月3日公开的中国专利文献CN2777661涉及一种配变电设备在线温度无线监测系统，该系统能够远距离非接触读取监测点的温度测量数据，自动把采集的温度数据传输到计算机进行集中存储管理，即时分析，自动报警，从而解决大范围、复杂工业现场环境下设备工作温度的自动实时监测难题。该监测系统主要由主动式无线温度传感器、无线温度数据接收机、温度数据分析处理计算机三部分组成，主动式无线温度传感器安装在配变电设备需要测温的监测点上，无线温度数据接收机布置在配变电站内，温度数据分析处理计算机安装在配变电站主控室，主动式无线温度传感器与无线温度数据接收机之间通过无线电相连，温度数据分析处理计算机与无线温度数据接收机之间通过工业现场总线相连。

上述现有技术的不足之处在于，温度传感器在变电站电力电气设备的高压环境中容易过早老化，引起测温发生偏差，导致错误监测和报警。其次，多点同时发送接受无线信号，容易造成相互间的干扰，导致监测错误。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种监测误差小、不易受干扰的变电站电力电气设备温度监测系统。

实现本实用新型目的中的一种变电站电力电气设备温度监测系统，包括：工控机、与工控机相联的无线通讯终端和多个无线测温单元；无线通讯终端用于与设置于监测点处的各无线测温单元进行无线通讯；无线测温单元包括CPU、分别与CPU的温度信号输入端和校准信号输入端相连的温度传感单元和温度校准单元、与CPU的通讯端双向电连接的无线收发模块。

上述技术方案中，温度传感单元包括：依次相连的温度传感器、信号调理电路和模数转换电路；模数转换电路的数字信号输出端接CPU的温度信号输入端；温度校准单元包括：依次相连的温度传感器、信号调理电路和模数转换电路；模数转换电路的数字信号输出端接CPU的校准信号输入端。

上述技术方案中，所述温度传感器为可设置于被测点或被测带电物体表面上的铂热电阻温度传感器。

上述技术方案中，无线测温单元还包括与CPU相连的用于存储控制程序的EEPROM和开关电路。

上述技术方案中，无线通讯终端具有多个，在各无线通讯终端和工控机之间至少设有一个通讯管理单元；通讯管理单元包括ARM、分别与ARM相连的液晶显示屏LCD、键盘、报警电路、用于存储控制程序的FLASH ROM、以太网接口电路和RS-485串口电路；各无线通讯终端通过RS-485总线与通讯管理单元的RS-485串口电路相连；通讯管理单元的以太网接口电路与工控机所处的以太网相连。

上述技术方案中，无线通讯终端包括CPU、与CPU相连的无线收发模块、RS-485串口电路、用于存储控制程序的EEPROM和开关电路。

本实用新型具有积极的效果：(1)本实用新型中，变电站电力电气设备温度监测系统的无线测温单元使用双传感器方式工作，其一设置在被测点或被测带电物体上，用于直接测算被测点或被测物体的温度；另一个传感器安装稍远离被测点或被测物体(如5至20cm)处，以避免接收被测点的温度辐射。由于传感器在高电压环境中易过早老化等原因，导致测温精度发生较大偏差，所以采用几乎能同步老化的双传感器进行在线校准，即可解决传感器老化后测温偏差大的问题。(2)本实用新型中，各无线通讯终端通过RS-485总线与通讯管理单元通讯，最大传输距离可以达到1.2km，可同时连接的无线通讯终端的个数达32个，且高灵敏度、抗干扰性能好。通讯管理单元与工控机所处的以太网相连，适于远程通讯和监控。(3)本实用新型中，铂热电阻温度传感器适于直接设置在被测点或被测带电物体上，具有灵敏度高、稳定性强、耐腐蚀、寿命长、安装方便等优点。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1为变电站电力电气设备温度监测系统的结构示意框图；

图2为变电站电力电气设备温度监测系统中无线测温单元的电路框图；

图3为变电站电力电气设备温度监测系统中无线通讯终端的电路框图；

图4为变电站电力电气设备温度监测系统中通讯管理单元的电路框图。

具体实施方式

实施例1：

见图1，本实施例的变电站电力电气设备温度监测系统，包括：工控机1、通讯管理单元2、以设置在不同的配电室的多个无线通讯终端3和设置在不同监测点的多个无线测温单元4。

见图4，通讯管理单元2包括嵌入式处理器ARM 2-1、分别与ARM 2-1相连的液晶显示屏LCD 2-4、键盘2-5、报警电路2-6、用于存储控制程序的FLASH ROM 2-7、以太网接口电路2-2和RS-485串口电路2-3。

见图3，无线通讯终端3包括CPU 3-2、与CPU 3-2相连的无线收发模块3-3、RS-485串口电路3-1、用于存储控制程序的EEPROM3-5和开关电路3-4。各无线通讯终端3的RS-485串口电路3-1通过RS-485总线与通讯管理单元2的RS-485串口电路2-3相连；通讯管理单元2的以太网接口电路2-2与工控机1所处的以太网相连。

无线通讯终端3的个数由被测点数和无线接收的范围决定。一个配电室一般采用一个无线通讯终端3。当一个配电室内被测点数超过60个时，为确保监测效率，可适当增加一个无线通讯终端3。通讯管理单元2可以有多个，如各配电室中的无线通讯终端3共为50个时，则通讯管理单元2至少采用2个。

见图2，无线测温单元4包括CPU 4-4、分别与CPU 4-4的温度信号输入端和校准信号输入端相连的温度传感单元4-0和温度校准单元4-00、与CPU 4-4的通讯端双向电连接的无线收发模块4-5、与CPU 4-4相连的用于存储控制程序的EEPROM4-7和开关电路4-6。

温度传感单元4-0包括：依次相连的温度传感器4-1、信号调理电路4-2和模数转换电路4-3；模数转换电路4-3的数字信号输出端接CPU 4-4的温度信号输入端。温度校准单元4-00包括：依次相连的温度传感器4-10、信号调理电路4-20和模数转换电路4-30；模数转换电路4-30的数字信号输出端接CPU 4-4的校准信号输入端。

所述温度传感器4-1和4-10为铂热电阻温度传感器，所述被测点或被测带电物体包括变电站的刀闸口、刀闸口两侧、母线、高压输电线、电缆接点等处。

各无线通讯终端3通过RS-485总线与通讯管理单元2的RS-485串口电路2-3相连；通讯管理单元2的以太网接口电路2-2与工控机1所处的以太网相连。

本实施例的变电站电力电气设备温度监测系统的工作方法，包括如下步骤：

a、将无线测温单元4中温度传感单元4-0的温度传感器4-1设置在被测点或被测带电物体表面上，将温度校准单元4-00的温度传感器4-10设置在距离被测点或被测带电物体10cm处(其他实施例中可以是5cm或20cm)；两温度传感器4-1和4-10测得的温度信号分别经信号条理和模数转换后分别送至CPU 4-4的温度信号输入端和校准信号输入端；CPU 4-4计算出两温度传感器4-1和4-10测得的温度差值；

b、无线通讯终端3的无线收发模块3-3向一无线测温单元4发出查询信号；

c、当上述无线测温单元4的CPU 4-4通过无线收发模块4-5测得来自无线通讯终端3的询问信号时，CPU 4-4判断所述询问信号中的标识码是否指向本单元；若所述标识码指向本单元，则CPU 4-4通过无线收发模块4-5将所述温度差值信号发出；若所述标识码不指向本单元，则CPU 4-4等待下一个询问信号；

d、无线通讯终端3的无线收发模块3-3接收所述温度差值信号，并将所述温度差值信号送至通讯管理单元2；

e、通讯管理单元2的ARM 2-1将所述温度差值与预设值进行比较；当所述温度差值大于预设值时，ARM 2-1控制报警电路2-6报警；

f、无线通讯终端3的无线收发模块3-3向另一无线测温单元4发出查询信号，并重复步骤c、d和e，以依次循环监测各无线测温单元4测得的温度差值；

g、工控机1通过通讯管理单元2实时监测各无线测温单元4测得的温度差值信号，发现异常时报警并作记录。

Claims (6)

1、一种变电站电力电气设备温度监测系统，包括：工控机(1)、与工控机(1)相联的无线通讯终端(3)和多个无线测温单元(4)；无线通讯终端(3)用于与设置于监测点处的各无线测温单元(4)进行无线通讯；

其特征在于：无线测温单元(4)包括CPU(4-4)、分别与CPU(4-4)的温度信号输入端和校准信号输入端相连的温度传感单元(4-0)和温度校准单元(4-00)、与CPU(4-4)的通讯端双向电连接的无线收发模块(4-5)。

2、根据权利要求1所述的变电站电力电气设备温度监测系统，其特征在于：

温度传感单元(4-0)包括：依次相连的温度传感器(4-1)、信号调理电路(4-2)和模数转换电路(4-3)；模数转换电路(4-3)的数字信号输出端接CPU(4-4)的温度信号输入端；

温度校准单元(4-00)包括：依次相连的温度传感器(4-10)、信号调理电路(4-20)和模数转换电路(4-30)；模数转换电路(4-30)的数字信号输出端接CPU(4-4)的校准信号输入端。

3、根据权利要求2所述的变电站电力电气设备温度监测系统，其特征在于：所述温度传感器(4-1，4-10)为设置于被测点或被测带电物体表面上的铂热电阻温度传感器。

4、根据权利要求2或3所述的变电站电力电气设备温度监测系统，其特征在于：无线测温单元(4)还包括与CPU(4-4)相连的用于存储控制程序的EEPROM(4-7)和开关电路(4-6)。

5、根据权利要求1-3之一所述的变电站电力电气设备温度监测系统，其特征在于：无线通讯终端(3)具有多个，在各无线通讯终端(3)和工控机(1)之间至少设有一个通讯管理单元(2)；通讯管理单元(2)包括ARM(2-1)、分别与ARM(2-1)相连的液晶显示屏LCD(2-4)、键盘(2-5)、报警电路(2-6)、用于存储控制程序的FLASH ROM(2-7)、以太网接口电路(2-2)和RS-485串口电路(2-3)；各无线通讯终端(3)通过RS-485总线与通讯管理单元(2)的RS-485串口电路(2-3)相连；通讯管理单元(2)的以太网接口电路(2-2)与工控机(1)所处的以太网相连。

6、根据权利要求5所述的变电站电力电气设备温度监测系统，其特征在于：无线通讯终端(3)包括CPU(3-2)、与CPU(3-2)相连的无线收发模块(3-3)、RS-485串口电路(3-1)、用于存储控制程序的EEPROM(3-5)和开关电路(3-4)。

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