CN202631128U - 用于电力变电站设备线夹的无线测温系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于电力变电站设备线夹的无线测温系统，其特点是：包括至少一个安装在设备线夹处的无线温度传感器，至少一个路由中继器，以及一个通讯集中器，其中无线温度传感器与路由中继器之间、路由中继器与通讯集中器之间均通过无线方式连接，而通讯集中器与一监控计算机通过有线方式连接。本实用新型采用无线通讯技术，实现对电力变电站各设备线夹的温度进行在线实时监控，能够为设备的发热情况提供根据，可显著减少因设备过热导致的停电事故，可大幅度提高供电系统的可靠性和信息化程度。

Description

用于电力变电站设备线夹的无线测温系统

技术领域

本实用新型涉及一种用于电力变电站设备线夹的无线测温系统。

背景技术

电力变电站承担着电力变换以及输送的任务，其安全运行是确保电力安全的重要环节。而电力变电站内设备众多，如变压器、隔离开关、互感器、断路器等，这些设备与高压导线之间均通过设备线夹连接，在长期运行过程中，由于线夹受污染接触不良、重负荷老化等因素往往导致线夹处易发生过热故障。但这些部分的温度并没有得到及时有效的监控，从而引起设备过热故障甚至导致火灾和大面积停电事故的发生，严重影响了供电安全。

目前无人值守变电站的大规模建设以及智能变电站的需求，都促使变电站设备线夹等关键位置需要实现在线温度监控，来防止出现过热故障，减少停电事故的发生。由于电力变电站设备线夹都具有裸露高压以及位置隐蔽等特点，导致这些地方的温度很难实现在线监测。传统的方法无法克服高压绝缘问题而不能使用。因此，实现电力变电站设备线夹的温度无线监控，能够有效降低过热故障发生率，降低工人劳动强度，为变电站的智能化和信息化建设奠定基础。

目前对于电力变电站设备线夹温度监控普遍采用的方法是利用示温蜡片、红外测温计、红外成像仪进行检测，但这些方式都要依靠人工巡检才能获得对设备线夹温度的监控，普遍存在巡检效率低、实时性差、成本高、检测人员劳动强度大、测温精度低、数据无法快速远传等缺点。为了提高电力变电站智能化和信息化水平，适应建设智能电网的需求，急需研制一种可实时、准确检测温度，并迅速远传上报数据电力变电站设备线夹温度无线监控系统。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于电力变电站设备线夹的无线测温系统，能够对电力变电站各设备线夹温度进行更可靠和更准确的监控。

用于电力变电站设备线夹的无线测温系统，其特别之处在于：包括至少一个安装在设备线夹处的无线温度传感器，至少一个路由中继器，以及一个通讯集中器，其中无线温度传感器与路由中继器之间、路由中继器与通讯集中器之间均通过无线方式连接，而通讯集中器与一监控计算机通过有线方式连接。

其中无线温度传感器的主体模块安装在高压导线上，而该无线温度传感器的前端温度探头安装在设备线夹上，从而与设备线夹直接接触，并且前端温度探头和主体模块之间通过屏蔽线连接。

其中无线温度传感器由电池、温度传感器、天线和无线射频片上系统组成，其中无线射频片上系统分别与天线和温度传感器连接，从而完成温度数据的采集、处理和无线通讯工作，而电池与无线射频片上系统连接从而供电。

其中无线方式是指433MHz无线方式，而有线方式是指RS485有线方式。

本实用新型用于电力变电站设备线夹的无线测温具有以下优点：

1、本实用新型涉及的无线温度传感器采用无线射频片上系统，将数据采集、处理与无线传输等多种功能集中于一个芯片上，使得系统集成度大大提高，从而可以显著降低无线温度传感器的体积和功耗，其可靠性也得以大幅度提高；

2、本实用新型采用直接接触式测温，其测温精度比非接触式测温技术更高、更可靠，而采用无线通讯，又实现了无需人工的自动、在线、非接触测温，从而为电力变电站的安全运行提供了技术保障，为智能变电站的建设要求奠定了基础。

附图说明

图1为本实用新型无线测温系统的逻辑原理框图；

图2为本实用新型中无线温度传感器的组成原理框图；

图3为本实用新型中无线温度传感器的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的无线测温系统做进一步详细的描述：

本实用新型包括至少一个安装在设备线夹处的无线温度传感器，至少一个路由中继器，以及一个通讯集中器，其中无线温度传感器与路由中继器之间、路由中继器与通讯集中器之间均通过无线方式连接，具体采用433MHz无线方式，而通讯集中器与一监控计算机通过有线方式连接，具体采用RS485有线方式。

无线温度传感器的主体模块安装在高压导线上，而该无线温度传感器的前端温度探头安装在设备线夹上，从而与设备线夹直接接触，并且前端温度探头和主体模块之间通过屏蔽线连接。无线温度传感器由电池、温度传感器、天线和无线射频片上系统组成，其中无线射频片上系统分别与天线和温度传感器连接，从而完成温度数据的采集、处理和无线通讯工作，而电池与无线射频片上系统连接从而供电。

如图1所示，本实用新型的无线测温系统包括无线温度传感器、路由中继器、通讯集中器、监控计算机及安装于其内部的监控软件组成。其中无线温度传感器与路由中继器、路由中继器与通讯集中器之间通过无线方式连接，而通讯集中器和监控计算机之间采用有线方式连接。

无线温度传感器主要用于实现电力变电站变压器、隔离开关、断路器、互感器等设备与高压导线连接的设备线夹处温度实时在线测量，并将测量结果通过无线方式发送到监控计算机供运行人员查看；该无线温度传感器的主体模块安装于高压导线上，与输电线路等电位，其温度探头通过引线安装于温度测量点上(即设备线夹易发热处)，从而通过温度探头与测量点的直接接触实现直接测量，提高检测精度。

无线温度传感器的安装数量不受限制，完全可以根据实际需要确定安装位置和数量，通常情况下，可额外安装1～2只位于变电站室内和室外，用于获取环境温度数据，可为运行人员更好的判断设备线夹是否发生过热故障提供环境依据。

路由中继器主要用于将各无线温度传感器采集的温度数据进行中继和中转，从而实现更远距离的通讯网络覆盖。由于路由中继器并非安装于高压设备上，且电力变电站可很方便的提供220V交流电源，因此采用220V交流电源供电。路由中继器的安装数量可根据实际变电站的大小决定，通常情况下每100米范围内安装一个。由于可能出现每个无线温度传感器可通过多个路由中继器进行中转的情况，即可能出现多条通讯路径，为了减少无线温度传感器及路由中继器的功耗，本实用新型采用自适应路由选择，根据无线温度传感器与路由中继器之间的通讯质量决定最终通讯路径，即选择通讯质量最佳的路由中继器进行通讯接力和中转，这样可提高通讯的可靠性。

通讯集中器主要完成所有无线温度传感器数据的收集并将信息传送至监控计算机，通讯集中器与监控计算机之间采用RS485方式连接，其通讯距离不小于1000米，通讯速率为9600bps。

如图2所示，无线温度传感器由温度传感器、无线射频片上系统、天线、大容量电池组成。

其中，无线射频片上系统、天线和大容量电池组成无线温度传感器的主体，温度传感器与主体之间通过三芯屏蔽导线连接，这样可以方便的将温度传感器引至需要进行温度监测的位置，而无线温度传感器的主体模块又易于安装。

无线射频片上系统具有非常高的集成度，其内部集成了低功耗的微处理器、程序/数据存储器、无线通讯模块、定时器模块、功率调整模块、电源管理模块等，由于一个芯片集成了所有模块，使得无线温度传感器的实现变得简单，仅需在该无线射频片上系统配置部分分立元器件和电池即可。该无线射频片上系统完成了无线温度传感器的数据采集、数据处理、无线通讯以及电源管理工作。

如图3所示，无线温度传感器的工作流程如下：

在无线温度传感器上电后，首先进行系统初始化，完成各模块的参数设置，无线温度传感器各工作参数的设置，然后进行低功耗定时器模块初始化，完成后即关闭所有模块进入超低功耗工作模式，仅保留低功耗定时器工作。

当定时周期到，则微处理器模块从休眠状态被唤醒，完成温度数据采集工作，然后判断该温度是否超过设定阈值，如果超过设定阈值，则表明该处出现过热故障，则立即将温度数据上报给监控计算机；如果未超过设定阈值，则判断是否到通讯周期，如果到则将数据上报，否则转入休眠。

当模块处于休眠时，可随时由通讯集中器唤醒，此时，通讯集中器需首先发送一个长度为无线温度传感器休眠周期的唤醒帧，当无线传感器被唤醒后，即可实现各种参数的查询、更改以及当前温度数据的测量等，无线温度传感器完成相关通讯及后续处理工作后，则转入休眠状态。

本实用新型的无线测温系统具有以下功能：各设备线夹温度采集及统一集中显示，并可实现将数据存入ACCESS数据库；通过查询可获取一段时间内的历史数据并进行曲线显示；可随时更改无线温度传感器的各项参数。

本实用新型采用无线通讯技术，实现对电力变电站各设备线夹的温度进行在线实时监控，能够为设备的发热情况提供根据，可显著减少因设备过热导致的停电事故，可大幅度提高供电系统的可靠性和信息化程度。

以上所述仅为本实用新型的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.用于电力变电站设备线夹的无线测温系统，其特征在于：包括至少一个安装在设备线夹处的无线温度传感器，至少一个路由中继器，以及一个通讯集中器，其中无线温度传感器与路由中继器之间、路由中继器与通讯集中器之间均通过无线方式连接，而通讯集中器与一监控计算机通过有线方式连接。

2.如权利要求1所述的用于电力变电站设备线夹的无线测温系统，其特征在于：其中无线温度传感器的主体模块安装在高压导线上，而该无线温度传感器的前端温度探头安装在设备线夹上，从而与设备线夹直接接触，并且前端温度探头和主体模块之间通过屏蔽线连接。

3.如权利要求1或2所述的用于电力变电站设备线夹的无线测温系统，其特征在于：其中无线温度传感器由电池、温度传感器、天线和无线射频片上系统组成，其中无线射频片上系统分别与天线和温度传感器连接，从而完成温度数据的采集、处理和无线通讯工作，而电池与无线射频片上系统连接从而供电。

4.如权利要求1或2所述的用于电力变电站设备线夹的无线测温系统，其特征在于：其中无线方式是指433MHz无线方式，而有线方式是指RS485有线方式。

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