CN203705071U

CN203705071U - 高压开关柜点对多点温度监测装置

Info

Publication number: CN203705071U
Application number: CN201420026435.9U
Authority: CN
Inventors: 许高俊; 马宏忠; 张正东; 李超群; 梁欢; 姜鸿羽; 任立志; 王庆艳
Original assignee: Hohai University HHU
Current assignee: Hohai University HHU
Priority date: 2014-01-16
Filing date: 2014-01-16
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2024-01-16

Abstract

本实用新型公开了一种高压开关柜点对多点温度监测装置，由高压侧发射端和上位机接收主控端两部分组成。所述高压侧发射端包括多个高压开关柜（1）以及安放在每个所述高压开关柜（1）上下侧A、B、C三相触头上的测温模块（2）；所述测温模块（2）包括用于供电的供电电源（5）、温度传感器（8）、微控制芯片（6）、无线射频模块（7）；所述上位机接收主控端包括一个上位机终端（4）以及射频接收端（3），两者通过RS232串口总线相连；所述射频接收端（3）包括无线射频模块（7）和微控制芯片（6）。本实用新型提供的装置成本低、结构简单、便于安装、功耗低、监控显示见面直观，可以应用于变电站的高压开关柜多点测温。

Description

高压开关柜点对多点温度监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种高压开关柜点对多点温度监测装置，属于电力设备状态在线监测领域。

背景技术

高压开关柜在电力系统中主要起着通断和保护作用，其长期在高电压、大电流、强磁场的环境下运行，在这样恶劣的环境下，高压开关柜的各个连接部件很容易因接触电阻过大，而使得温升过高，甚至出现烧毁严重事故。特别是10kV的高压开关柜，直接控制用户负荷，如果发生突然停电事故，不但会造成不良的社会影响，而且给用户和供电部门造成很大的经济损失。目前对高压开关柜的监测是采用手持式红外测温仪定期人工巡检，由于开关柜的结构越来越复杂，红外测温仪无法获得准确的温度数据；同时人工巡检时间间隔长。

目前变电站的高压开关柜过热部位主要发生在柜内小车断路器的触头，一座变电站一般有二十几台高压开关柜，一台开关柜的触头有6个，分布在上下侧A、B、C三相上，即一台开关柜至少要测量6个点的温度，而整个变电站所有开关柜所测量的点有上百个。基于此背景下，有必要对变电站的开关柜进行温度在线监测。

整个变电站所有高压开关柜所测节点众多，测温环境恶劣，需要结合柜内测温条件，设计出一种适合高压开关柜多点无线温度传感器网络结构。高压开关柜多点测温系统属于小容量的多点系统，可以采用小容量TDMA点对多点通信网络结构，以循环轮询的方式对所有节点进行访问。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高压开关柜点对多点温度监测装置，采用一个射频接收模块和一个上位机终端对整个变电站所有开关柜的测温节点进行监测，该系统成本低、结构简单、便于安装、功耗低、通信协议简单、抗电磁干扰能力强、数据通信稳定性高、监控显示界面直观，适用于工程现场实现。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种高压开关柜点对多点温度监测装置，由高压侧发射端和上位机接收主控端两部分组成，所述高压侧发射端包括多个高压开关柜以及安放在每个高压开关柜上下侧A、B、C三相触头上的测温模块；所述测温模块包括用于供电的供电电源、温度传感器、第一微控制芯片、第一无线射频模块，其中温度传感器、第一无线射频模块分别与第一微控制芯片连接；所述上位机接收主控端包括一个上位机终端以及射频接收端，两者通过RS232串口总线相连；所述射频接收端包括相互连接的第二无线射频模块和第二微控制芯片；所述第一无线射频模块与第二无线射频模块进行无线通信；所述射频接收端接收所述测温模块发出的温度数据，并将数据传输至上位机终端进行显示和存储。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述供电电源由两块圆柱形耐高温型锂电池TL-5526并联组成。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述第一、第二微控制芯片选用STM32F103RBT6型号的控制芯片。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述第一、第二无线射频模块选用NRF24L01型号的无线射频芯片。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述温度传感器选用DS18B20型号的温度传感器。

作为本实用新型的进一步优化方案，每个所述高压开关柜上有6个测温模块。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，建立了一套完整的测温网络装置，能够在线实时监测高压开关柜的易过热部位，能及时发现过热故障；该装置成本低，结构简单，所用器件均为通用器件；体积小，便于安装；采用循环轮询方式访问测温节点，功耗低，能大大延长高压侧发射端电池使用寿命；通信协议简单，无线通信解决了高低压隔离问题；上位机采用PC机，能提供良好的人机界面，操作方便，显示直观，具有很好的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是高压侧发射端单个测温装置的结构示意图。

图3是上位机接收主控端的结构示意图。

图4是微控制芯片与无线射频模块管脚连接示意图。

图5是柜内测温模块供电电源示意图。

其中：1-高压开关柜；2-测温模块；3-射频接收端；4-上位机终端；5-柜内测温模块供电电源；6-微控制芯片；7-无线射频模块；8-温度传感器。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本技术领域技术人员可以理解的是，本实用新型中涉及到的相关模块及其实现的功能是在改进后的硬件及其构成的装置、器件或系统上搭载现有技术中常规的计算机软件程序或有关协议就可实现，并非是对现有技术中的计算机软件程序或有关协议进行改进。例如，改进后的计算机硬件系统依然可以通过装载现有的软件操作系统来实现该硬件系统的特定功能。因此，可以理解的是，本实用新型的创新之处在于对现有技术中硬件模块的改进及其连接组合关系，而非仅仅是对硬件模块中为实现有关功能而搭载的软件或协议的改进。

本技术领域技术人员可以理解的是，本实用新型中提到的相关模块是用于执行本申请中所述操作、方法、流程中的步骤、措施、方案中的一项或多项的硬件设备。所述硬件设备可以为所需的目的而专门设计和制造，或者也可以采用通用计算机中的已知设备或已知的其他硬件设备。所述通用计算机有存储在其内的程序选择性地激活或重构。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：

如图1所示，一种高压开关柜点对多点温度监测装置，由高压侧发射端和上位机接收主控端两部分组成。

所述高压侧发射端包括多个高压开关柜1以及安放在每个所述高压开关柜1上下侧A、B、C三相触头上的测温模块2。如图2所示, 所述测温模块2包括用于供电的供电电源5、温度传感器8、第一微控制芯片6、第一无线射频模块7，其中温度传感器8、第一无线射频模块7分别与第一微控制芯片6连接。如图5所示，所述供电电源5由两块圆柱形耐高温型锂电池TL-5526并联构成，为整个测温模块2供电。所述温度传感器8通过单总线与第一微控制芯片6进行数据传输。如图4所示，所述第一无线射频模块7通过SPI接口与第一微控制芯片6相连，其工作时采用EnhancedShockBurstTM收发模式，该模式有三大优点：尽量节能；低的系统费用（低速微处理器能经行高速射频发射）；数据在空中停留时间短，抗干扰性高。当接收到测温命令后，第一微控制芯片6唤醒温度传感器8，测得的温度数据在第一微控制芯片6中进行整理打包，通过第一无线射频发射模块7将数据发送给射频接收端3。

如图3所示,所述上位机接收主控端包括一个上位机终端4以及射频接收端3；所述射频接收端包括相互连接的第二无线射频模块7和第二微控制芯片6。如图4所示，所述第二无线射频模块7通过SPI接口与第二微控制芯片6相连，上位机终端通过RS232串行总线与第二微控制芯片6相连。上位机接收主控端一次对每个高压开关柜发出测温命令，射频接收端3的六个接收通道接收到每个高压开关柜上的六个测温模块发来的温度数据后存储在寄存器中，并通知第二微控制芯片6去取数据，然后通过RS232总线上传给上位机终端4显示并存储。

其中，第一、第二无线射频模块开启了自动应答功能，发送方发送数据或命令后，收到接收方的确认信号后，才表示发送成功，否则再次发送信号。

本实用新型的装置工作过程如下，设定有N台高压开关柜，N为自然数：

射频接收端3有6个接收通道，能同时接收6路数据，即接收六个测温模块2发出对应通道的数据。上位机接收主控端一次只需发射一个测温命令，就能使一台高压开关柜1的六个测温模块进行测温工作。装置开始工作时，射频接收端3转化为发送模式，发出查询命令，循环访问每台开关柜的六个测温模块2，测温模块2开始测温并发送温度数据，然后进入掉电模式；射频接收端3发出命令后，转为接收模式，接收第M台高压开关柜1的六个测温模块2的温度数据，并将温度数据通过RS232串口上传给上位机终端4，判断温度是否超限，实时显示在屏幕上，并对数据储存；接着向第M+1台高压开关柜1的六个测温模块2发测温命令。第M台开高压开关柜1的测温模块2进入掉电模式后，经过N-1台高压开关柜1测温工作时间后，再次进入接收等待状态。此时上位机接收主控端访问完其余N-1台高压开关柜1所有测温节点后，再次对第M台高压开关柜1的测温模块2发出查询命令，如此循环，从而达到循环轮询的访问方式。

以上所述，仅为本实用新型中的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本实用新型的包含范围之内，因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims

1.一种高压开关柜点对多点温度监测装置，由高压侧发射端和上位机接收主控端两部分组成，其特征在于：所述高压侧发射端包括多个高压开关柜（1）以及安放在每个高压开关柜（1）上下侧A、B、C三相触头上的测温模块（2）；所述测温模块（2）包括用于供电的供电电源（5）、温度传感器（8）、第一微控制芯片（6）、第一无线射频模块（7），其中温度传感器、第一无线射频模块分别与第一微控制芯片连接；所述上位机接收主控端包括一个上位机终端（4）以及射频接收端（3），两者通过RS232串口总线相连；所述射频接收端（3）包括相互连接的第二无线射频模块（7）和第二微控制芯片（6）；所述第一无线射频模块与第二无线射频模块进行无线通信；所述射频接收端（3）接收所述测温模块（2）发出的温度数据，并将数据传输至上位机终端（4）进行显示和存储。

2.根据权利要求1所述的一种高压开关柜点对多点温度监测装置，其特征在于：所述供电电源（5）由两块圆柱形耐高温型锂电池TL-5526并联组成。

3.根据权利要求1所述的一种高压开关柜点对多点温度监测装置，其特征在于：所述第一、第二微控制芯片（6）选用STM32F103RBT6型号的控制芯片。

4.根据权利要求1所述的一种高压开关柜点对多点温度监测装置，其特征在于：所述第一、第二无线射频模块（7）选用NRF24L01型号的无线射频芯片。

5.根据权利要求1所述的一种高压开关柜点对多点温度监测装置，其特征在于：所述温度传感器（8）选用DS18B20型号的温度传感器。

6.根据权利要求1所述的一种高压开关柜点对多点温度监测装置，其特征在于：每个所述高压开关柜（1）上有6个测温模块（2）。