CN204347547U - 一种具有除湿功能的电力箱柜的监控系统 - Google Patents

一种具有除湿功能的电力箱柜的监控系统 Download PDF

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郑锋
陈晓亮
林勇
张陈玉
林璐颖
张旺波
陈�峰
邱峰
朱圣新
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State Grid Corp of China SGCC
State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
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本实用新型提供了一种具有除湿功能的电力箱柜的监控系统包括监控终端、数据集中器和监控计算机,所述监控终端连接至所述数据集中器,所述数据集中器连接至所述监控计算机,所述监控终端设于箱柜内,所述数据集中器和监控计算机均设于控制室,所述监控终端包括MCU、继电器驱动电路、温湿度传感器、驱潮装置、参数设置模块及ZigBee RF芯片,所述MCU分别连接所述继电器驱动电路、温湿度传感器、参数设置模块及ZigBee RF芯片,所述驱潮装置包括一加热器、排气扇及制冷装置,所述继电器驱动电路分别连接所述加热器、排气扇及制冷装置,使得其驱潮更加彻底,保证电力箱柜中的元器件正常工作。

Description

一种具有除湿功能的电力箱柜的监控系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种具有除湿功能的电力箱柜的监控系统。
背景技术
[0002] 电力箱柜种类繁多在电力控制系统中起到举足轻重的作用,如:端子箱是变电站的重要设备,起着动力、控制、测量和保护作用。在南方地区,雨季较长,降雨较多,湿气较大,再加上端子箱底部封堵也不严密,当昼夜温差较大时,箱内湿度就大,有端子排锈蚀和水珠现象形成。一旦端子箱受潮严重,将造成交、直流回路对地绝缘电阻降低,或接地或短路,使保护发送误报、误动或拒动等情况,存在着严重的事故隐患。尽管有些端子箱安装有防潮加热器,但是在天气热,并且湿度大的情况下就无法给端子箱进行除湿,给电力系统安全运行带来影响。
发明内容
[0003] 本实用新型要解决的技术问题,在于提供一种具有除湿功能的电力箱柜的监控系统,使得其驱潮更加彻底,保证电力箱柜中的元器件正常工作。
[0004] 本实用新型是这样实现的:一种具有除湿功能的电力箱柜的监控系统,包括监控终端、数据集中器和监控计算机,所述监控终端连接至所述数据集中器,所述数据集中器连接至所述监控计算机,所述监控终端设于电力控制箱内,所述数据集中器和监控计算机均设于控制室,所述监控终端包括MCU、继电器驱动电路、温湿度传感器、除湿装置、参数设置模块及ZigBeeRF芯片,所述MCU分别连接所述继电器驱动电路、温湿度传感器、参数设置模块及ZigBee RF芯片,所述驱潮装置包括一加热器、排气扇及制冷装置,所述继电器驱动电路分别连接所述加热器、排气扇及制冷除湿装置。
[0005] 进一步地,所述监控终端还包括一数码管显示器,所述数码管显示器连接至所述MCU0
[0006] 进一步地,所述监控终端还包括一电源,所述电源分别连接所述MCU、继电器驱动电路、温湿度传感器、数码管显示器、参数设置模块及ZigBee RF芯片。
[0007] 进一步地,所述电源为220V交流电源。
[0008] 进一步地,所述制冷装置为半导体制冷除湿装置。
[0009] 进一步地,还包括中继模块,所述中继模块分别连接所述监控终端及数据集中器。
[0010] 本实用新型的优点在于:本实用新型一种具有除湿功能的电力箱柜的监控系统,可以在产生凝露之前,智能启停加热器、排气扇和半导体制冷装置进行除湿,能够有效地减少潮湿引起的损失,并且减轻运行巡视人员的工作量,对供电可靠性的提高将起到重要的作用。
附图说明
[0011] 下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0012] 图1为本实用新型电力箱柜环境远程监控系统组成结构图。
[0013] 图2为本实用新型中监控终端的硬件结构图。
具体实施方式
[0014] 请参阅图1和图2所示,本实用新型具有除湿功能的电力箱柜的监控系统包括监控终端1、数据集中器2、监控计算机3及中继模块4,所述监控终端I连接至所述数据集中器2,所述数据集中器2连接至所述监控计算机3,所述监控终端I设于电力箱柜内,所述数据集中器2和监控计算机3均设于控制室,所述中继模块4分别连接所述监控终端I及数据集中器2,所述监控终端I包括MCUll (即处理器)、继电器驱动电路12、温湿度传感器13、驱潮装置14、参数设置模块15、ZigBee RF芯片16、数码管显示器17及电源18,所述MCUll分别连接所述继电器驱动电路12、温湿度传感器13、参数设置模块15、ZigBeeRF芯片16及数码管显示器17,所述电源18分别连接所述MCUl1、继电器驱动电路12、温湿度传感器13、数码管显示器17、参数设置模块15及ZigBee RF芯片16,所述电源18为220V交流电源18,所述驱潮装置14包括一加热器141、排气扇142及制冷装置143,所述继电器驱动电路12分别连接所述加热器141、排气扇142及制冷装置143,所述制冷装置143为半导体制冷装置143。
[0015] 监控终端I安装在电力箱柜中,实时采集电力箱柜中的温湿度值,计算出露点温度值,若露点温度值与当前温度值的差值小于5摄氏度,则启动有监控终端I控制的半导体制装置143和加热器141,进行除湿。半导体制装置143安装在监控终端I中,加热器141一般安装在电力箱柜内。监控终端I安装在箱柜内的适合位置,同时在监控终端I安装有一个排气扇142,把湿空气通过排气扇142吸到半导体制冷装置143中来,凝结成水珠,通过水管拍到箱子的外面,从而达到制冷除湿的效果,这使得其可以温度高并且湿度高的情况下达到良好的除湿效果。
[0016] 监控终端I每隔I分钟会将箱子内的温湿度信息通过ZigBee无线传输给数据集中器2。数据传输通过ZigBee无线,在有遮挡、信号偏弱的情况下,可通过中继模块4传递数据。
[0017]当半导体制冷装置143启动或停止工作、箱子的箱门被打开或者关闭,将作为突发事件,立刻上传给数据集中器2。
[0018] 数据集中器2将各个电力箱柜内的温湿度信息及监控终端I的运行状态信息汇总后,通过以太网,将这些信息传送到监控计算机3,监控计算机3对湿度数据进行解析、处理和信息发布,通过图形化的界面,工作人员在监控计算机3上就可以对电力箱柜的工作环境和驱潮装置14的运行进行监视,也可以手动对驱潮设备14的运行进行控制,运行控制时间可设,默认为2个小时,时间到后,系统自动转入自动控制。
[0019] 环境监控终端I和数据集中器2之间通过无线方式进行通信,采用基于IEEE802.15.4标准的ZigBee协议,网架结构采用Mesh架构。ZigBee通信采用免费的2.4GHz信道,将多个节点信息集中于个域网的Coordinator,通过协调器节点远程管理所有监测数据。ZigBee协议支持自组网,能够方便灵活地加入或撤销监测节点。ZigBee协议规定,Mesh网络由Coordinator(即协调器节点)、Router(即路由器节点)和EndDevice (即终端节点)组成。Coordinator和Router的任务是发送和路由数据,不可休眠;End Device不路由数据,不发送数据时可以休眠;Coordinator同时是网络的发起和组织者,并对网络进行维护,在ZigBee网络中,将监控终端1、中继配置为Router,使其工作于不休眠模式,数据集中器2配置为Coordinator,作为ZigBee网络的建立者和维护者。
[0020] 变电站的监控计算机3上安装有环境远程监控及管理系统软件,从功能上讲,它通过以太网,获取各个电力箱柜的环境信息,对信息进行解析后,在图形界面上显示,按时间段将环境信息做成报表,提供查询和打印功能。当温湿度变化,将要发生凝露时,系统除了能够自动控制加热器141、排气扇142和半导体制冷装置143的工作状态外。工作人员也可以通过监控计算机3,远程启动驱潮加热器141、排气扇142和半导体制冷装置143,对电力箱柜进行除湿防潮。
[0021] 电源18的输入为220V交流电源18,输出分别是+3.3V、+12V和220V交流电源18。其中+3.3V供给温湿度传感器13、ZigBeeRF芯片、参数设置模块15、数码管显示模块使用。+12V供给限位传感器、继电器驱动电路12、排气扇142和半导体制冷装置143使用。220V交流电源18供给加热器141使用。
[0022] MCUll采用MICROCHIP公司的PIC24FJ64G004微处理器。该处理器是具有16位CPU,44个引脚,64kB的程序存储器,8kB的数据存储器,2个UART接口,允许在线对闪存程序存储器进彳丁擦与。
[0023] 温湿度传感器13采用数字式芯片(型号为SHT11),能快速获取环境的温湿度信息,通过类似IIC接口与MCUlI连接。
[0024] ZigBee RF芯片16采用的是美国迪进公司的XBEE模块,工作频率为2.4GHz,室内传输距离可以达100米,集成了 ZigBee2006协议栈,当工作于“AT模式”时,可以与MCUll进行透明传输。ZigBee RF与MCU11通过UART接口进行连接。
[0025] 继电器驱动电路12通过光耦实现与MCUll的信息隔离,输出一个干接点信号给驱潮设备。驱潮设备分布为加热器141、排气扇142和半导体制冷装置143,其中加热器141安装在监控终端I外面,电力箱柜的下部,当加热时,可以使潮湿气体快速蒸发。排气扇142安装在监控终端I的顶部,半导体制冷装置143安装在监控终端I的底部,排气扇142负责把外部的湿热气体抽到监控终端I中,当气体流过半导体制冷装置143后,冷凝,形成水珠,通过水管流到箱体的外部,达到快速驱潮的目的。
[0026] 参数设置模块15可以用来设置监控终端I的参数信息,如:设备地址,工作的参数范围等,直接与MCUll的I/O 口连接。
[0027] 数码管显示模块用来显示当前的温湿度信息、设备地址、工作状态等,直接与MCUll 的 I/O 口连接。
[0028] 使用本实用新型电力箱柜远程监控与管理系统的工作过程的一个示例如下所述:
[0029] 监控终端I通过温湿度传感器13每2s采集一次箱柜内的温湿度信息,通过串行总线送到MCU11,MCU11根据控制策略进行处理,当工作于自动模式时,MCUll会自动计算出当前的露点温度值,若露点温度值与当前的温度值的差值小于某一个预设的差值,则启动驱潮装置14进行驱潮,否则关闭驱潮装置14。MCUll每隔一分钟会将数据按照一定的格式打包后,通过ZigBee RF芯片16按照ZigBee规约将数据发送给数据集中器2。监控终端I的MCUll也会实时检测限位传感器的工作情况,当发生状态变位,也会立刻将报文作为紧急事件上传给数据集中器2。数据集中器2通过ZigBee RF芯片16收到监控终端I的数据后,将其保存在自身的数据存储器中,如果监控计算机3向其召测数据,数据集中器2就将所召测的数据按照标准的电力系统规约打包,通过以太网接口传送到监控计算机3,监控计算机3收到数据后,对其进行数据解析、标度转换后存储在自身的数据库中,并将实时温湿度值显示在人机界面上。工作人员可以在监控计算机3上对实时温湿度值和历史温湿度值进行查看,同时也可以远程对监控终端I的运行进行手动干预,控制驱潮设备的启停,干预时间可远程下发,默认是2小时,时间到后,监控终端I又会转入自动运行模式。
[0030] 本实用新型的优点在于:本实用新型一种具有除湿功能的电力箱柜的监控系统,可以在产生凝露之前,智能启停加热器141、排气扇142和半导体制冷装置143进行驱潮,能够有效地减少潮湿引起的损失,并且减轻运行巡视人员的工作量,对供电可靠性的提高将起到重要的作用。
[0031] 虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式,但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解,我们所描述的具体的实施例只是说明性的,而不是用于对本实用新型的范围的限定,熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化,都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。

Claims (6)

1.一种具有除湿功能的电力箱柜的监控系统,包括监控终端、数据集中器和监控计算机,所述监控终端连接至所述数据集中器,所述数据集中器连接至所述监控计算机,所述监控终端设于电力箱柜内,所述数据集中器和监控计算机均设于控制室,其特征在于:所述监控终端包括MCU、继电器驱动电路、温湿度传感器、驱潮装置、参数设置模块及ZigBee RF芯片,所述MCU分别连接所述继电器驱动电路、温湿度传感器、参数设置模块及ZigBee RF芯片,所述驱潮装置包括一加热器、排气扇及制冷装置,所述继电器驱动电路分别连接所述加热器、排气扇及制冷装置。
2.如权利要求1所述的一种具有除湿功能的电力箱柜的监控系统,其特征在于:所述监控终端还包括一数码管显示器,所述数码管显示器连接至所述MCU。
3.如权利要求1或2所述的一种具有除湿功能的电力箱柜的监控系统,其特征在于:所述监控终端还包括一电源,所述电源分别连接所述MCU、继电器驱动电路、温湿度传感器、数码管显示器、参数设置模块及ZigBee RF芯片。
4.如权利要求3所述的一种具有除湿功能的电力箱柜的监控系统,其特征在于:所述电源为220V交流电源。
5.如权利要求1所述的一种具有除湿功能的电力箱柜的监控系统,其特征在于:所述制冷装置为半导体制冷装置。
6.如权利要求1所述的一种具有除湿功能的电力箱柜的监控系统,其特征在于:还包括中继模块,所述中继模块分别连接所述监控终端及数据集中器。
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