CN205655933U - 智能变电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能变电站，其技术方案要点是包括温度检测单元、控制单元、警示单元；温度检测单元用于检测变电站内部的温度以输出温度检测信号，控制单元耦接于温度检测单元以接收温度检测信号并输出控制信号，警示单元耦接于控制单元以接收控制信号；温度检测单元包括一基准值Vref1，当温度检测单元检测到温度高于基准值Vref1时，所述警示单元响应于控制信号以实现警示。通过温度检测单元时刻监控变电站内的温度，当变电站内温度过高时，位于变电站内的维修人员能通过警示单元得到提示以及时撤离出变电站，防止维修人员在变电站内空气不流通且温度过高造成中暑等不适症状。

Description

智能变电站

技术领域

本实用新型涉及变电站领域，特别涉及一种智能变电站。

背景技术

变电站，改变电压的场所。为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要电压降低，这种升降电压的工作靠变电站来完成。

箱式变电站是将高压开关柜、变压器和低压开关柜有机地组合在一起，安装在一个防潮、防锈、防尘、全封闭且可移动的钢结构箱体内；如公告号为CN203166370U的中国专利公开了一种带辅助电源的降噪式箱式变电站，见其专利附图所示，它包括箱式变电站，在箱式变电站内变压器置中，在变压器左右两侧安装高压开关柜和低压开关柜。

当变电站内的变压器损坏时，往往需要维修人员进入到变电站内去维修，若当时季节处在夏季，露天的变电站在太阳的照射下，再加上变电站内部封闭不通风，将使变电站内部温度急剧上升，从而在变电站内长时间进行维修而滞留的维修人员极易因过高的温度而发生中暑等不适的现象，因此存在改进之处。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种智能变电站，具有在变电站内温度过高时，以提醒维修人员及时撤离的特性。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种智能变电站，包括温度检测单元、控制单元、警示单元；所述温度检测单元用于检测变电站内部的温度以输出温度检测信号，所述控制单元耦接于温度检测单元以接收温度检测信号并输出控制信号，所述警示单元耦接于控制单元以接收控制信号；

所述温度检测单元包括一基准值Vref1，当温度检测单元检测到温度高于基准值Vref1时，所述警示单元响应于控制信号以实现警示。

通过上述技术方案，当变电站内的变压器损坏需要维修人员进入到变电站内去维修时，通过温度检测单元时刻监控变电站内的温度，当变电站内温度过高时，通过控制单元控制警示单元实现警示，从而方便位于变电站内的维修人员能通过警示单元得到提示以及时撤离出变电站，防止维修人员在变电站内空气不流通且温度过高造成中暑等不适症状；并且在维修人员没有进入到变电站内时，通过警示单元也能得到提示，对变电站进行通风降温后再进入。

优选的，所述温度检测单元包括温度传感器以及用于提供基准值Vref1的比较单元，所述温度传感器用于检测变电站内部的温度以输出温度检测值，所述比较单元耦接于温度传感器以接收温度检测值，并与基准值Vref1比较后输出温度检测信号至控制单元。

通过上述技术方案，温度传感器检测变电站内的温度精度高，且与比较单元单元配合使用能起到时刻监控变电站内温度的作用；电路结构简单，成本低，从而方便后期电路的维护与维修。

优选的，所述比较单元上耦接有用于调节基准值Vref1大小的设定单元。

通过上述技术方案，每个地区夏天温度的不同，每个人对于温度的忍受力也不同，从而方便通过设定单元调节警示单元对变电站内温度的最高报警值。

优选的，所述警示单元通过发光元件实现警示。

通过上述技术方案，发光元件警示的方式，能够醒目的给提醒人员警示，以提示警示人员及时撤离出变电站，防止在变电站内中暑。

优选的，还包括人体感应单元、驱动单元、逻辑门单元与报警单元；所述人体感应单元用于检测维修人员是否进入到变电站内以输出人体检测信号，所述逻辑门单元的输入端分别耦接于温度检测单元与人体感应单元以分别接收温度检测信号与人体检测信号，并输出逻辑信号，所述驱动单元耦接于逻辑门单元的输出端以接收逻辑信号，并输出驱动信号，所述报警单元耦接于驱动单元以接收驱动信号；

当温度检测单元检测到温度高于基准值Vref1且人体感应单元检测到维修人员进入到变电站内时，所述报警单元响应于驱动信号以实现报警。

通过上述技术方案，只有当人体感应单元检测到维修人员进入到变电站内且变电站内温度高于基准值时，报警单元才进行报警，以强烈警示提醒维修人员离开变电站，避免维修人员因为工作精神过于集中而忽视警示单元的存在，保证维修人员在变电站内的安全性。

优选的，所述人体感应单元为热释电传感器，所述热释电传感器用于检测维修人员是否进入到变电站内以输出人体检测信号至逻辑门单元。

通过上述技术方案，热释电传感器能根据人体散发出的红外光而检测到维修人员的存在，从而在变电站内部设置热释电传感器能时刻监控维修人员是否处于变电站内，为人体感应单元的工作提供了保障，保证在变电站内温度高于基准值时，人体感应单元能及时通过驱动电路控制报警单元报警，提示维修人员离开变电站。

优选的，所述逻辑门单元为与门。

通过上述技术方案，与门能有效的实现只有两者同时满足时才执行的功能，且结构简单，便于实现。

优选的，所述报警单元包括延时部与执行部，所述延时部的受控端耦接于驱动单元以接收驱动信号并输出延时信号，所述执行部耦接于延时部以接收延时信号，并响应于延时信号以实现延时报警。

通过上述技术方案，在变电站内部温度高于基准值时，这时候维修人员及时离开了变电站，这时候报警单元将不再进行报警，从而有效避免报警部的工作造成电能的浪费。

优选的，所述延时部为555延时电路，所述555延时电路上耦接有用于调节延时时间的调节部。

通过上述技术方案，555延时电路结构简单，使用成本低，且便于实施，通过调节部能够对延时时间进行精确的调节。

优选的，所述报警单元通过电铃SP实现报警。

通过上述技术方案，便于提醒处于在工作状态的维修人员，若仅仅通过警示单元的灯光报警，则会出现维修人员没有注意而错失报警的信息，采用电铃声音报警能更加直观的让维修人员获取报警的信息。

综上所述，本实用新型对比于现有技术的有益效果为：当维修人员在变电站内时，维修人员能通过警示单元得到提示以及时撤离出变电站，防止维修人员在变电站内空气不流通且温度过高造成中暑等不适症状。

附图说明

图1为温度检测单元、控制单元、人体感应单元、逻辑门单元与驱动单元的电路图；

图2为警示单元的电路图；

图3为报警单元的电路图。

附图标记：1、温度检测单元；2、控制单元；3、警示单元；4、比较单元；5、设定单元；6、人体感应单元；7、驱动单元；8、逻辑门单元；9、报警单元；10、延时部；11、执行部；12、调节部；13、发光元件。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例一：如图1所示，一种智能变电站，包括温度检测单元1、控制单元2、警示单元3；温度检测单元1用于检测变电站内部的温度以输出温度检测信号，控制单元2耦接于温度检测单元1以接收温度检测信号并输出控制信号，警示单元3耦接于控制单元2以接收控制信号；温度检测单元1包括一基准值，当温度检测单元1检测到温度高于基准值时，警示单元3响应于控制信号以实现警示。当变电站内的变压器损坏需要维修人员进入到变电站内去维修时，通过温度检测单元1实时监控变电站内的温度，当变电站内温度过高时，通过控制单元2控制警示单元3实现警示，从而方便位于变电站内的维修人员能通过警示单元3得到提示以及时撤离出变电站，防止维修人员在变电站内空气不流通且温度过高造成中暑等不适症状；并且在维修人员没有进入到变电站内时，通过警示单元3也能得到提示，对变电站进行通风降温后再进入。

温度检测单元1包括温度传感器以及用于提供基准值Vref1的比较单元4，温度传感器用于检测变电站内部的温度以输出温度检测值，比较单元4耦接于温度传感器以接收温度检测值，并与基准值Vref1比较后输出温度检测信号至控制单元2。其中，温度传感器采用非接触式温度传感器，在变电站内分布有多个，以全方位达到检测变电站内温度的目的，且测量精确，防止局部温度过高而导致温度传感器接收到错误的指示，使控制单元2控制警示单元3警示；比较单元4包括电阻R1与比较器N1，比较器N1优选型号为LM393A，比较器N1的同相端耦接于温度传感器，比较器N1的反相端耦接于电阻R1的一端，电阻R1的另一端耦接于电源Vcc，比较单元4通过电阻R1提供基准值Vref1，将检测到的温度检测值与基准值Vref1相互比较后输出温度检测信号；当温度检测值小于基准值Vref1，比较器N1输出低电平的温度检测信号至控制单元2，当温度检测值大于基准值Vref1，比较器N1输出高电平的温度检测信号至控制单元2。

比较单元4上耦接有用于调节基准值Vref1大小的设定单元5。设定单元5包括滑动变阻器RP1，滑动变阻器RP1的调节端耦接于电阻R1与比较器N1反相端之间的连接点上，另一端接地；电阻R1和滑动变阻器RP1构成了分压电路，当滑动变阻器RP1上的阻值变小时，滑动变阻器RP1分到的电压变小，从而电阻R1分到的电压相应变大；反之，当滑动变阻器RP1的阻值变大时，滑动变阻器RP1分到的电压变大，电阻R1分到的电压相应变小，从而达到调节基准值Vref1大小的目的，以方便适应不同温度环境的使用；其中，在设定单元5上并联有电压表V1，通过电压表V1能提供滑动变阻器RP1的精确数值，从而给调节带来更直观的感受，以达到精确调节的目的。

控制单元2包括电阻R2、NPN型三极管Q1和继电器KM1，电阻R2的一端耦接于比较器N1的输出端上，另一端耦接于三极管Q1的基极，继电器KM1的线圈一端耦接于电源Vcc，另一端耦接于三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极接地，在继电器KM1的线圈上反并联有续流二极管D1，二极管D1起到续流的作用，当继电器KM1的线圈断电时，残留在线圈内的电流能够通过二极管D1释放掉，防止对电路造成冲击。

如图2所示，警示单元3通过发光元件13实现警示；警示单元3包括并联连接的发光二极管LED5和发光二极管LED6，发光二极管LED5和发光二极管LED6的阳极均耦接于电源Vcc，阴极均接地；其中，继电器KM1的常闭触点开关KM1-1串联在发光二极管LED5的供电回路上，从而发光二极管LED5在平时一直处于导通状态且发出绿光；继电器KM1的常开触点开关KM1-2串联在发光二极管LED6的供电回路上，从而发光二极管LED6在平时状态不发光，但在导通时发出红光；从而当温度检测单元1检测到温度低于基准值时，发光二极管LED5常亮发出绿光，表示变电站内温度较低，较舒适，提示维修人员可以进入维修工作；但当温度检测单元1检测到温度高于基准值时，发光二极管LED5将不发光，发光二极管LED6导通发出红光，以提示维修人员变电站内温度较高，做好收尾工作从变电站中撤离，防止中暑；从而通过灯光能给维修人员醒目的指示，获取变电站内温度情况的信号；并且通过不同灯光的颜色，进一步提高了信息分类警示的能力。

实施例二：基于实施例一的基础上，如图1所示，还包括人体感应单元6、驱动单元7、逻辑门单元8与报警单元9；人体感应单元6用于检测维修人员是否进入到变电站内以输出人体检测信号，逻辑门单元8的输入端分别耦接于温度检测单元1与人体感应单元6以分别接收温度检测信号与人体检测信号，并输出逻辑信号，驱动单元7耦接于逻辑门单元8的输出端以接收逻辑信号，并输出驱动信号，报警单元9耦接于驱动单元7以接收驱动信号；当温度检测单元1检测到温度高于基准值Vref1且人体感应单元6检测到维修人员进入到变电站内时，报警单元9响应于驱动信号以实现报警。从而只有当维修人员进入到变电站内和变电站内温度高于基准值Vref1时，报警单元9才能报警，给维修人员警示，来及时撤离进行适当的休息。

人体感应单元6为热释电传感器，热释电传感器用于检测维修人员是否进入到变电站内以输出人体检测信号至逻辑门单元8；热释电传感器设置有多个，且多个均匀分布在变电站内以达到实时监控维修人员的目的，维修人员在变电站内走动，且行至角落时且能通过热释电传感器感应到维修人员的存在。

其中，热释电传感器包括壳体、光学滤镜、场效应管Q4和热释电元件,壳体上设有通孔，光学滤镜卡接于通孔中,场效应管Q4和热释电元件位于热释电传感器的壳体内部, 并通过光学滤镜感应外部热辐射。光学滤镜的主要作用是只允许波长在10μm左右的红外线(人体发出的红外线波长)通过，而将灯光、太阳光及其他辐射滤掉，以抑制外界的干扰。红外感应源通常由两个串联或者并联的热释电元件组成，这两个热释电元件的电极相反，环境背景辐射对两个热释电元件几乎具有相同的作用，使其产生的热释电效应相互抵消，输出信号接近为零。一旦有人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元件接收，由于角度不同，两片热释电元件接收到的热量不同，热释电能量也不同，不能完全抵消，经处理电路处理后输出控制信号。热释电效应同压电效应类似，是指由于温度的变化而引起晶体表面电荷的现象。热释电红外传感器由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成，在元件两个表面做成电极，在传感器监测范围内温度有△T的变化时，热释电效应会在两个电极上产生电荷△Q，即在两电极之间产生一微弱的电压△V。由于它的输出阻抗极高，在传感器中有一个场效应管Q4进行阻抗变换。热释电效应所产生的电荷△Q会被空气中的离子所结合而消失，即当环境温度稳定不变时，△T=O，传感器无输出。人体或者体积较大的动物都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10μm左右的红外线，当人体进入检测区，因人体温度与环境温度有差别，人体发射的10μm左右的红外线通过菲涅耳透镜滤光片增强后聚集到红外感应源(热释电元件)上，红外感应源在接收到人体红外辐射时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，进而产生△T并将△T向外围电路输出，后续电路经检测处理后就能产生人员检测信号。

驱动单元7包括电阻R4、NPN型三极管Q2和继电器KM2，逻辑门单元8为与门。与门的一个输入端分别耦接于比较器N1的输出端与电阻R2之间的连接点上，与门的另一个输入端耦接于场效应管Q4的D端上，与门的输出端耦接于电阻R4的一端，电阻R4的另一端耦接于三极管Q2的基极，继电器KM2线圈的一端耦接于电源Vcc,另一端耦接于三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接地，并且在继电器KM2的线圈上反并联有续流二极管D2。

如图3所示，报警单元9包括延时部10与执行部11，延时部10的受控端耦接于驱动单元7以接收驱动信号并输出延时信号，执行部11耦接于延时部10以接收延时信号，并响应于延时信号以实现延时报警。报警单元9通过电铃SP实现报警。延时部10为555延时电路，执行部11包括NPN型三极管Q5与继电器KM3，555延时电路的二脚耦接于继电器KM2的常开触点开关后接地，555延时电路的三脚耦接于三极管Q5的基极，三极管Q5的集电极耦接于电源Vcc，三极管Q5的发射极耦接于继电器KM3线圈的一端，继电器KM3线圈的另一端接地，继电器KM3的常开触点串联在电铃SP的供电回路上，在555延时电路的六脚耦接于电解电容C2后接地。

当继电器KM2的常开触点开关闭合，555延时电路的二脚接收到低电平，从而经过一定时间后，从555延时电路的三脚输出高电平，三极管Q5的基极接收到高电平，三极管Q5导通，继电器KM3得电吸合，继电器KM3的常闭触点开关相应断开，从而实现电铃SP的延时报警，在电铃SP持续工作一定时间后自动断开。通过电铃SP的声音提示，能很好给维修人员需要适当休息与撤离的信息，避免维修人员工作注意力过于集中而忽视警示灯的存在。

555延时电路上耦接有用于调节延时时间的调节部12，调节部12包括电阻R7和滑动变阻器RP2，电阻R7的一端耦接于电源Vcc，另一端耦接于555延时电路的二脚，滑动变阻器RP2的调节端耦接于电源Vcc，另一端耦接于555延时电路的六脚，从而通过调节滑动变阻器RP2的阻值，来调节通过滑动变阻器RP2电流的强弱，从而调节电解电容C2的充放电时间来达到调节延时时间的目的；从而在温度高于基准值后，报警电路延时报警，给维修人员充分的时间完成手头上的工作再撤离。

维修人员进入到变压站内进行维修时，当变压站内的温度升高且高于基准值时，比较器N1输出高电平的温度检测信号至三极管Q1，三极管Q1导通，从而继电器KM1线圈得电吸合，继电器KM1的常闭触点开关KM1-1断开，发光二极管LED5不再发出绿光，继电器KM1的常开触点开关KM1-2闭合，发光二极管LED6导通发出红光；反之，变压站内的温度低于基准值时，比较器N1输出低电平的温度检测信号至三极管Q1，三极管Q1截止，继电器KM1线圈失电不吸合，继电器KM1的常闭触点开关KM1-1闭合，发光二极管LED5发出绿光，继电器KM1的常开触点开关KM1-2断开，发光二极管LED6不发光；当人体感应单元6感应到维修人员的存在，且变电站内的温度高于基准值时，与门的两个输入端均接收到高电平的温度检测信号和高电平的人体感应信号，从而与门的输出端输出高电平的逻辑信号至三极管Q2，三极管Q2导通，继电器KM2线圈得电吸合，继电器KM2的常开触点开关闭合，555延时电路的三脚延时输出高电平信号使继电器KM3的线圈得电吸合，继电器KM3的常开触点开关闭合以导通电铃SP的供电回路；反之，当人体感应单元6没有检测到维修人员进入到变电站中以及温度检测单元1检测到温度低于基准值时，与门的输出端将输出低电平的逻辑信号至三极管Q2，从而三极管Q2截止，继电器KM2的线圈失电不吸合，从而继电器KM2的常开触点断开，电铃SP不通电将不进行报警。

以上所述仅是本实用新型的示范性实施方式，而非用于限制本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (10)

1.一种智能变电站，其特征是：包括温度检测单元（1）、控制单元（2）、警示单元（3）；所述温度检测单元（1）用于检测变电站内部的温度以输出温度检测信号，所述控制单元（2）耦接于温度检测单元（1）以接收温度检测信号并输出控制信号，所述警示单元（3）耦接于控制单元（2）以接收控制信号；

所述温度检测单元（1）包括一基准值Vref1，当温度检测单元（1）检测到温度高于基准值Vref1时，所述警示单元（3）响应于控制信号以实现警示。

2.根据权利要求1所述的智能变电站，其特征是：所述温度检测单元（1）包括温度传感器以及用于提供基准值Vref1的比较单元（4），所述温度传感器用于检测变电站内部的温度以输出温度检测值，所述比较单元（4）耦接于温度传感器以接收温度检测值，并与基准值Vref1比较后输出温度检测信号至控制单元（2）。

3.根据权利要求2所述的智能变电站，其特征是：所述比较单元（4）上耦接有用于调节基准值Vref1大小的设定单元（5）。

4.根据权利要求1所述的智能变电站，其特征是：所述警示单元（3）通过发光元件（13）实现警示。

5.根据权利要求1所述的智能变电站，其特征是：还包括人体感应单元（6）、驱动单元（7）、逻辑门单元（8）与报警单元（9）；所述人体感应单元（6）用于检测维修人员是否进入到变电站内以输出人体检测信号，所述逻辑门单元（8）的输入端分别耦接于温度检测单元（1）与人体感应单元（6）以分别接收温度检测信号与人体检测信号，并输出逻辑信号，所述驱动单元（7）耦接于逻辑门单元（8）的输出端以接收逻辑信号，并输出驱动信号，所述报警单元（9）耦接于驱动单元（7）以接收驱动信号；

当温度检测单元（1）检测到温度高于基准值Vref1且人体感应单元（6）检测到维修人员进入到变电站内时，所述报警单元（9）响应于驱动信号以实现报警。

6.根据权利要求5所述的智能变电站，其特征是：所述人体感应单元（6）为热释电传感器，所述热释电传感器用于检测维修人员是否进入到变电站内以输出人体检测信号至逻辑门单元（8）。

7.根据权利要求5所述的智能变电站，其特征是：所述逻辑门单元（8）为与门。

8.根据权利要求5所述的智能变电站，其特征是：所述报警单元（9）包括延时部（10）与执行部（11），所述延时部（10）的受控端耦接于驱动单元（7）以接收驱动信号并输出延时信号，所述执行部（11）耦接于延时部（10）以接收延时信号，并响应于延时信号以实现延时报警。

9.根据权利要求8所述的智能变电站，其特征是：所述延时部（10）为555延时电路，所述555延时电路上耦接有用于调节延时时间的调节部（12）。

10.根据权利要求5所述的智能变电站，其特征是：所述报警单元（9）通过电铃SP实现报警。