CN206574230U - 一种变电站设备温度无线集中监测装置 - Google Patents

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程海军
巴金祥
李宝国
任国臣
姜丕杰
屈丹
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

一种变电站设备温度无线集中监测装置,涉及变电站监测设备,包括数据采集器、无线通信网络、监控中心和远程终端,数据采集器与监控中心之间采用GPRS无线连接方式,数据采集器安装GPRS模块,数据通过移动通信网络接入Internet网络,上传到固定TCP/IP地址的监控中心。数据采集器,包括信号检测电路、信号隔离电路、信号调理及A/D变换电路、微控制器CPU、供电电源部分及GPRS单元。GPRS单元,包括通信接口部分、串口驱动部分。通过对变电站重要设备温度的实时集中监测,能够迅速的发现温度越限的供电设备,避免由于热故障而引发的供电事故,从而提高供电可靠性,同时能更好地保护变电站的供电设备,进而延长其使用寿命。

Description

一种变电站设备温度无线集中监测装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及变电站监测设备,更具体地说涉及一种变电站设备温度无线集中 监测装置。
背景技术
[0002] 随着供电负荷的迅速增加以及供电设备的老化,变电站的高压开关柜、母线接头、 电缆接头、室外刀闸开关等重要的设备在长期运行过程中,容易因绝缘老化或接触电阻过 大而发热,从而严重影响到用电安全,给供电、用电双方带来巨大的经济损失。由于热故障 一直是设备运行管理过程中的重点和难点,据国家电力安全生产监督部门的统计,全国每 年发生的多起电力事故多是由热故障引起的,因此对变电站设备进行温度实时监测是十分 必要的。变电站作为输变电的重要枢纽,是当前电网现代化改造的核心。随着电力装置的不 断发展以及变电站自动化程度的不断提高,以通信网为基础的无人值守变电站己成为近几 年来国家电网的建设重点,变电站的管理网络化、数字化和自动化是电力发展要求的必然 趋势。目前,变电站设备温度检测方式大致分为人工逐点测量、红外热成像法、有线在线检 测和无线自动检测等几种。目前国内中小型变电站一般是使用红外测温仪进行人工逐点测 温,人工巡检劳动强度大、效率低、分散,漏测、误报现象严重。此外,处于障碍物下和密封状 态的设备以及设备内部,都无法采用红外测温仪测量,同时工作人员长期处在高压强磁场 环境下,对身体健康非常不利。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供一种变电站设备温度无线集中监测装置,
[0004] 本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0005] 一种变电站设备温度无线集中监测装置,该装置包括数据采集器、无线通信网 络、监控中心和远程终端,数据采集器与监控中心之间采用GPRS连接方式,数据采集器安装 GPRS模块;数据采集器包括信号检测电路、信号隔离电路、信号调理及A/D变换电路、微控制 器CPU、供电电源部分及GPRS单元;信号检测电路与信号隔离电路连接,信号隔离电路与信 号调理及A/D变换电路连接,信号调理及A/D变换电路与微控制器CPU连接,微控制器CPU与 GPRS单元连接,电源与微控制器CPU和GPRS单元连接;GPRS单元包括通信接口部分、串口驱 动部分、GPRS电路部分、SIM卡电路和天线部分;监控中心接入Internet网络的工控机,远程 终端为手机或平板电脑或笔记本电脑或台式电脑。
[0006] 所述的一种变电站设备温度无线集中监测装置,所述的数据采集器安装在变电站 的被测设备上。
[0007] 所述的一种变电站设备温度无线集中监测装置,所述的监控中心与多个监测点数 据相连,同时,留有数据接口。
[0008] 本发明具有以下明显的优势和有益的效果:
[0009] 1、通过对变电站重要设备温度的实时集中监测,能够迅速的发现温度越限的供电 设备,避免由于热故障而引发的供电事故,从而提高供电可靠性,同时能更好地保护变电站 的供电设备,进而延长其使用寿命。
[0010] 2、可以实现多个变电站设备温度数据的自动测量及存储,降低现场工人的劳动强 度,避免人为操作错误;
[0011] 3、可以实现所有的测量数据上传至监控中心,便于分析、管理及决策;
[0012] 4、具有扩展功能,如根据需要,可增加电能质量参数的监测;
[0013] 5、监控中心获得的现场数据,可以为专门开发的数据处理软件提供接口,实现变 电站设备监测装置的数据共享;
[0014] 6、具有WEB发布功能,远程终端设备在用户权限范围内可以随时随地查看装置实 时运行情况,满足网络化管理需求;
[0015] 7、装置具有数据查询与导出、数据分析、越限报警、历史报表、事件记录、绘制趋势 曲线、用户管理等功能。
附图说明
[0016] 图1为本发明一种变电站设备温度无线集中监测装置的功能框图;
[0017]图2为本发明数据采集器的功能框图;
[0018]图3为本发明数据采集器的流程图;
[0019]图4为本发明监控中心的功能框图;
[0020]图5为本发明监控中心的数据处理流程图。
具体实施方式
[0021]以下结合附图,对本发明上述的和另外的技术特征和优点作详细的说明。
[0022]发明一种变电站设备温度无线集中监测装置是一套面向变电站设备监测领域的 无线远程智能在线集中监测装置。
[0023]请参阅图1所示,其为本发明一种变电站设备温度无线集中监测装置的功能框图, 其包括数据采集器、无线通信网络、监控中心和远程终端,数据采集器与监控中心之间采用 GPRS无线连接方式,数据采集器安装GPRS模块,数据通过移动通信网络接入Internet网络, 上传到固定TCP/IP地址的监控中心,监控中心由能够接入Internet网络的工控机作为服务 器和管理机,远程终端为能够访问网络的手机或平板电脑或笔记本电脑或台式电脑。
[W24]请参阅图2所示,其为本发明数据采集器功能框图,其包括信号检测电路、信号隔 离电路、信号调理及A/D变换电路、微控制器CPU、供电电源部分及GPRS单元;信号检测电路 与信号隔离电路连接,信号隔离电路与信号调理及A/D变换电路连接,信号调理及A/D变换 电路与微控制器CPU连接,微控制器CPU与GPRS单元连接,电源与微控制器CPU和GPRS单元连 接;GPRS单元,包括通信接口部分、串口驱动部分、GPRS电路部分、SIM卡电路和天线部分。本 实施例中,微控制器CPU采用STCl2C56〇8AD单片机,包含片内单极性AD,信号隔离电路和信 号调理及A/D变换电路对检测电路采集的设备温度等参数经隔离放大、AD转换及数字量光 耦隔离转化后,传输至微控制器CPU;电源电路采用12V直流输入经板内两路DC/DC变换模块 获得隔离的+5V和±5V电源,分别给单片机装置及信号调理电路供电;GPRS单元采用 Q24PLUS002模块作为GPRS模块,包括通信接口、串口驱动电路、GPRS电路、SIM卡电路和天 线,其中,通信接口与串口驱动电路连接,串口驱动电路与GPRS电路连接,GPRS电路分别与 SIM卡电路和天线连接;GPRS模块与微控制器CPU的连接通过串口通讯,与微控制器CPU间的 电平均为TTL电平,所以无需进行电平转换就可直接进行连接。
[0025]请参阅图3所示,其为本发明数据采集器的流程图,数据采集器的CPU通过COM 口与 GPRS单元连接,运行开始时首先对GPRS和AD通道进行初始化,然后按初始设定的采样频率 进行周期性检测数据端口,如果有检测数据,就完成A/D转换、数据处理及打包、数据上传等 操作,同时数据暂存到内部RAM中。平时数据采集器的COM 口监视来自主机的指令,以实现即 时传送检测结果。
[0026]请参阅图4所示,其为本发明监控中心的功能框图,监控中心包括一台连接于 INTERNET网络的工控机服务器和报表打印机,工控机服务器内置实时数据库和关系数据 库,软件采用力控组态软件实现,接收数据采集终端上传数据的显示、保存及分析,如果采 集终端设备故障或参数异常,能够发出报警信息及控制指令。监测装置功能主要有:用户管 理、事件记录、故障报警、数据查询、历史报表、趋势曲线。其中,用户管理部分完成用户的登 录、修改密码、用户注销、添加或删除用户等;事件记录部分实现装置事件和用户事件的记 录及查询功能;故障报警部分实现参数异常报警以及数据采集终端设备故障报警功能,并 可形成报警记录;数据查询部分完成监测数据的查询功能,并可以实现数据导出或打印输 出功能;历史报表部分完成历史数据的快速报表,包括快速生成月报表和日报表,并可以实 现报表导出和打印操作;趋势曲线部分实现绘制参数的趋势曲线功能,包括实时趋势曲线 和历史趋势曲线。
[0027]请参阅图5所示,其为本发明监控中心的数据处理流程图,力控组态软件具有功能 强大的实时数据库,但对用户开放程度不高,不能满足对于数据的灵活管理及操作要求。本 发明嵌接SQL数据库作为关系数据库,解决数据灵活管理的需要。数据采集终端上传的实时 监测数据,在存入实时数据库的同时,再按设定的存储频率存入到关系数据库。对于实时性 要求较高的图形显示、越限报警、趋势曲线、状态指示等功能,关联实时数据库;而对于数据 灵活管理要求较高的数据查询、数据报表、数据导出与分析等功能,关联SQL关系数据库。 [0028] 通过力控组态软件的页面发布功能,实现监测装置的WEB发布,具有能够连接于因 特网的台式电脑或笔记本电脑或平板电脑或手机等网络终端设备,在用户权限范围内可以 随时随地通过监控中心设置的网页地址查看装置实时运行情况,满足网络化、智能化管理 需求。监控中心的软件装置,与多个监测点数据相连,实现集中监测,同时,留有数据接口, 具有参数扩展功能,满足智能化管理需求。
[0029]本发明通过对变电站重要设备温度的实时集中监测,能够迅速的发现温度越限的 供电设备,避免由于热故障而引发的供电事故,从而提高供电可靠性,同时能更好地保护变 电站的供电设备,进而延长其使用寿命。可以实现多个监测点的数据自动测量及存储,降低 现场工人的劳动强度,避免人为操作错误;可以实现所有的测量数据上传至监控中心,便于 分析、管理及决策;具有扩展功能,如根据需要,可增加电能质量等参数的监测;监控中心获 得的现场数据,可以为专门开发的数据处理软件提供接口,实现变电站设备监测装置的数 据共享;具有布功能,满足网络化管理需求。装置具有数据查询与导出、越限报警、历 史报表、事件记录、绘制趋势曲线、用户管理、数据分析等功能,界面友好,操作简单。
[0030]根据上述原理,本实用新型还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此, 本实用新型并不局限于上面描述的具体实施方式,对本实用新型的一些修改和变更也应该 落入本实用新型的权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1. 一种变电站设备温度无线集中监测装置,其特征在于:该装置包括数据采集器、无 线通信网络、监控中心和远程终端,数据采集器与监控中心之间采用GPRS连接方式,数据采 集器安装GPRS模块;监控中心接入Internet网络的工控机,远程终端为手机或平板电脑或 笔记本电脑或台式电脑;数据采集器包括信号检测电路、信号隔离电路、信号调理及A/D变 换电路、微控制器CPU、供电电源部分及GPRS单元;信号检测电路与信号隔离电路连接,信号 隔离电路与信号调理及A/D变换电路连接,信号调理及A/D变换电路与微控制器CPU连接,微 控制器CPU与GPRS单元连接,电源与微控制器CPU和GPRS单元连接;GPRS单元包括通信接口 部分、串口驱动部分、GPRS电路部分、SIM卡电路和天线部分;微控制器CPU采用 STC12C5608AD单片机,包含片内单极性AD,电源电路采用12V直流电源,分别给单片机装置 及信号调理电路供电;GPRS单元采用Q24PLUS002模块作为GPRS模块,包括通信接口、串口驱 动电路、GPRS电路、SIM卡电路和天线,其中,通信接口与串口驱动电路连接,串口驱动电路 与GPRS电路连接,GPRS电路分别与SIM卡电路和天线连接;GPRS模块与微控制器CPU的连接 通过串口通讯,GPRS模块与微控制器CPU间的电平均为TTL电平,数据采集器的CPU通过COM 口与GPRS单元连接;监控中心包括一台连接于INTERNET网络的工控机服务器和报表打印 机,工控机服务器内置实时数据库和关系数据库,软件采用力控组态软件实现,接收数据采 集终端上传数据的显示、保存及分析。
2. 根据权利要求1所述的一种变电站设备温度无线集中监测装置,其特征在于:所述的 数据采集器安装在变电站的被测设备上。
3. 根据权利要求1所述的一种变电站设备温度无线集中监测装置,其特征在于:所述的 监控中心包括力控组态装置,监控中心与多个监测点数据相连,实现多设备温度的集中监 测;同时,监控中心留有与数据分析软件对接的数据接口,实现数据共享。
4. 根据权利要求3所述的一种变电站设备温度无线集中监测装置,其特征在于:所述的 监控中心包括一台无线网络交换器、一台连接于INTERNET网络的工控机和报表打印机,工 控机服务器内置实时数据库和关系数据库。
5. 根据权利要求1所述的一种变电站设备温度无线集中监测装置,其特征在于:所述的 远程终端设备为能够上网的笔记本电脑或台式电脑或手机或平板电脑。
6. 根据权利要求1所述的一种变电站设备温度无线集中监测装置,其特征在于:数据采 集器与监控中心之间采用GPRS无线通信方式,GPRS单元包括通信接口部分、串口驱动部分、 GPRS电路部分、SIM卡电路和天线部分;如果出现信号不畅时,将监测数据信息存储到SIM卡 上,同时,会给出提示信息,待信号恢复后自动发送到监控中心,工作人员看见提醒后也可 由人工采集后发送到监控中心。
7. 根据权利要求4所述的一种变电站设备温度无线集中监测装置,其特征在于:所述的 监控中心具有用户管理、事件记录、参数设置、数据查询、历史报表、故障报警、趋势曲线功 能。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108415802A (zh) * 2017-12-12 2018-08-17 太仓鼎诚电子科技有限公司 一种变电站微机监控系统
CN112235170A (zh) * 2020-10-19 2021-01-15 广州臻悦信息科技有限责任公司 一种实时检测设备故障的智能家庭网关

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