CN211578036U - 基于无线传输模式的特高频和超声波联合在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于无线传输模式的特高频和超声波联合在线监测系统，其技术特点是：包括特高频智能传感器组、特高频智能传感器汇集节点、超声波智能传感器组、超声波智能传感器汇集节点和站端监测单元；所述特高频智能传感器组通过5G Wi‑Fi方式与特高频智能传感器汇集节点相连接，所述超声波智能传感器组通过5G Wi‑F方式与超声波智能传感器汇集节相连接，所述特高频智能传感器汇集节点及超声波智能传感器汇集节通过5GWi‑Fi方式至站端监测单元。本实用新型设计合理，使用的无线传输信号不会受到现场电磁环境干扰，也不会干扰变电站其他二次设备，同时，利用特高频和超声波传感器对GIS设备进行联合监测，保证了对GIS设备缺陷的准确掌握。
Description
技术领域
本实用新型属于变电站GIS设备检测技术领域，尤其是基于无线传输模式的特高频和超声波联合在线监测系统。
背景技术
在电力变电站系统中，气体绝缘全封闭组合电器(GIS)是一种常用的设备。通常GIS设备由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成，该设备能否正常工作是电力系统正常工作的重要保障。因此，电力系统需要对GIS设备进行实时监测，在现有的在线监测系统中，传感器和信号处理模块各为独立部件，之间需要同轴电缆连接，且电源、线缆、空气开关等系统部件较多，不仅导致制造成本较高，安装工时较长，而且也不便于维护利。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提出基于无线传输模式的特高频和超声波联合在线监测系统，能够实现对GIS设备进行联合监测，保证了对GIS设备缺陷的准确掌握。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种基于无线传输模式的特高频和超声波联合在线监测系统，包括特高频智能传感器组、特高频智能传感器汇集节点、超声波智能传感器组、超声波智能传感器汇集节点和站端监测单元；所述特高频智能传感器组通过5GWi-Fi方式与特高频智能传感器汇集节点相连接，所述超声波智能传感器组通过5GWi-F方式与超声波智能传感器汇集节相连接，所述特高频智能传感器汇集节点及超声波智能传感器汇集节通过5GWi-Fi方式至站端监测单元。
而且，所述的特高频智能传感器组包括数个特高频智能传感器模块，并且分布于变电站GIS的不同部位；所述超声波智能传感器组包括数个超声波智能传感器模块，并且分布于变电站GIS的不同部位。
而且，所述特高频智能传感器模块包括ARM控制芯片、单通道数据处理模块、无线通信模块、内置存储器、工作指示灯、特高频传感器模、电源模块，其中特高频智能传感器与ARM控制芯片双向连接并将数据传输至ARM控制芯片，单通道数据处理模块与ARM控制芯片双向连接并将传感器采集的模拟信号转化为数字信号，内置存储器与ARM控制芯片双向连接并临时存储采集的数据信息量，无线通信模块与ARM控制芯片双向连接并传输传感器模块与特高频智能传感器汇集节点的数据，ARM控制芯片输出端连接工作指示灯输入端并显示工作状态，电源模块输出端连接控制芯片的输入端并为ARM控制芯片提供电源。
而且，所述超声波智能传感器模块包括ARM控制芯片、单通道数据处理模块、无线通信模块、内置存储器、工作指示灯、超声波传感器模、电源模块，其中超声波智能传感器与ARM控制芯片双向连接并将数据传输至ARM控制芯片，单通道数据处理模块与ARM控制芯片双向连接并将传感器采集的模拟信号转化为数字信号，内置存储器与ARM控制芯片双向连接并临时存储采集的数据信息量，无线通信模块与ARM控制芯片双向连接并传输传感器模块与超声波智能传感器汇集节点的数据，ARM控制芯片输出端连接工作指示灯输入端并显示工作状态，电源模块输出端连接控制芯片的输入端并为ARM控制芯片提供电源。
而且，所述特高频智能传感器监测频带为300-1500MHz且具备无线工频同步的功能，通过无线工频同步器以无线方式获取电网频率信息，为20-350Hz自动可调，精度0.01Hz；
而且，所述特高频智能传感器模块中的无线通信采用5GWi-Fi技术，能够实现100米范围内的信号传输，特高频智能传感器模块距离特高频智能传感器汇集节点距离小于100米，超声波智能传感器模块距离超声波智能传感器汇集节点小于100米，特高频智能传感器汇集节点及超声波智能传感器汇集节点距离站端监测单元小于100m。
而且，所述超声波智能传感器检测频带为20-300kHz且检测线性度最大误差不大于20％。
而且，所述超声波智能传感器模块中的无线通信采用5GWi-Fi技术，能够实现100米范围内的信号传输，特高频智能传感器模块距离特高频智能传感器汇集节点距离小于100米，超声波智能传感器模块距离超声波智能传感器汇集节点小于100米，特高频智能传感器汇集节点及超声波智能传感器汇集节点距离站端监测单元小于100m。
而且，所述的站端监测单元在每个变电站部署一个，且每个站端监测单元连接并管理本站的智能传感器网络，汇集、查看本站监测数据，更改本站的特高频智能传感器模块及超声波智能传感器模块数据采集设置。
本实用新型的优点和积极效果是：
本实用新型通过利用无线通信技术及传感器技术，将智能传感器采集的电网设备运行数据无线传输至传感器汇集节点，并由传感器汇集节点无线传输至数据分析中心，本实用新型使用无线传输的模式发送到无线汇集单元，信号传输不会受到现场电磁环境干扰，也不会干扰变电站其他二次设备，实现了对电网设备的远程实时监测，同时，利用特高频和超声波传感器对GIS设备进行联合监测，保证了对GIS设备缺陷的准确掌握。
附图说明
图1是本实用新型的系统连接示意图；
图2是本实用新型的特高频智能传感器的连接框图；
图3是本实用新型超声波智能传感器的连接框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步详述。
一种基于无线传输模式的特高频和超声波联合在线监测系统，如图1所示，包括特高频智能传感器组、特高频智能传感器汇集节点，超声波智能传感器组、超声波智能传感器汇集节点和站端监测单元；其中特高频智能传感器组通过5GWi-Fi无线传输信号至特高频智能传感器汇集节点，超声波智能传感器组通过5GWi-Fi无线传输信号至超声波智能传感器汇集节，特高频智能传感器汇集节点及超声波智能传感器汇集节通过5GWi-Fi无线传输信号至站端监测单元进行数据处理。
在本系统中，特高频智能传感器组包括数个特高频智能传感器模块，其安装于GIS盆式绝缘子上，如图1中GIS所示①④⑤⑥⑨标记位置；所述超声波智能传感器组包括数个超声波智能传感器模块，并且安装于GIS罐体表面位置，如图1中GIS所示②③⑦⑧⑩标记位置。
如图2所示，所述特高频智能传感器模块包括ARM控制芯片、单通道数据处理模块、无线通信模块、内置存储器、工作指示灯、特高频传感器模、电源模块，其中特高频智能传感器与ARM控制芯片双向连接并将数据传输至ARM控制芯片，单通道数据处理模块与ARM控制芯片双向连接并将传感器采集的模拟信号转化为数字信号，内置存储器与ARM控制芯片双向连接并临时存储采集的数据信息量，无线通信模块与ARM控制芯片双向连接并传输传感器模块与特高频智能传感器汇集节点的数据，ARM控制芯片输出端连接工作指示灯输入端并显示工作状态，电源模块输出端连接控制芯片的输入端并为ARM控制芯片提供电源。
如图3所示，所述超声波智能传感器模块包括ARM控制芯片、单通道数据处理模块、无线通信模块、内置存储器、工作指示灯、超声波传感器模、电源模块，其中超声波智能传感器与ARM控制芯片双向连接并将数据传输至ARM控制芯片，单通道数据处理模块与ARM控制芯片双向连接并将传感器采集的模拟信号转化为数字信号，内置存储器与ARM控制芯片双向连接并临时存储采集的数据信息量，无线通信模块与ARM控制芯片双向连接并传输传感器模块与超声波智能传感器汇集节点的数据，ARM控制芯片输出端连接工作指示灯输入端并显示工作状态，电源模块输出端连接控制芯片的输入端并为ARM控制芯片提供电源。
在上述特高频智能传感器模块、超声波智能传感器模块中，电池模块使用能够保证特高频智能传感器及超声波智能传感器采集5000次以内以及运行1个月内不需要更换的电池模块。
在上述高频智能传感器模块、超声波智能传感器模块中，内置存储器用来临时存储采集的数据信息量，断电后失效。
在本实施例中，特高频智能传感器模块中使用的特高频智能传感器监测频带为300-1500MHz且具备无线工频同步的功能，通过无线工频同步器以无线方式获取电网频率信息，为20-350Hz自动可调，精度0.01Hz；超声波智能传感器模块中使用的的超声波智能传感器检测频带为20-300kHz且检测线性度最大误差不大于20％。
在本实施例中，无线通信采用5GWi-Fi技术，能够实现100米范围内的信号传输，特高频智能传感器模块距离特高频智能传感器汇集节点距离小于100米，超声波智能传感器模块距离超声波智能传感器汇集节点小于100米，特高频智能传感器汇集节点及超声波智能传感器汇集节点距离站端监测单元小于100m。
在本实施例中，站端监测单元在每个变电站部署一个，且每个站端监测单元连接并管理本站的智能传感器网络，汇集、查看本站监测数据，更改本站的特高频智能传感器模块及超声波智能传感器模块数据采集设置。
需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。
Claims (9)
1.一种基于无线传输模式的特高频和超声波联合在线监测系统，其特征在于：包括特高频智能传感器组、特高频智能传感器汇集节点、超声波智能传感器组、超声波智能传感器汇集节点和站端监测单元；所述特高频智能传感器组通过5GWi-Fi方式与特高频智能传感器汇集节点相连接，所述超声波智能传感器组通过5GWi-F方式与超声波智能传感器汇集节相连接，所述特高频智能传感器汇集节点及超声波智能传感器汇集节通过5GWi-Fi方式至站端监测单元。
2.根据权利要求1所述的基于无线传输模式的特高频和超声波联合在线监测系统，其特征在于：所述的特高频智能传感器组包括数个特高频智能传感器模块，并且分布于变电站GIS的不同部位；所述超声波智能传感器组包括数个超声波智能传感器模块，并且分布于变电站GIS的不同部位。
3.根据权利要求2所述的基于无线传输模式的特高频和超声波联合在线监测系统，其特征在于：所述特高频智能传感器模块包括ARM控制芯片、单通道数据处理模块、无线通信模块、内置存储器、工作指示灯、特高频智能传感器、电源模块，其中特高频智能传感器与ARM控制芯片双向连接并将数据传输至ARM控制芯片，单通道数据处理模块与ARM控制芯片双向连接并将传感器采集的模拟信号转化为数字信号，内置存储器与ARM控制芯片双向连接并临时存储采集的数据信息量，无线通信模块与ARM控制芯片双向连接并传输特高频智能传感器与特高频智能传感器汇集节点的数据，ARM控制芯片输出端连接工作指示灯输入端并显示工作状态，电源模块输出端连接控制芯片的输入端并为ARM控制芯片提供电源。
4.根据权利要求2所述的基于无线传输模式的特高频和超声波联合在线监测系统，其特征在于：所述超声波智能传感器模块包括ARM控制芯片、单通道数据处理模块、无线通信模块、内置存储器、工作指示灯、超声波智能传感器、电源模块，其中超声波智能传感器与ARM控制芯片双向连接并将数据传输至ARM控制芯片，单通道数据处理模块与ARM控制芯片双向连接并将传感器采集的模拟信号转化为数字信号，内置存储器与ARM控制芯片双向连接并临时存储采集的数据信息量，无线通信模块与ARM控制芯片双向连接并传输超声波智能传感器与超声波智能传感器汇集节点的数据，ARM控制芯片输出端连接工作指示灯输入端并显示工作状态，电源模块输出端连接控制芯片的输入端并为ARM控制芯片提供电源。
5.根据权利要求3所述的基于无线传输模式的特高频和超声波联合在线监测系统，其特征在于：所述特高频智能传感器监测频带为300-1500MHz且具备无线工频同步的功能，通过无线工频同步器以无线方式获取电网频率信息，为20-350Hz自动可调，精度0.01Hz。
6.根据权利要求3所述的基于无线传输模式的特高频和超声波联合在线监测系统，其特征在于：所述特高频智能传感器模块中的无线通信采用5GWi-Fi技术，能够实现100米范围内的信号传输，特高频智能传感器模块距离特高频智能传感器汇集节点距离小于100米，超声波智能传感器模块距离超声波智能传感器汇集节点小于100米，特高频智能传感器汇集节点及超声波智能传感器汇集节点距离站端监测单元小于100m。
7.根据权利要求4所述的基于无线传输模式的特高频和超声波联合在线监测系统，其特征在于：所述超声波智能传感器检测频带为20-300kHz且检测线性度最大误差不大于20％。
8.根据权利要求4所述的基于无线传输模式的特高频和超声波联合在线监测系统，其特征在于：所述超声波智能传感器模块中的无线通信采用5GWi-Fi技术，能够实现100米范围内的信号传输，特高频智能传感器模块距离特高频智能传感器汇集节点距离小于100米，超声波智能传感器模块距离超声波智能传感器汇集节点小于100米，特高频智能传感器汇集节点及超声波智能传感器汇集节点距离站端监测单元小于100m。
9.根据权利要求1所述的基于无线传输模式的特高频和超声波联合在线监测系统，其特征在于：所述的站端监测单元在每个变电站部署一个，且每个站端监测单元连接并管理本站的智能传感器网络，汇集、查看本站监测数据，更改本站的特高频智能传感器模块及超声波智能传感器模块数据采集设置。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113030525A (zh) * | 2021-03-15 | 2021-06-25 | 国网天津市电力公司电力科学研究院 | 一种gis盆式绝缘子特高频传感器的固定和屏蔽装置 |
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2020
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| CN113030525A (zh) * | 2021-03-15 | 2021-06-25 | 国网天津市电力公司电力科学研究院 | 一种gis盆式绝缘子特高频传感器的固定和屏蔽装置 |
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