智能變電站輔控系統(tǒng)無(wú)線溫濕度傳感器及監(jiān)測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于智能變電站輔控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能變電站輔控系統(tǒng)無(wú)線溫濕度傳感器及監(jiān)測(cè)方法。本發(fā)明是由信號(hào)采集傳感器、處理電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘系統(tǒng)、無(wú)線通信系統(tǒng)以及控制器系統(tǒng)設(shè)置在裝置外殼內(nèi)部的核心電路板上，顯示系統(tǒng)、防水旋鈕及天線設(shè)置在外殼上；防水旋鈕與供電電纜相連接；所述的信號(hào)采集傳感器與處理電路相連，然后與實(shí)時(shí)時(shí)鐘系統(tǒng)、無(wú)線通信系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)依次連接至控制器系統(tǒng)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀，安裝方法簡(jiǎn)便，安全，便于運(yùn)行人員安裝、使用和維護(hù)。可對(duì)室內(nèi)環(huán)境的溫濕度進(jìn)行智能控制，避免有線通信方式組網(wǎng)困難、擴(kuò)展不便的缺點(diǎn)。本發(fā)明的應(yīng)用范圍廣，尤其是在無(wú)人值守的變電站內(nèi)的應(yīng)用更是普遍。
【專利說(shuō)明】智能變電站輔控系統(tǒng)無(wú)線溫濕度傳感器及監(jiān)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于智能變電站輔控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能變電站輔控系統(tǒng)無(wú)線溫濕度傳感器及監(jiān)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]智能變電站是采用先進(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動(dòng)完成信息采集、測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測(cè)等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動(dòng)等聞級(jí)功能的變電站。
[0003]輔助控制系統(tǒng)是以高可靠的智能設(shè)備為基礎(chǔ)，綜合采用動(dòng)力環(huán)境、圖像監(jiān)控、消防、照明以及安防等技術(shù)手段，為變電站的可靠穩(wěn)定運(yùn)行提供技術(shù)保障。智能變電站輔控系統(tǒng)能夠?yàn)樵O(shè)備的狀態(tài)可視化以及設(shè)備的狀態(tài)檢修提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持，是智能化變電站的重要組成部分之一。變電站實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班和智能化后，對(duì)變電站輔助系統(tǒng)的運(yùn)維提出了更高的要求。
[0004]傳統(tǒng)變電站輔助監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一般通過(guò)信號(hào)電纜以有線的方式完成信號(hào)傳輸，布線施工成本較高，系統(tǒng)通信的可擴(kuò)展性、靈活性受限。另外，傳統(tǒng)變電站輔助監(jiān)測(cè)系統(tǒng)缺乏環(huán)境監(jiān)控手段，目前大多數(shù)變電站都是通過(guò)溫度計(jì)測(cè)量環(huán)境溫度，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)對(duì)溫濕度等環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，無(wú)法做到危險(xiǎn)事件的監(jiān)控和預(yù)防，更無(wú)法做到根據(jù)溫濕度調(diào)節(jié)空調(diào)溫度，實(shí)現(xiàn)節(jié)能增效。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種智能變電站輔控系統(tǒng)無(wú)線溫濕度傳感器及監(jiān)測(cè)方法。其目的是通過(guò)該無(wú)線溫濕度傳感器裝置的研制及應(yīng)用，使得智能變電站中主控室、繼保室、蓄電池室、高壓室、通信室的室內(nèi)環(huán)境溫濕度得到連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并且可以對(duì)室內(nèi)溫濕度環(huán)境進(jìn)行智能控制，對(duì)保護(hù)室內(nèi)運(yùn)行的繼電保護(hù)設(shè)備等具有重要作用。
[0006]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
智能變電站輔控系統(tǒng)無(wú)線溫濕度傳感器，其特征在于:信號(hào)采集傳感器、處理電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘系統(tǒng)、無(wú)線通信系統(tǒng)以及控制器系統(tǒng)設(shè)置在裝置外殼內(nèi)部的核心電路板上，顯示系統(tǒng)、防水旋鈕及天線設(shè)置在外殼上；防水旋鈕與供電電纜相連接；所述的信號(hào)采集傳感器與處理電路相連，然后與實(shí)時(shí)時(shí)鐘系統(tǒng)、無(wú)線通信系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)依次連接至控制器系統(tǒng)。
[0007]所述的處理電路包括濾波電路、信號(hào)放大電路以及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。
[0008]所述的信號(hào)采集傳感器輸出的二次信號(hào)接入處理電路，處理電路將調(diào)理好的模擬信號(hào)送入控制器進(jìn)行計(jì)算處理，計(jì)算結(jié)果顯示在顯示屏上。
[0009]所述的無(wú)線通信系統(tǒng)與輔控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)后臺(tái)計(jì)算機(jī)相連，并通過(guò)無(wú)線通信將測(cè)量結(jié)果上傳，計(jì)算機(jī)可以通過(guò)串口調(diào)試助手等串口工具對(duì)傳感器的通信、測(cè)量、報(bào)警、校準(zhǔn)等參數(shù)進(jìn)行配置。
[0010]智能變電站輔控系統(tǒng)無(wú)線溫濕度傳感器的監(jiān)測(cè)方法是:在取消通信電纜鋪設(shè)的情況下通過(guò)無(wú)線通信模式即可監(jiān)控各個(gè)控制室內(nèi)的溫濕度數(shù)據(jù)，具體步驟如下:
(1)在不破壞原有結(jié)構(gòu)不鋪設(shè)通信電纜的前提下，采用智能變電站輔控系統(tǒng)無(wú)線溫濕度傳感器安裝在控制室墻壁上，來(lái)獲取室內(nèi)的實(shí)時(shí)溫濕度數(shù)據(jù)；
(2)通過(guò)信號(hào)采集傳感器將采集到的溫濕度情況轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)應(yīng)的電壓信號(hào)；
(3)將電壓信號(hào)通過(guò)處理電路處理后，送入控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行計(jì)算處理，得到數(shù)字化的室內(nèi)溫濕度數(shù)據(jù)；
(4)將上述步驟(3)中的數(shù)字化的室內(nèi)溫濕度數(shù)據(jù)在顯示屏上顯示出來(lái)，并與預(yù)先設(shè)定的對(duì)應(yīng)控制室溫濕度允許值進(jìn)行比較，若大于允許值，顯示屏上同時(shí)顯示報(bào)警信號(hào)；
(5)通過(guò)無(wú)線通信系統(tǒng)把上述步驟(3)計(jì)算得到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳到后臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)，后臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過(guò)通信協(xié)議對(duì)監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行各種相關(guān)參數(shù)配置，以滿足不同控制室對(duì)溫濕度的要求。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果是:
本裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊，外形美觀，在安裝方式上，采用通過(guò)外殼背面的掛件直接安裝在需要監(jiān)測(cè)環(huán)境參數(shù)的室內(nèi)墻壁上的方式，安裝方法簡(jiǎn)便，安全，便于運(yùn)行人員安裝、使用和維護(hù)。
[0012]本發(fā)明可以用于智能變電站主控室、繼保室、蓄電池室、高壓室、通信室的室內(nèi)環(huán)境溫濕度在線監(jiān)測(cè)，就地顯示及遠(yuǎn)傳，越限報(bào)警以及參數(shù)配置等功能。進(jìn)而對(duì)室內(nèi)環(huán)境的溫濕度進(jìn)行智能控制，同時(shí)避免了有線通信方式組網(wǎng)困難、擴(kuò)展不便的缺點(diǎn)。其中無(wú)線監(jiān)測(cè)裝置具有溫濕度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及超限報(bào)警功能，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可以上傳，報(bào)警閾值可以由用戶自行定義，在監(jiān)控中心對(duì)環(huán)境參量超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)發(fā)出視聽(tīng)告警，在平臺(tái)的圖形展示界面或者電子地圖界面上閃爍顯示，以及通過(guò)語(yǔ)音、短信方式自動(dòng)通知值班維護(hù)人員，并自動(dòng)將排障資料打印/存檔。隨著智能變電站的建設(shè)，本發(fā)明的應(yīng)用范圍會(huì)越來(lái)越廣，尤其是在無(wú)人值守的變電站內(nèi)的應(yīng)用更是普遍。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0013]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0014]圖1是本發(fā)明的工作原理示意圖；
圖2是本發(fā)明的功能結(jié)構(gòu)框圖；
圖3是本發(fā)明的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中:外殼I，防水旋鈕2，核心電路板3，天線4。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明是一種智能變電站輔控系統(tǒng)無(wú)線溫濕度傳感器及監(jiān)測(cè)方法，其中智能變電站輔控系統(tǒng)無(wú)線溫濕度傳感器，如圖1到圖4所示，圖1是本發(fā)明的工作原理示意圖，圖2是本發(fā)明的功能結(jié)構(gòu)框圖，圖3是本發(fā)明的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]本發(fā)明的無(wú)線溫濕度傳感器包括信號(hào)采集傳感器、處理電路、顯示系統(tǒng)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘系統(tǒng)、無(wú)線通信系統(tǒng)以及控制器系統(tǒng)。
[0018]其中無(wú)線溫濕度傳感器的信號(hào)采集傳感器、處理電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘系統(tǒng)、無(wú)線通信系統(tǒng)以及控制器系統(tǒng)設(shè)置在裝置外殼I內(nèi)部的核心電路板3上，顯示系統(tǒng)、防水旋鈕2及天線4設(shè)置在外殼I上；防水旋鈕2與供電電纜相連接。
[0019]信號(hào)采集傳感器與處理電路相連，然后與實(shí)時(shí)時(shí)鐘系統(tǒng)、無(wú)線通信系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)連接至控制器系統(tǒng)。
[0020]本發(fā)明裝置是將溫濕度測(cè)量模塊和無(wú)線通信模塊放置在一個(gè)塑料外殼I內(nèi)，在外殼I頂蓋處設(shè)有顯示屏，用于顯示室內(nèi)溫度和濕度的數(shù)值，外殼I側(cè)面設(shè)有天線4出孔。另夕卜，裝置的供電電纜通過(guò)防水旋鈕2與裝置相連，一方面保證了供電的可靠，另一方面對(duì)裝置內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了防水防塵保護(hù)等。
[0021]信號(hào)采集傳感器輸出的二次信號(hào)接入裝置的處理電路，處理電路將調(diào)理好的模擬信號(hào)送入控制器進(jìn)行計(jì)算處理，計(jì)算結(jié)果顯示在顯示屏上。另外，本裝置可以與輔控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)后臺(tái)計(jì)算機(jī)相連，并通過(guò)無(wú)線通信將測(cè)量結(jié)果上傳，計(jì)算機(jī)可以通過(guò)串口調(diào)試助手等串口工具對(duì)裝置的通信、測(cè)量、報(bào)警、校準(zhǔn)等參數(shù)進(jìn)行配置。
[0022]如圖3所示，圖3為本發(fā)明的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖，底層的多個(gè)無(wú)線溫濕度監(jiān)測(cè)裝置通過(guò)無(wú)線通信方式與輔控系統(tǒng)后臺(tái)計(jì)算機(jī)之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，該監(jiān)測(cè)裝置可以將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和報(bào)警信息上傳給后臺(tái)計(jì)算機(jī)，同時(shí)后臺(tái)計(jì)算機(jī)可以讀取底層裝置的測(cè)量數(shù)據(jù)，并對(duì)底層裝置進(jìn)行相關(guān)配置。
[0023]本發(fā)明智能變電站輔控系統(tǒng)無(wú)線溫濕度傳感器具有以下特點(diǎn):
1.裝置自帶溫濕度數(shù)據(jù)顯示功能，能夠?qū)⑹覂?nèi)的溫度和濕度顯示在顯示屏上，方便運(yùn)行人員現(xiàn)場(chǎng)觀察；
2.裝置支持RS-232/485通信接口，支持有線通信和無(wú)線通信兩種方式，可通過(guò)通信協(xié)議將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及報(bào)警值等信息上傳到計(jì)算機(jī)或綜合監(jiān)測(cè)單元IED ；
3.電磁兼容及保護(hù)電路設(shè)計(jì)。由于變電站的電磁環(huán)境十分惡劣，高電壓和強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)設(shè)備的干擾強(qiáng)烈，因此設(shè)計(jì)了合理的電磁兼容和保護(hù)電路。
[0024]本發(fā)明智能變電站輔控系統(tǒng)無(wú)線溫濕度傳感器的監(jiān)測(cè)方法，是在取消通信電纜鋪設(shè)的情況下通過(guò)無(wú)線通信模式即可監(jiān)控各個(gè)控制室內(nèi)的溫濕度數(shù)據(jù)，具體步驟如下:
在取消通信電纜鋪設(shè)的情況下通過(guò)無(wú)線通信模式即可監(jiān)控各個(gè)控制室內(nèi)的溫濕度數(shù)據(jù)，具體步驟如下:
(1)在不破壞原有結(jié)構(gòu)不鋪設(shè)通信電纜的前提下，采用智能變電站輔控系統(tǒng)無(wú)線溫濕度傳感器安裝在控制室墻壁上，來(lái)獲取室內(nèi)的實(shí)時(shí)溫濕度數(shù)據(jù)；
(2)通過(guò)信號(hào)采集傳感器將采集到的溫濕度情況轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)應(yīng)的電壓信號(hào)；
(3)將電壓信號(hào)通過(guò)處理電路處理后，送入控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行計(jì)算處理，得到數(shù)字化的室內(nèi)溫濕度數(shù)據(jù)；
(4)將上述步驟(3)中的數(shù)字化的室內(nèi)溫濕度數(shù)據(jù)在顯示屏上顯示出來(lái)，并與預(yù)先設(shè)定的對(duì)應(yīng)控制室溫濕度允許值進(jìn)行比較，若大于允許值，顯示屏上同時(shí)顯示報(bào)警信號(hào)；
(5)通過(guò)無(wú)線通信系統(tǒng)把上述步驟(3)計(jì)算得到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳到后臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)，后臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過(guò)通信協(xié)議對(duì)監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行各種相關(guān)參數(shù)配置，以滿足不同控制室對(duì)溫濕度的要求。[0025]本發(fā)明具體實(shí)施時(shí)工作過(guò)程如下:信號(hào)采集傳感器將采集到的溫濕度信號(hào)送給處理電路，調(diào)整到合適的量程之后通過(guò)控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將此信號(hào)進(jìn)行計(jì)算處理，得到的計(jì)算結(jié)果一方面顯示在裝置的顯示屏上，裝置可以預(yù)設(shè)溫濕度報(bào)警值，當(dāng)計(jì)算結(jié)果超過(guò)預(yù)設(shè)報(bào)警值時(shí)，報(bào)警信息一方面在裝置本地顯示，另一方面遠(yuǎn)傳到后臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)，提醒運(yùn)行人員采取措施進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可以將報(bào)警信息通過(guò)無(wú)線上傳給監(jiān)控計(jì)算機(jī)，并且后臺(tái)計(jì)算機(jī)可通過(guò)通信協(xié)議對(duì)監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行各種參數(shù)配置，以滿足不同變電站控制室的需求。
[0026]本發(fā)明在通信方面的創(chuàng)新如下:
1.首次在智能變電站輔控系統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測(cè)中使用了無(wú)線通信方式，采用的是高可靠、超低功耗的自組織多跳無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)WIA技術(shù)，智能無(wú)線網(wǎng)絡(luò)WIA技術(shù)基于短程無(wú)線通信IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn),使用符合中國(guó)無(wú)委會(huì)規(guī)定的自由頻帶，解決惡劣環(huán)境下遍布的各種大型器械、金屬管道等對(duì)無(wú)線信號(hào)的反射、散射造成的多徑效應(yīng)，以及馬達(dá)、器械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生電磁噪聲對(duì)無(wú)線通信的干擾，采用高可靠自組織網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用分層組織模式，支持報(bào)文聚合與解聚，支持?jǐn)U頻通信與窄帶通信。
[0027]2.使用無(wú)線通信方式，便于擴(kuò)展和調(diào)試。使用無(wú)線通信方式，避免了繁雜的電纜光纜鋪設(shè)工作，后期維護(hù)也比較方便，同時(shí)便于擴(kuò)展，理論上可以擴(kuò)展的數(shù)量不限。
【權(quán)利要求】
1.智能變電站輔控系統(tǒng)無(wú)線溫濕度傳感器，其特征在于:信號(hào)采集傳感器、處理電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘系統(tǒng)、無(wú)線通信系統(tǒng)以及控制器系統(tǒng)設(shè)置在裝置外殼(I)內(nèi)部的核心電路板(3)上，顯示系統(tǒng)、防水旋鈕(2)及天線(4)設(shè)置在外殼(I)上；防水旋鈕(2)與供電電纜相連接; 所述的信號(hào)采集傳感器與處理電路相連，然后與實(shí)時(shí)時(shí)鐘系統(tǒng)、無(wú)線通信系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)依次連接至控制器系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站輔控系統(tǒng)無(wú)線溫濕度傳感器，其特征在于:所述的處理電路包括濾波電路、信號(hào)放大電路以及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站輔控系統(tǒng)無(wú)線溫濕度傳感器，其特征在于:所述的信號(hào)采集傳感器輸出的二次信號(hào)接入處理電路，處理電路將調(diào)理好的模擬信號(hào)送入控制器進(jìn)行計(jì)算處理，計(jì)算結(jié)果顯示在顯示屏上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站輔控系統(tǒng)無(wú)線溫濕度傳感器，其特征在于:所述的無(wú)線通信系統(tǒng)與輔控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)后臺(tái)計(jì)算機(jī)相連，并通過(guò)無(wú)線通信將測(cè)量結(jié)果上傳，計(jì)算機(jī)可以通過(guò)串口調(diào)試助手等串口工具對(duì)傳感器的通信、測(cè)量、報(bào)警、校準(zhǔn)等參數(shù)進(jìn)行配置。
5.智能變電站輔控系統(tǒng)無(wú)線溫濕度傳感器的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于:在取消通信電纜鋪設(shè)的情況下通過(guò)無(wú)線通信模式即可監(jiān)控各個(gè)控制室內(nèi)的溫濕度數(shù)據(jù)，具體步驟如下: (1)在不破壞原有結(jié)構(gòu)不鋪設(shè)通信電纜的前提下，采用智能變電站輔控系統(tǒng)無(wú)線溫濕度傳感器安裝在控制室墻壁上，來(lái)獲取室內(nèi)的實(shí)時(shí)溫濕度數(shù)據(jù)； (2)通過(guò)信號(hào)采集傳感器將采集到的溫濕度情況轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)應(yīng)的電壓信號(hào)； (3)將電壓信號(hào)通過(guò)處理電路處理后，送入控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行計(jì)算處理，得到數(shù)字化的室內(nèi)溫濕度數(shù)據(jù)； (4)將上述步驟(3)中的數(shù)字化的室內(nèi)溫濕度數(shù)據(jù)在顯示屏上顯示出來(lái)，并與預(yù)先設(shè)定的對(duì)應(yīng)控制室溫濕度允許值進(jìn)行比較，若大于允許值，顯示屏上同時(shí)顯示報(bào)警信號(hào)； (5)通過(guò)無(wú)線通信系統(tǒng)把上述步驟(3)計(jì)算得到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳到后臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)，后臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過(guò)通信協(xié)議對(duì)監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行各種相關(guān)參數(shù)配置，以滿足不同控制室對(duì)溫濕度的要求。
【文檔編號(hào)】G01D21/02GK103560586SQ201310550702
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月9日
【發(fā)明者】高強(qiáng), 李平, 關(guān)明, 王濤, 王剛, 李萬(wàn)源, 孫睿, 李洋, 耿寶宏 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司盤錦供電公司, 國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院, 遼寧東科電力有限公司