變電站設(shè)備溫度無線監(jiān)測系統(tǒng)及其監(jiān)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線監(jiān)測技術(shù)，特別涉及一種變電站設(shè)備溫度無線監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]變電站的高壓開關(guān)柜、母線接頭、電纜接頭、輸變電線路接頭、室外刀閘開關(guān)等重要的設(shè)備，在長期運行過程中容易因絕緣老化或接觸電阻過大而發(fā)熱，從而導(dǎo)致火災(zāi)和大面積的停電事故，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失及嚴(yán)重的社會影響。因此對變電站設(shè)備進(jìn)行溫度實時監(jiān)測是十分必要的。
[0003]變電站設(shè)備溫度檢測方式大致分為人工逐點測量、紅外熱成像法、有線在線檢測和無線自動檢測等幾種。目前國內(nèi)中小型變電站一般是使用紅外測溫儀進(jìn)行人工逐點測溫，部分條件允許的較大型變電站則采用分布式光纖或紅外熱像儀測溫。國外變電站綜合自動化水平領(lǐng)先于我國，設(shè)備有線在線檢測的精度和可靠性更高，但仍未超越有線測溫的范疇。無線測溫最大的優(yōu)勢在于無需考慮布線問題不僅節(jié)省開支、安裝維護(hù)簡單、減少變電站的空間占用，而且避免了工作人員長期在變電站強(qiáng)電磁環(huán)境下身體所受到的傷害。無線在線監(jiān)測可應(yīng)用于變電站綜合自動化無人值守下的溫度監(jiān)控，其特有的優(yōu)勢預(yù)示著它未來廣闊的發(fā)展空。在電力設(shè)備檢測中需要經(jīng)常測量電力設(shè)備各部件的溫度，對于變電站設(shè)備的這些易發(fā)熱部位，如果不采取可靠的監(jiān)測手段，容易引起溫升加劇、設(shè)備過熱從而燒毀一次設(shè)備，導(dǎo)致供電中斷或惡性事故，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重因此，對變電站設(shè)備進(jìn)行溫度在線監(jiān)測具有重要的現(xiàn)實意義。變電站設(shè)備無線監(jiān)測技術(shù)集微電子技術(shù)、無線通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、電池技術(shù)、電磁兼容技術(shù)于一體。隨著低功耗和抗干擾技術(shù)的進(jìn)一步突破，無線監(jiān)測技術(shù)相對于傳統(tǒng)的變電站監(jiān)測模式的各種優(yōu)勢將更加凸顯，短距離無線通信技術(shù)在變電站等電力系統(tǒng)方面的應(yīng)用會不斷得到認(rèn)可和普及。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有變電站設(shè)備溫度監(jiān)測只能依靠有線方式通過人工值守進(jìn)行的問題。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種變電站設(shè)備溫度無線監(jiān)測方法，步驟如下:
[0006]A.在變電站需要進(jìn)行溫度監(jiān)控的設(shè)備上安裝溫度傳感器，所述需要進(jìn)行溫度監(jiān)測的設(shè)備包括高壓開關(guān)柜、母線接頭、電纜接頭、輸變電線接頭及室外刀閘開關(guān)，每一溫度傳感器對應(yīng)一設(shè)備；
[0007]B.溫度傳感器對對應(yīng)設(shè)備的溫度進(jìn)行采集，并將采集的溫度信息通過第一單片機(jī)處理系統(tǒng)進(jìn)行處理后通過無線發(fā)射電路進(jìn)行發(fā)射；
[0008]C.無線接收電路接收無線發(fā)射電路發(fā)射的經(jīng)處理的溫度信息，并將所述處理的溫度信息通過第二單片機(jī)處理系統(tǒng)進(jìn)行再次處理后傳輸給顯示模塊進(jìn)行對應(yīng)顯示。
[0009]具體地，顯示模塊與第二單片機(jī)處理系統(tǒng)之間還設(shè)置有上位機(jī)，所述上位機(jī)用于溫度數(shù)據(jù)的存儲及查詢，同時將采集到的溫度數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的安全溫度范圍進(jìn)行對比，當(dāng)采集到的溫度數(shù)據(jù)在設(shè)定的安全溫度范圍之外時，發(fā)出報警信號。
[0010]一種優(yōu)選的方案是，所述第一單片機(jī)處理系統(tǒng)及第二單片機(jī)處理系統(tǒng)采用MSP430F149單片機(jī)，所述溫度傳感器為DS18B20溫度傳感器，所述顯示模塊為IXD1602液晶顯示器，所述無線發(fā)射電路及無線接收電路采用nRF24L01芯片。
[0011]具體地，所述溫度傳感器的溫度檢測范圍為-55度至125度。
[0012]具體地，，步驟A中，設(shè)備安裝完畢后，需依次對MSP430F149單片機(jī)的時鐘、MSP430F149單片機(jī)的定時器、無線發(fā)射電路的nRF24L01芯片、無線接收電路的nRF24L01芯片及DS18B20溫度傳感器進(jìn)行初始化。
[0013]具體地，所述無線發(fā)射電路的nRF24L01芯片的初始化流程如下:
[0014]A.配置nRF24L01芯片的I/O接口及寄存器地址；
[0015]B.向nRF24L01芯片傳輸數(shù)據(jù)后判斷nRF24L01芯片的是否產(chǎn)生中斷，若未產(chǎn)生中斷，則重復(fù)進(jìn)行判斷，若產(chǎn)生中斷則進(jìn)入步驟C ;
[0016]C.判斷中斷源是否為發(fā)送成功中斷，若是則進(jìn)入步驟B，若否則發(fā)送錯誤處理信息;
[0017]所述無線接收電路的nRF24L01芯片的初始化過程如下:
[0018]A.配置nRF24L01芯片的I/O接口及寄存器地址；
[0019]B.判斷nRF24L01芯片是否產(chǎn)生接收中斷，若否則重復(fù)該判斷，若是，則進(jìn)入步驟C；
[0020]C.從nRF24L01芯片接收數(shù)據(jù)，并將所接收的數(shù)據(jù)通過UART/USB端口進(jìn)行發(fā)送。
[0021]對應(yīng)上述方法，本發(fā)明還提供一種變電站設(shè)備溫度無線監(jiān)測系統(tǒng)，包括溫度傳感器，所述溫度傳感器安裝在需要進(jìn)行溫度監(jiān)測的變電站設(shè)備上，還包括第一單片機(jī)處理系統(tǒng)、無線發(fā)射電路、無線接收電路、第二單片機(jī)處理系統(tǒng)及顯示模塊，所述溫度傳感器、第一單片機(jī)處理系統(tǒng)、無線發(fā)射電路、無線接收電路、第二單片機(jī)處理系統(tǒng)及顯示模塊依次連接。
[0022]所述溫度傳感器用于檢測與其對應(yīng)設(shè)備的溫度，每一設(shè)備對應(yīng)一溫度傳感器；所述第一單片機(jī)處理系統(tǒng)用于對溫度傳感器檢測的溫度進(jìn)行處理，將其與設(shè)備進(jìn)行關(guān)聯(lián)對應(yīng);
[0023]所述無線發(fā)射電路用于無線信號發(fā)射，無線接收電路用于無線信號接收；所述第二單片機(jī)處理系統(tǒng)用于對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行與第一單片機(jī)處理系統(tǒng)對應(yīng)的反向處理；顯示模塊用于對第二單片機(jī)處理系統(tǒng)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。
[0024]具體地，顯示模塊與第二單片機(jī)處理系統(tǒng)之間還設(shè)置有上位機(jī)，所述上位機(jī)用于溫度數(shù)據(jù)的存儲及查詢，同時將采集到的溫度數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的安全溫度范圍進(jìn)行對比，當(dāng)采集到的溫度數(shù)據(jù)在設(shè)定的安全溫度范圍之外時，發(fā)出報警信號。因此，上位機(jī)應(yīng)帶有報警器或者有報警器與上位機(jī)連接。
[0025]優(yōu)選地，所述第一單片機(jī)處理系統(tǒng)及第二單片機(jī)處理系統(tǒng)采用MSP430F149單片機(jī)，所述溫度傳感器為DS18B20溫度傳感器，所述顯示模塊為IXD1602液晶顯示器，所述無線發(fā)射電路及無線接收電路采用nRF24L01芯片。
[0026]具體地，所述需要進(jìn)行溫度監(jiān)測的變電站設(shè)備包括高壓開關(guān)柜、母線接頭、電纜接頭、輸變電線接頭及室外刀閘開關(guān)。
[0027]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明以MSP430F149和nRF24L01為主芯片，實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)采集節(jié)點和中心節(jié)點的硬件、軟件設(shè)計，以及上位機(jī)監(jiān)測軟件設(shè)計。使用DS18B20溫度傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，MSP430F149對采集到的溫度進(jìn)行處理，然后通過無線發(fā)送模塊Nrf2401把溫度數(shù)據(jù)發(fā)送給接收端。接收端采用也采用MSP430F149為核心，從而保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。通過IXD1602液晶顯示器來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示，從而實現(xiàn)對溫度的無線檢測。溫度數(shù)據(jù)采集節(jié)點由微處理器單元、無線通信單元、溫度采集單元和電源單元構(gòu)成；中心節(jié)點由微處理器單元、無線通信單元、串行通信單元、存儲單元和電源單元構(gòu)成。溫度數(shù)據(jù)采集節(jié)點在上電成功后就開始采集設(shè)備溫度，以無線方式將采集到的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送給中心節(jié)點。中心節(jié)點將匯集起來的各個節(jié)點溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，等待并響應(yīng)上位機(jī)的通信命令。監(jiān)測計算機(jī)軟件由VisualC++6.0來開發(fā)，實現(xiàn)對系統(tǒng)的管理和分析，提供參數(shù)設(shè)置、報警、顯示、打印等功能。
[0028]以下結(jié)合實實施例的【具體實施方式】對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述，應(yīng)當(dāng)注意的是，實施例僅僅是為了幫助讀者更好地理解本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思，并不用以限制本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【具體實施方式】
[0029]本發(fā)明提供一種通過無線方式實現(xiàn)對變電站設(shè)備溫度進(jìn)行監(jiān)測的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括溫度傳感器，所述溫度傳感器安裝在需要進(jìn)行溫度監(jiān)測的變電站設(shè)備上，還包括第一單片機(jī)處理系統(tǒng)、無線發(fā)射電路、無線接收電路、第二單片機(jī)處理系統(tǒng)及顯示模塊，所述溫度傳感器、第一單片機(jī)處理系統(tǒng)、無線發(fā)射電路、無線接收電路、第二單片機(jī)處理系統(tǒng)及顯示模塊依次連接；所述溫度傳感器用于檢測與其對應(yīng)設(shè)備的溫度，每一設(shè)備對應(yīng)一溫度傳感器；所述第一單片機(jī)處理系統(tǒng)用于對溫度傳感器檢測的溫度進(jìn)行處理，將其與設(shè)備進(jìn)行關(guān)聯(lián)對應(yīng)；所述無線發(fā)射電路用于無線信號發(fā)射，無線接收電路用于無線信號接收；所述第二單片機(jī)處理系統(tǒng)用于對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行與第一單片機(jī)處理系統(tǒng)對應(yīng)的反向處理；顯示模塊用于對第二單片機(jī)處理系統(tǒng)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。
[0030]對應(yīng)于上述的系統(tǒng)，本發(fā)明還提供一種變電站設(shè)備溫度無線監(jiān)測方法，該方法步驟如下:首先，在變電站需要進(jìn)行溫度監(jiān)控的設(shè)備上安裝溫度傳感器，所述需要進(jìn)行溫度監(jiān)測的設(shè)備包括高壓開關(guān)柜、母線接頭、電纜接頭、輸變電線