箱式變電站過熱監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力電網(wǎng)監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種箱式變電站過熱監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]箱式變電站是電力系統(tǒng)重要的控制和保護(hù)設(shè)備，主要用于關(guān)合及開斷電力線，輸送及倒換電力負(fù)荷，以及從電力系統(tǒng)退出故障設(shè)備和線路，對電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行起著舉足輕重的作用。
[0003]箱式變電站承擔(dān)著開斷和關(guān)合電力線路等重要作用，在電力系統(tǒng)中獲得了日益廣泛的應(yīng)用。箱式變電站是將高壓開關(guān)和控制、測量、調(diào)節(jié)、保護(hù)裝置以及外殼、輔件及支持件等部件按照輸配電功能需要組裝起來，除進(jìn)出線外，其余部件完全被金屬外殼封閉的開關(guān)設(shè)備，它承擔(dān)著開斷和關(guān)合電力線路、線路故障保護(hù)、監(jiān)測運(yùn)行電量數(shù)據(jù)等重要作用。國務(wù)院于2006年2月發(fā)布的《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》中，將超大規(guī)模輸配電和電網(wǎng)安全保障列為能源這一重點(diǎn)領(lǐng)域中的優(yōu)先發(fā)展對象。
[0004]電力設(shè)備安全可靠性是超大規(guī)模輸配電和電網(wǎng)安全保障的重要環(huán)節(jié)，箱式變電站作為一種廣泛運(yùn)用的電力設(shè)備，其安全可靠性也因而受到了更多的關(guān)注。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)不少發(fā)電公司、電力公司均出現(xiàn)過不同程度的箱式變電站故障，并造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失。這些故障有一部分來自箱式變電站本身的質(zhì)量問題，更重要的原因在于目前缺乏針對開關(guān)柜的有效監(jiān)測手段。大多數(shù)箱式變電站采用封閉結(jié)構(gòu)、散熱條件較差，在設(shè)備的長期運(yùn)行過程中，開關(guān)柜內(nèi)的觸點(diǎn)、接頭及母線排連接處等部位因老化，接觸電阻過大或工差配合不良而發(fā)熱，并長期處于高電壓，大電流和滿負(fù)荷的條件下運(yùn)行，其結(jié)果導(dǎo)致熱量集結(jié)加劇，如果不對溫升采取有效的監(jiān)測措施，將會危及電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。特別是當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，強(qiáng)大的電流使電氣設(shè)備內(nèi)部溫升加劇，電氣絕緣遭到嚴(yán)重破壞，并使電氣設(shè)備壽命縮短，甚至造成電氣設(shè)備被燒毀的嚴(yán)重事故。
[0005]電力行業(yè)常常發(fā)生電力電纜和設(shè)備因過熱而引起火災(zāi)，導(dǎo)致大面積的電纜燒毀和設(shè)備損壞而被迫停機(jī)，短時(shí)間內(nèi)無法恢復(fù)生產(chǎn)，從而造成重大經(jīng)濟(jì)損失；引起電力設(shè)備過熱和火災(zāi)發(fā)生的直接原因是電纜中間接頭制作質(zhì)量不良、壓接頭不緊固！接觸電阻過大，長期運(yùn)行造成的電纜頭過熱！燒穿絕緣等。統(tǒng)計(jì)表明建設(shè)10年后的變電站，基建時(shí)制作的電纜頭90%以上均因質(zhì)量不良引發(fā)故障而更換。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的主要目的在于克服上述技術(shù)的不足，而提供一種箱式變電站過熱監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)ο涫阶冸娬緝?nèi)部進(jìn)行監(jiān)測，防止火災(zāi)發(fā)生。
[0007]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案:一種箱式變電站過熱監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括終端模塊、ZigBee無線通信模塊、無線接收模塊、監(jiān)測站以及超限報(bào)警模塊，所述終端模塊主要由溫度傳感器、數(shù)據(jù)處理模塊、射頻模塊以及電源構(gòu)成，所述電源用于對所述溫度傳感器、數(shù)據(jù)處理模塊、射頻模塊進(jìn)行供電，所述溫度傳感器與所述數(shù)據(jù)處理模塊連接，所述數(shù)據(jù)處理模塊與所述射頻模塊連接，所述射頻模塊與所述ZigBee無線通信模塊數(shù)據(jù)通信，所述ZigBee無線通信模塊與所述無線接收模塊數(shù)據(jù)通信，所述無線接收模塊將信號數(shù)據(jù)發(fā)送給所述監(jiān)測站，所述監(jiān)測站與所述超限報(bào)警模塊連接。
[0008]優(yōu)選地，所述溫度傳感器采用Dallas公司開發(fā)的一線制數(shù)字溫度傳感器DS18B20。
[0009]優(yōu)選地，所述電源為高壓電流感應(yīng)電源、太陽能電源、激光電源、電池中的一種或多種組合。
[0010]優(yōu)選地，所述ZigBee無線通信模塊選用Chipcon公司的CC2430S0C芯片作為ZigBee無線檢測節(jié)點(diǎn)。
[0011]有益效果:本發(fā)明解決了電力系統(tǒng)急需的高壓環(huán)境下的溫度測量難題，取得了理想的檢測效果，測試表明，該系統(tǒng)溫度檢測范圍大，檢測精度高，抗干擾能力強(qiáng)，通過串口通信擴(kuò)展數(shù)據(jù)分析功能和聯(lián)網(wǎng)告警功能，結(jié)合電力系統(tǒng)提供的電流信息可以進(jìn)行電氣設(shè)備的故障診斷，功能完善。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的組成框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。如圖1所示，一種箱式變電站過熱監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括終端模塊、ZigBee無線通信模塊、無線接收模塊、監(jiān)測站以及超限報(bào)警模塊，所述終端模塊主要由溫度傳感器、數(shù)據(jù)處理模塊、射頻模塊以及電源構(gòu)成，所述電源用于對所述溫度傳感器、數(shù)據(jù)處理模塊、射頻模塊進(jìn)行供電，所述溫度傳感器與所述數(shù)據(jù)處理模塊連接，所述數(shù)據(jù)處理模塊與所述射頻模塊連接，所述射頻模塊與所述ZigBee無線通信模塊數(shù)據(jù)通信，所述ZigBee無線通信模塊與所述無線接收模塊數(shù)據(jù)通信，所述無線接收模塊將信號數(shù)據(jù)發(fā)送給所述監(jiān)測站，所述監(jiān)測站與所述超限報(bào)警模塊連接。無線測溫傳感器測量溫度，測量所得溫度信號通過ZigBee無線通信模塊發(fā)射，由安裝于柜體上的測溫儀中的無線接收模塊接收信號，再通過測溫儀處理信號得到溫度數(shù)據(jù)，并可通過RS485工業(yè)總線上傳數(shù)據(jù)到監(jiān)測站，實(shí)現(xiàn)多柜的實(shí)時(shí)監(jiān)測與超限報(bào)警。
[0014]直接測量溫度的測量精度較高，無線測量部分和傳輸部分體積很小，測量點(diǎn)布局靈活，并能實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測溫使得數(shù)據(jù)更可靠。采用無線傳輸方式也同時(shí)解決了高壓隔離的問題。通過無線接收將數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)接收裝置，再通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)傳送到監(jiān)控主站進(jìn)行處理、分析。
[0015]所述溫度傳感器采用Dallas公司開發(fā)的一線制數(shù)字溫度傳感器DS18B20。DS18B20與傳統(tǒng)的熱敏電阻溫度傳感器相比，能夠直接讀出被測溫度，并且根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程可設(shè)置9?12位的分辨率，可以分別在93.75ms和750ms內(nèi)將溫度值轉(zhuǎn)化9位和12位的數(shù)字量，測溫范圍在_55°C?+125°C內(nèi)，精度為±0.5°C ;工作電壓范圍為3V?5.5V。每片DS18B20內(nèi)部的ROM都光刻了惟一的64位編碼，在多點(diǎn)測溫系統(tǒng)中，可實(shí)現(xiàn)對各測溫點(diǎn)的定位和識別。DS18B20的體積非常小，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便靈活，測試精度高，故非常適合在空間擁擠的高壓開關(guān)柜內(nèi)靈活布置。
[0016]所述電源為高壓電流感應(yīng)電源、太陽能電源、激光電源、電池中的一種或多種組合。①高壓電流感應(yīng)電源:利用的是電磁感應(yīng)原理，通過取能線圈從高壓母線或線路上感應(yīng)出交流電壓，然后經(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓電路后為電子裝置提供電源。這種方法原理簡單，但在實(shí)際應(yīng)用中不易實(shí)現(xiàn)、且電源的穩(wěn)定性差，當(dāng)高壓線路中的電波動較大時(shí)，電源提供的能量會很不穩(wěn)定，甚至?xí)袛嚯姷奈ｋU(xiǎn)。
[0017]②太陽能供電:是利用光伏效應(yīng)將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能。該方法易受氣
[0018]候條件、光照強(qiáng)度、外界環(huán)境溫度、季節(jié)變化等因素的影響，并且缺乏長期免維護(hù)能力，同時(shí)提供的能量有限，對于露天環(huán)境下的溫度監(jiān)測很適用，在高壓開關(guān)柜里這種供電方式是不可取的。
[0019]③激光供電:激光供電是采用激光或其他光源從低壓側(cè)通過光纖將光能傳送至高壓側(cè)，再由光電轉(zhuǎn)換器件將光能轉(zhuǎn)換為電能，經(jīng)過降壓后輸出穩(wěn)定的直流電源。該方法的優(yōu)點(diǎn)是電源能量供給穩(wěn)定，電源紋波小，不易受到外界雜散光源和電路負(fù)載變化的影響；缺點(diǎn)是國內(nèi)的光電技術(shù)還不成熟，購買國外光電器件的造價(jià)又比較高。另外，一般激光器功率偏低，激光二極管易退化，壽命有限，此類電源也不適合在野外使用。
[0020]④電池供電:鋰電池具有高電壓、高能量密度、自放電小、保存時(shí)間長以及工作溫度范圍寬的特點(diǎn)，但在使用中要加保護(hù)電路。最后采用大容量鋰電池經(jīng)高效率超低壓升壓式DC/DC轉(zhuǎn)換器穩(wěn)壓向系統(tǒng)供電，該方案選用TI公司的一款超低輸入電壓升壓式DC/DC轉(zhuǎn)換器TPS61200。鋰電池從大電流輸出到微弱電流輸出都適用，自始至終都能保持電壓穩(wěn)定。
[0021]所述ZigBee無線通信模塊選用Chipcon公司的CC2430S0C芯片作為ZigBee無線檢測節(jié)點(diǎn)。CC2430芯片以強(qiáng)大集成開發(fā)環(huán)境作為支持，它結(jié)合Chipcon ZigBee協(xié)議、工具包和參考設(shè)計(jì)，展示了領(lǐng)先的ZigBee解決方案。其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車、工控系統(tǒng)和無線感應(yīng)網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域，同時(shí)也適用于ZigBee之外2.4GHz頻率的其他設(shè)備。
[0022]本發(fā)明解決了電力系統(tǒng)急需的高壓環(huán)境下的溫度測量難題，取得了理想的檢測效果，測試表明，該系統(tǒng)溫度檢測范圍大，檢測精度高，抗干擾能力強(qiáng)，通過串口通信擴(kuò)展數(shù)據(jù)分析功能和聯(lián)網(wǎng)告警功能，結(jié)合電力系統(tǒng)提供的電流信息可以進(jìn)行電氣設(shè)備的故障診斷，功能完善。
[0023]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種箱式變電站過熱監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括終端模塊、ZigBee無線通信模塊、無線接收模塊、監(jiān)測站以及超限報(bào)警模塊，所述終端模塊主要由溫度傳感器、數(shù)據(jù)處理模塊、射頻模塊以及電源構(gòu)成，所述電源用于對所述溫度傳感器、數(shù)據(jù)處理模塊、射頻模塊進(jìn)行供電，所述溫度傳感器與所述數(shù)據(jù)處理模塊連接，所述數(shù)據(jù)處理模塊與所述射頻模塊連接，所述射頻模塊與所述ZigBee無線通信模塊數(shù)據(jù)通信，所述ZigBee無線通信模塊與所述無線接收模塊數(shù)據(jù)通信，所述無線接收模塊將信號數(shù)據(jù)發(fā)送給所述監(jiān)測站，所述監(jiān)測站與所述超限報(bào)警模塊連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的箱式變電站過熱監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述溫度傳感器采用Dallas公司開發(fā)的一線制數(shù)字溫度傳感器DS18B20。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的箱式變電站過熱監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述電源為高壓電流感應(yīng)電源、太陽能電源、激光電源、電池中的一種或多種組合。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的箱式變電站過熱監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述ZigBee無線通信模塊選用Chipcon公司的CC2430S0C芯片作為ZigBee無線檢測節(jié)點(diǎn)。
【專利摘要】本發(fā)明屬于電力電網(wǎng)監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種箱式變電站過熱監(jiān)測系統(tǒng)，包括終端模塊、ZigBee無線通信模塊、無線接收模塊、監(jiān)測站以及超限報(bào)警模塊，所述終端模塊主要由溫度傳感器、數(shù)據(jù)處理模塊、射頻模塊以及電源構(gòu)成，所述溫度傳感器與所述數(shù)據(jù)處理模塊連接，所述數(shù)據(jù)處理模塊與所述射頻模塊連接，所述射頻模塊與所述ZigBee無線通信模塊數(shù)據(jù)通信，所述ZigBee無線通信模塊與所述無線接收模塊數(shù)據(jù)通信，所述無線接收模塊將信號數(shù)據(jù)發(fā)送給所述監(jiān)測站，所述監(jiān)測站與所述超限報(bào)警模塊連接。本發(fā)明得了理想的檢測效果，測試表明，該系統(tǒng)溫度檢測范圍大，檢測精度高，抗干擾能力強(qiáng)。
【IPC分類】H02J13/00
【公開號】CN104953715
【申請?zhí)枴緾N201510417349
【發(fā)明人】李高林, 朱自偉, 崔志銘, 李高華, 廖小明
【申請人】江西華強(qiáng)金源電氣有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年7月16日