基于物聯(lián)網(wǎng)的預(yù)裝式變電站溫度監(jiān)測(cè)與風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的預(yù)裝式變電站溫度監(jiān)測(cè)與風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，包括：用于對(duì)預(yù)裝式變電站的環(huán)境溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控的溫度采集模塊，用于對(duì)預(yù)裝式變電站進(jìn)行降溫的風(fēng)機(jī)，一處理器模塊與溫度采集模塊相連，以通過(guò)風(fēng)機(jī)控制模塊驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)啟停；所述處理器模塊還與GSM模塊相連，以將預(yù)裝式變電站內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)通過(guò)短信方式進(jìn)行發(fā)送；本實(shí)用新型的預(yù)裝式變電站溫度監(jiān)測(cè)與風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)預(yù)裝式變電站的溫度數(shù)據(jù)采集、風(fēng)機(jī)控制、自動(dòng)報(bào)警控制及短信通知功能，能有效的防止預(yù)裝式變電站內(nèi)出現(xiàn)溫度過(guò)高的現(xiàn)象，提高110kV配電網(wǎng)供電的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。
【專利說(shuō)明】
基于物聯(lián)網(wǎng)的預(yù)裝式變電站溫度監(jiān)測(cè)與風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于配電網(wǎng)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的預(yù)裝式變電站溫度監(jiān)測(cè)與風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]預(yù)裝式變電站是集高壓模塊、變壓器模塊、低壓模塊、綜自保護(hù)模塊和無(wú)功補(bǔ)償模塊于一體，通過(guò)虛擬制造、工廠化生產(chǎn)預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)模塊化裝配實(shí)現(xiàn)變電站的快速組裝和整體聯(lián)調(diào)，使變電站復(fù)雜工程“產(chǎn)品化”。
[0003]21世紀(jì)，智能化預(yù)裝式變電站備受青睞，多家著名企業(yè)如美國(guó)的Powell公司和IMPulse公司，德國(guó)西門子公司FEAG工廠、瑞士賽雪龍(Secheron)公司、日本東芝公司等都推出了提升智能化綜合性解決方案，實(shí)現(xiàn)一、二次設(shè)備通信數(shù)字化及運(yùn)行控制的自動(dòng)化，增強(qiáng)信息遙控、遙測(cè)、遙感、遙視等功能，提升了系統(tǒng)的交互性和協(xié)作性。新世紀(jì)以來(lái)，從鞏固智能化電網(wǎng)統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)的角度出發(fā)，在站內(nèi)數(shù)據(jù)信息共享的基礎(chǔ)上，對(duì)變電站運(yùn)行全面感知、網(wǎng)絡(luò)化傳輸、統(tǒng)一接口和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，形成一體化綜合交互平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)全景信息交互與數(shù)據(jù)共享、遠(yuǎn)程智能預(yù)警、自動(dòng)故障定位和健康診斷。針對(duì)預(yù)裝式變電站，構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，集中采集預(yù)裝式變電站運(yùn)行信息，包括電參量、環(huán)境溫濕度、變壓器溫度等信息，進(jìn)行智能信息處理，提供全景信息交互與共享、故障診斷與定位、以及應(yīng)對(duì)決策，確保預(yù)裝式變電站的經(jīng)濟(jì)和安全運(yùn)行，延長(zhǎng)其使用壽命，必將是提升預(yù)裝式變電站智能化的發(fā)展趨勢(shì)。這項(xiàng)研究在國(guó)內(nèi)尚屬首創(chuàng)，具有廣闊的發(fā)展前景。
[0004]無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks，WSN)是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過(guò)無(wú)線通信方式形成的一個(gè)多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感知對(duì)象的信息，并發(fā)送給觀察者。
[0005]本設(shè)計(jì)將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于預(yù)裝式變電站監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，將“互聯(lián)網(wǎng)+”與傳統(tǒng)制造有機(jī)融合，對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化，提升變電站制造業(yè)整體的核心競(jìng)爭(zhēng)力和水平發(fā)揮較大作用?？梢灶A(yù)見(jiàn)，擁有智能化遠(yuǎn)程遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)、故障定位、健康診斷及生命周期預(yù)測(cè)等功能且供電安全可靠是箱變產(chǎn)業(yè)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的預(yù)裝式變電站溫度監(jiān)測(cè)與風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)預(yù)裝式變電站的溫度數(shù)據(jù)采集、風(fēng)機(jī)控制、自動(dòng)報(bào)警控制及短信通知功能。
[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的預(yù)裝式變電站溫度監(jiān)測(cè)與風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，包括:用于對(duì)預(yù)裝式變電站的環(huán)境溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控的溫度采集模塊，用于對(duì)預(yù)裝式變電站進(jìn)行降溫的風(fēng)機(jī)，一處理器模塊與溫度采集模塊相連，以通過(guò)風(fēng)機(jī)控制模塊驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)啟停;所述處理器模塊還與GSM模塊相連，以將預(yù)裝式變電站內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)通過(guò)短信方式進(jìn)行發(fā)送。
[0008]進(jìn)一步，所述處理器模塊還與ZigBee模塊，將預(yù)裝式變電站內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機(jī)終端。
[0009]進(jìn)一步，所述處理器模塊還與報(bào)警模塊相連，以當(dāng)預(yù)裝式變電站內(nèi)的溫度超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，發(fā)出報(bào)警。
[0010]進(jìn)一步，所述溫度采集模塊包括:用于分別測(cè)量變壓器各相溫度的數(shù)據(jù)調(diào)理子模塊;所述數(shù)據(jù)調(diào)理子模塊包括:溫度傳感器，所述溫度傳感器依次通過(guò)橋式電路、差分放大電路、濾波電路與處理器模塊的一 AD端相連。
[0011 ]進(jìn)一步，所述風(fēng)機(jī)控制模塊包括:與處理器模塊相連的光耦驅(qū)動(dòng)電路，且該光耦驅(qū)動(dòng)電路依次通過(guò)光耦隔離模塊、風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)繼電器及繼電器驅(qū)動(dòng)電路與風(fēng)機(jī)供電端相連。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是，本實(shí)用新型的預(yù)裝式變電站溫度監(jiān)測(cè)與風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)預(yù)裝式變電站的溫度數(shù)據(jù)采集、風(fēng)機(jī)控制、自動(dòng)報(bào)警控制及短信通知功能，能有效的防止預(yù)裝式變電站內(nèi)出現(xiàn)溫度過(guò)高的現(xiàn)象，提高I 1kV配電網(wǎng)供電的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。
【附圖說(shuō)明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0014]圖1是本實(shí)用新型的預(yù)裝式變電站溫度監(jiān)測(cè)與風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的原理框圖；
[0015]圖2是本實(shí)用新型的溫度采集模塊的電路圖；
[0016]圖3是本實(shí)用新型的風(fēng)機(jī)控制模塊的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。
[0018]如圖1所示，本實(shí)用新型的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的預(yù)裝式變電站溫度監(jiān)測(cè)與風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其包括:用于對(duì)預(yù)裝式變電站的環(huán)境溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控的溫度采集模塊，用于對(duì)預(yù)裝式變電站進(jìn)行降溫的風(fēng)機(jī)，一處理器模塊與溫度采集模塊相連，以通過(guò)風(fēng)機(jī)控制模塊驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)啟停;所述處理器模塊還與GSM模塊相連，以將預(yù)裝式變電站內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)通過(guò)短信方式進(jìn)行發(fā)送。
[0019]所述處理器模塊例如但不限于采用S3C2440A處理器，并包括外圍電路，例如:復(fù)位電路、電源轉(zhuǎn)化電路、存儲(chǔ)電路、JTAG接口電路和LCD接口電路。其中，電源轉(zhuǎn)化電路部分包括S3C2440A處理器及其外圍電路提供5V和3.3V的直流穩(wěn)壓電源，維持整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行;存儲(chǔ)電路中使用的芯片是EON公司的EN29LV160AB存儲(chǔ)芯片；復(fù)位電路主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)上電后復(fù)位和當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中遇到故障，用戶的按鍵復(fù)位功能;JTAG是一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試協(xié)議，主要應(yīng)用于對(duì)芯片內(nèi)部的測(cè)試以及對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試、調(diào)試。
[0020]并且，所述處理器模塊還與ZigBee模塊，將預(yù)裝式變電站內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機(jī)終端。
[0021 ]所述處理器模塊還與3G/4G模塊、CMDA模塊、WiFi模塊相連，以提高網(wǎng)絡(luò)的兼容性。
[0022]可選的，所述處理器模塊還與報(bào)警模塊相連，以當(dāng)預(yù)裝式變電站內(nèi)的溫度超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，發(fā)出報(bào)警。所述報(bào)警模塊例如但不限于包括蜂鳴器，當(dāng)溫度高于警戒值，且風(fēng)機(jī)無(wú)法調(diào)控電站溫度時(shí)，啟動(dòng)報(bào)警；以及還通過(guò)短信方式發(fā)送報(bào)警信息。
[0023]所述溫度傳感器例如但不限于采用PT100溫度傳感器，可選的，所述溫度采集模塊包括:用于分別測(cè)量變壓器各相溫度的數(shù)據(jù)調(diào)理子模塊;所述數(shù)據(jù)調(diào)理子模塊包括:溫度傳感器，所述溫度傳感器依次通過(guò)橋式電路、差分放大電路、濾波電路(如圖2中電容C102)與處理器模塊的一 AD端相連。其中所述差分放大電路采用兩級(jí)運(yùn)算放大器構(gòu)成。
[0024]并且，所述風(fēng)機(jī)控制模塊包括:與處理器模塊相連的光耦驅(qū)動(dòng)電路，且該光耦驅(qū)動(dòng)電路依次通過(guò)光耦隔離模塊U13、風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)繼電器及繼電器驅(qū)動(dòng)電路與風(fēng)機(jī)供電端相連。
[0025]具體的，JOUTl連接處理器模塊的輸出端，光耦隔離模塊U13例如但不限于采用TLP521，可以有效防止繼電器誤操作，接線端子P7外接風(fēng)機(jī)。當(dāng)溫度傳感器模塊檢測(cè)到溫度高于風(fēng)機(jī)開(kāi)啟設(shè)定值時(shí)，處理器模塊給JOUTl高電平從而使光耦驅(qū)動(dòng)電路導(dǎo)通(三極管Q4飽和導(dǎo)通)，光耦隔離模塊導(dǎo)通，即三極管Q6飽和導(dǎo)通，繼電器閉合，風(fēng)機(jī)得電開(kāi)啟進(jìn)行冷卻降溫；當(dāng)溫度降低至風(fēng)機(jī)關(guān)閉溫度時(shí)，處理器模塊給JOUTl低電平從而使電路不導(dǎo)通，風(fēng)機(jī)停止工作。
[0026]因此，本設(shè)計(jì)預(yù)裝式變電站溫度監(jiān)測(cè)與風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)合嵌入式技術(shù)，無(wú)線傳感網(wǎng)(WSN)技術(shù)和3G通信技術(shù)，為I 1kV配電網(wǎng)設(shè)計(jì)一種基于物聯(lián)網(wǎng)的預(yù)裝式變電站溫度狀態(tài)監(jiān)測(cè)方案，進(jìn)一步提高I 1kV配電網(wǎng)供電的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。
[0027]以上述依據(jù)本實(shí)用新型的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)實(shí)用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)實(shí)用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的預(yù)裝式變電站溫度監(jiān)測(cè)與風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 用于對(duì)預(yù)裝式變電站的環(huán)境溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控的溫度采集模塊，用于對(duì)預(yù)裝式變電站進(jìn)行降溫的風(fēng)機(jī)，一處理器模塊與溫度采集模塊相連，以通過(guò)風(fēng)機(jī)控制模塊驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)啟停； 所述處理器模塊還與GSM模塊相連，以將預(yù)裝式變電站內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)通過(guò)短信方式進(jìn)行發(fā)送。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)裝式變電站溫度監(jiān)測(cè)與風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器模塊還與ZigBee模塊，將預(yù)裝式變電站內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機(jī)終端。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)裝式變電站溫度監(jiān)測(cè)與風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器模塊還與報(bào)警模塊相連，以當(dāng)預(yù)裝式變電站內(nèi)的溫度超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，發(fā)出報(bào)警。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的預(yù)裝式變電站溫度監(jiān)測(cè)與風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度采集模塊包括:用于分別測(cè)量變壓器各相溫度的數(shù)據(jù)調(diào)理子模塊； 所述數(shù)據(jù)調(diào)理子模塊包括:溫度傳感器，所述溫度傳感器依次通過(guò)橋式電路、差分放大電路、濾波電路與處理器模塊的一 AD端相連。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的預(yù)裝式變電站溫度監(jiān)測(cè)與風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)機(jī)控制模塊包括:與處理器模塊相連的光耦驅(qū)動(dòng)電路，且該光耦驅(qū)動(dòng)電路依次通過(guò)光耦隔離模塊、風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)繼電器及繼電器驅(qū)動(dòng)電路與風(fēng)機(jī)供電端相連。
【文檔編號(hào)】G05B19/048GK205563219SQ201620336201
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月20日
【發(fā)明人】江冰, 姜貝貝, 胡鋼, 苗紅霞
【申請(qǐng)人】河海大學(xué)常州校區(qū)