一種具有無線組網(wǎng)功能的變電站母線智能測(cè)溫系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電氣測(cè)量設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種具有無線組網(wǎng)功能的變電站母線智能測(cè)溫系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]實(shí)現(xiàn)變電站的智能化，是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要內(nèi)容。母線是變電站內(nèi)不可缺少的核心器件，其連接著變壓器、開關(guān)柜等電氣設(shè)備，在電力系統(tǒng)中起匯集、分配和傳送電能的作用。母線在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，經(jīng)常處于高溫狀態(tài)，其原因有如下幾種:
(1)電力系統(tǒng)過負(fù)荷運(yùn)行:電力系統(tǒng)負(fù)荷過大時(shí)，母線上流過的電流將變大，在母線上產(chǎn)生的焦耳熱增多，導(dǎo)致母線溫度上升；
(2)開關(guān)設(shè)備動(dòng)作:電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，由于斷路器等開關(guān)設(shè)備的正常動(dòng)作，迫使電力系統(tǒng)進(jìn)入暫態(tài)過程，導(dǎo)致母線上的電流過大，使母線溫度升高；
(3)短路故障:電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，會(huì)有很大的電流流過母線，導(dǎo)致母線溫度急劇上升。
[0003]母線溫度過高，將加快母線接頭處的氧化速度，使母線接觸電阻變大。根據(jù)焦耳定律，接觸電阻變大會(huì)產(chǎn)生更多的熱能，促使母線溫度再次升高，如此便形成了惡性循環(huán)，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致母線起火。另外，母線長(zhǎng)期在高溫狀態(tài)下運(yùn)行，導(dǎo)致母線的機(jī)械強(qiáng)度大大降低，使用壽命下降，不利于變電站的安全運(yùn)行。
[0004]電氣設(shè)備溫度的測(cè)量是保障設(shè)備正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)變電站智能化的手段之一。母線作為變電站內(nèi)匯集、分配和傳送電能的核心部件，其連接著眾多的電氣設(shè)備。各電氣設(shè)備由于工作環(huán)境的不同，其溫度也各不相同，因此母線測(cè)溫時(shí)需要配置大量的溫度傳感器，所需測(cè)溫節(jié)點(diǎn)數(shù)目較多，以實(shí)現(xiàn)母線的全方位測(cè)溫；母線測(cè)溫還應(yīng)具有一定的實(shí)時(shí)性，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)母線故障；母線為高壓設(shè)備，測(cè)溫時(shí)不宜采用接觸式測(cè)溫法，以保證測(cè)溫設(shè)備的正常運(yùn)行。因此，實(shí)現(xiàn)母線溫度的測(cè)量具有一定的難度。
[0005]國(guó)內(nèi)外關(guān)于電氣設(shè)備的非接觸式測(cè)溫技術(shù)主要有光纖光柵測(cè)溫法和紅外測(cè)溫儀兩種。光纖光柵測(cè)溫法造價(jià)昂貴，設(shè)備維護(hù)困難，難以在變電站內(nèi)得到推廣；紅外測(cè)溫儀為手持式設(shè)備，測(cè)溫時(shí)需要運(yùn)行人員在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行操作，測(cè)溫實(shí)時(shí)性差，測(cè)溫節(jié)點(diǎn)數(shù)目少，不適應(yīng)變電站智能化的發(fā)展趨勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述存在的不足，提供一種能夠全面覆蓋變電站母線的溫度測(cè)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)變電站電氣設(shè)備的智能監(jiān)控，有效解決母線等電氣設(shè)備的測(cè)溫難題，提高變電站供電可靠性的具有無線組網(wǎng)功能的變電站母線智能測(cè)溫系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種具有無線組網(wǎng)功能的變電站母線智能測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于:包括有三層結(jié)構(gòu)，其分別為多個(gè)測(cè)溫終端、多個(gè)匯聚終端以及測(cè)溫主控系統(tǒng)，其中測(cè)溫終端分布于母線的各個(gè)測(cè)溫節(jié)點(diǎn)，多個(gè)測(cè)溫終端無線接入一個(gè)匯聚終端組成星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的無線網(wǎng)系統(tǒng)，多個(gè)匯聚終端通過通訊接口接入測(cè)溫主控系統(tǒng)；在組網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)，各測(cè)溫節(jié)點(diǎn)獨(dú)立工作，匯聚終端發(fā)射節(jié)點(diǎn)查詢信號(hào)，所有測(cè)溫終端接收到信號(hào)后，提取出信號(hào)中的地址信息，若地址信息與當(dāng)前測(cè)溫節(jié)點(diǎn)地址一致，則該測(cè)溫終端進(jìn)行相關(guān)的信息處理后向匯聚終端發(fā)送節(jié)點(diǎn)溫度信息，完成測(cè)溫終端與匯聚終端的數(shù)據(jù)通信；若地址信息與當(dāng)前測(cè)溫節(jié)點(diǎn)地址不一致，則忽略該信息，等待下一個(gè)節(jié)點(diǎn)查詢信號(hào)。
[0008]在上述方案中，所述的測(cè)溫終端安裝于智能變電站過程層，包括有單片機(jī)、溫度傳感器、無線傳輸模塊，其中溫度傳感器包含有接觸式與非接觸式兩類溫度傳感器。測(cè)溫終端工作時(shí)，在確認(rèn)匯聚終端的地址信息為當(dāng)前地址后，啟動(dòng)兩個(gè)溫度傳感器分別測(cè)量環(huán)境溫度和母線溫度，經(jīng)過單片機(jī)處理后，由無線傳輸模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送至匯聚終端，完成一次溫度數(shù)據(jù)的采集與發(fā)送。
[0009]在上述方案中，所述的匯聚終端主要負(fù)責(zé)發(fā)送和接收測(cè)溫終端的數(shù)據(jù)，完成超溫報(bào)警、狀態(tài)顯示等功能，同時(shí)通過以太網(wǎng)等通信接口與測(cè)溫主控系統(tǒng)通信。匯聚終端安裝于智能變電站間隔層，包括有ARM處理器、無線傳輸模塊、以太網(wǎng)等通信接口、顯示電路、存儲(chǔ)電路、報(bào)警電路。工作時(shí)，匯聚終端接收來自測(cè)溫終端的無線數(shù)據(jù)，將溫度等數(shù)據(jù)在液晶屏上進(jìn)行顯示；將母線溫度與ARM處理器內(nèi)溫度設(shè)定值進(jìn)行比對(duì)，若母線溫度過高將啟動(dòng)報(bào)警電路使之報(bào)警；同時(shí)將溫度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)設(shè)備中，并通過以太網(wǎng)、RS485等通信接口將數(shù)據(jù)傳輸至測(cè)溫主控系統(tǒng)，同時(shí)接受測(cè)溫主控系統(tǒng)的控制。系統(tǒng)通信協(xié)議符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，無線通信頻率為433MHz。
[0010]在上述方案中，所述的測(cè)溫主控系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)接收匯聚終端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，完成母線溫度數(shù)據(jù)的在線查看與記錄功能，同時(shí)對(duì)匯聚終端的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。測(cè)溫主控系統(tǒng)安裝于智能變電站的變電站層，包括有計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)接口。
[0011]本發(fā)明專利進(jìn)行溫度測(cè)量時(shí)，從絕對(duì)溫度值和相對(duì)溫度值兩個(gè)方面衡量母線的溫度是否過高。絕對(duì)溫度值指母線在某以時(shí)刻母線的瞬時(shí)溫度，超過該值時(shí)，母線的安全性能將受到影響；相對(duì)溫度值指母線在一段時(shí)間內(nèi)溫度的變化量，超過該值時(shí)，表明母線處于溫度急劇升高階段，大部分是系統(tǒng)發(fā)生短路故障導(dǎo)致的。因此，從這兩個(gè)角度衡量母線的溫度，便可實(shí)現(xiàn)母線溫度的監(jiān)測(cè)與診斷，實(shí)現(xiàn)變電站母線溫度的智能監(jiān)測(cè)。
[0012]本發(fā)明的有益效果在于:
1個(gè)變電站母線智能測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)了 1個(gè)測(cè)溫主控系統(tǒng)，1個(gè)測(cè)溫主控系統(tǒng)最多可以管理256個(gè)匯聚終端，1個(gè)匯聚終端最多可以處理256個(gè)測(cè)溫終端的數(shù)據(jù)。即該變電站母線智能測(cè)溫系統(tǒng)最多可以監(jiān)測(cè)65536個(gè)節(jié)點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)，足夠覆蓋整個(gè)電力系統(tǒng)。
[0013]本發(fā)明專利系統(tǒng)通信協(xié)議符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，無線通信頻率為433MHz。無線組網(wǎng)采用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，保證了測(cè)溫節(jié)點(diǎn)故障時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0014]本發(fā)明專利系統(tǒng)設(shè)計(jì)了接觸式與非接觸式兩類溫度傳感器，不僅適用于母線測(cè)溫，同樣適用于智能變電站內(nèi)其他電氣設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)變電站電氣設(shè)備的智能監(jiān)控，有效解決了母線等電氣設(shè)備的測(cè)溫難題，提高了變電站供電可靠性。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明實(shí)施例結(jié)構(gòu)框圖圖2為本發(fā)明實(shí)施例電路結(jié)構(gòu)框圖圖3為本發(fā)明實(shí)施例測(cè)溫終端電源電路圖圖4為本發(fā)明實(shí)施例測(cè)溫終端溫度采集電路圖圖5為本發(fā)明實(shí)施例測(cè)溫終端無線傳輸電路圖圖6為本發(fā)明實(shí)施例匯聚終端無線傳輸電路圖圖7為本發(fā)明實(shí)施例匯聚終端電源電路圖圖8為本發(fā)明實(shí)施例匯聚終端主電路圖圖9為本發(fā)明實(shí)施例匯聚終端報(bào)警電路圖圖10為本發(fā)明實(shí)施例匯聚終端通信接口電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明:
本發(fā)明專利的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，包括有三層結(jié)構(gòu)，其分別為多個(gè)測(cè)溫終端、多個(gè)匯聚終端以及測(cè)溫主控系統(tǒng)，其中測(cè)溫終端分布于母線的各個(gè)測(cè)溫節(jié)點(diǎn)，多個(gè)測(cè)溫終端無線接入一個(gè)匯聚終端組成星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的無線網(wǎng)系統(tǒng)，多個(gè)匯聚終端通過通訊接口接入測(cè)溫主控系統(tǒng)。
[0017]本發(fā)明專利的電路結(jié)構(gòu)框圖圖2是通過