新型智能箱式變電站的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種新型智能箱式變電站，包括箱變本體、由若干個測量節(jié)點組成的無線傳感網絡和監(jiān)測裝置，所述監(jiān)測裝置包括基站節(jié)點、GPRS傳輸模塊和上位機，所述每個測量節(jié)點包括溫濕度傳感器、zigBee協(xié)議射頻收發(fā)器和微處理器，其中溫度濕度傳感器和zigBee協(xié)議射頻收發(fā)器分別與微處理器相連，溫濕度傳感器將檢測到的溫濕度信息發(fā)送給微處理器進行處理后通過zigBee協(xié)議射頻收發(fā)器發(fā)送給基站節(jié)點，所述基站節(jié)點接收并存儲無線傳感網絡發(fā)送的溫濕度信息同時將信息通過GPRS傳輸模塊發(fā)送到上位機上；所述測量節(jié)點還包括顯示模塊，顯示模塊與微處理器相連，用于顯示處理后的溫濕度數(shù)據(jù)；所述基站節(jié)點包括zigBee協(xié)議射頻收發(fā)器、微控制器和RS485串口電路。本實用新型優(yōu)點為在溫度監(jiān)測方面監(jiān)測數(shù)據(jù)準確、安裝簡便，避免了采用有線傳輸方式導致設備絕緣性能降低等弊端，可實現(xiàn)對箱式變電站的實時在線監(jiān)測。
【專利說明】新型智能箱式變電站

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種箱式變電站，尤其涉及一種新型智能箱式變電站，屬于配電 裝置領域。

【背景技術】
[0002] 箱式變電站作為發(fā)電廠、變電站中的重要設備，在長期運行過程中，箱變中的觸點 和母線排連接處等部位因老化和接觸電阻過大而發(fā)熱，而這些發(fā)熱部位的溫度無法監(jiān)測， 由此最終導致火災事故。監(jiān)測和監(jiān)視高壓開關觸點、母線排連接處的工作溫度，提前發(fā)現(xiàn)和 排除熱故障隱患，對電力系統(tǒng)的安全可靠運行具有非常重要的意義。目前對箱式變電站的 監(jiān)測大都從紅外測溫儀獲得箱變內的溫度數(shù)據(jù)，由于箱變的結構越來越復雜，元件遮擋的 影響使得紅外測溫儀往往無法獲得準確的溫度數(shù)據(jù)，不能實現(xiàn)實時測量發(fā)現(xiàn)問題，容易造 成觸點燒斷；常規(guī)溫度測量方法采用熱電阻或半導體溫度傳感器等傳感元件來實現(xiàn)，這些 檢測方法都需要金屬導線或者光纖傳輸信號，在高壓強電場情況下，對于金屬導線來講，從 根本上無法保證絕緣性；對于光纖來講，光纖具有易折，易斷、不耐高溫等特性，積累灰塵后 易導致光纖沿面放電從而使絕緣性降低，且受箱變結構影響，在柜內布線難度較大，另外， 光纖測溫的成本也相對較高，隨著時間的推移，它的絕緣性能也要下降，從而無法實現(xiàn)箱式 變電站溫度在線監(jiān)測。


【發(fā)明內容】

[0003] 本實用新型為解決現(xiàn)有的箱式變電站在溫度監(jiān)測方面存在的監(jiān)測數(shù)據(jù)不準確、安 裝復雜、有線傳輸方式導致設備絕緣性能降低等問題，提供一種基于無線傳輸方式的新型 智能箱式變電站。
[0004] 實現(xiàn)本實用新型目的的技術解決方案為：一種新型智能箱式變電站，包括箱變本 體、由若干個測量節(jié)點組成的無線傳感網絡和監(jiān)測裝置，所述監(jiān)測裝置包括基站節(jié)點、GPRS 傳輸模塊和上位機，所述每個測量節(jié)點包括溫濕度傳感器、zigBee協(xié)議射頻收發(fā)器和微處 理器，其中溫度濕度傳感器和zigBee協(xié)議射頻收發(fā)器分別與微處理器相連，溫濕度傳感器 將檢測到的溫濕度信息發(fā)送給微處理器進行處理后通過zigBee協(xié)議射頻收發(fā)器發(fā)送給基 站節(jié)點，所述基站節(jié)點接收并存儲無線傳感網絡發(fā)送的溫濕度信息同時將信息通過GPRS 傳輸模塊發(fā)送到上位機上；所述測量節(jié)點還包括顯示模塊，顯示模塊與微處理器相連，用于 顯示處理后的溫濕度數(shù)據(jù)；所述基站節(jié)點包括zigBee協(xié)議射頻收發(fā)器、微控制器和RS485 串口電路；所述zigBee協(xié)議射頻收發(fā)器采用cc2530射頻芯片收發(fā)電路，微控制器采用 LPC1114M0ARM芯片，所述GPRS傳輸模塊通過RS485串口電路與cc2530相連。
[0005] 本實用新型與現(xiàn)有技術相比，其優(yōu)點為：本實用新型在溫度監(jiān)測方面監(jiān)測數(shù)據(jù)準 確、安裝簡便，避免了采用有線傳輸方式導致設備絕緣性能降低等弊端，具有快速組網等優(yōu) 點，可實現(xiàn)對箱式變電站的實時在線監(jiān)測。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006] 圖1為本實用新型通信總體圖；
[0007] 圖2為本實用新型測量節(jié)點示意圖；
[0008] 圖3為本實用新型基站節(jié)點不意圖；
[0009] 圖中：1.測量節(jié)點，2.測量節(jié)點，3.測量節(jié)點，4.測量節(jié)點，5.測量節(jié)點，6.測量 節(jié)點，7.基站節(jié)點，8. GPRS傳輸模塊，9.上位機。

【具體實施方式】
[0010] 如圖1所示，一種智能箱式變電站，包括箱變本體、由若干個測量節(jié)點組成的無線 傳感網絡和監(jiān)測裝置，所述監(jiān)測裝置包括基站節(jié)點7、GPRS傳輸模塊8和上位機9,所述每 個測量節(jié)點包括溫濕度傳感器、zigBee協(xié)議射頻收發(fā)器和微處理器，其中溫濕度傳感器和 zigBee協(xié)議射頻收發(fā)器分別與微處理器相連，溫濕度傳感器將檢測到的溫濕度信息發(fā)送給 微處理器進行處理后通過zigBee協(xié)議射頻收發(fā)器發(fā)送給基站節(jié)點，所述基站節(jié)點接收并 存儲無線傳感網絡發(fā)送的溫濕度信息，并通過GPRS傳輸模塊同時將信息發(fā)送到上位機；所 述測量節(jié)點還包括顯示模塊，顯示模塊與微處理器相連，用于顯示處理后的溫濕度數(shù)據(jù)；所 述基站節(jié)點包括zigBee協(xié)議射頻收發(fā)器、微控制器和RS485串口電路；所述zigBee協(xié)議射 頻收發(fā)器采用cc2530射頻芯片收發(fā)電路，微控制器采用LPC1114C0RTEX-M0ARM芯片，所述 GPRS模塊通過RS485串口電路與cc2530相連。
[0011] 實施例：
[0012] 如圖1所示，本實用新型包括箱變本體、分布在箱式變電站中的測量節(jié)點1、測量 節(jié)點2、測量節(jié)點3、測量節(jié)點4、測量節(jié)點5、測量節(jié)點6組成的無線傳感網絡，由基站節(jié)點 7、GPRS傳輸模塊8和上位機9相連接形成的監(jiān)控裝置，所述基站節(jié)點7與所述無線傳感網 絡之間進行無線通信。測量節(jié)點之間通過無線通信方式構成無線傳感器自組網，基站節(jié)點7 只與所述無線傳感器網絡的測量節(jié)點4進行無線通信，而自組網中的其他節(jié)點的數(shù)據(jù)都通 過該測量節(jié)點4傳輸?shù)交竟?jié)點7。
[0013] 如圖2所示，測量節(jié)點是由用于測量箱式變電站溫濕度的溫濕度傳感器、用于與 相鄰測量節(jié)點進行無線通信的CC2530射頻芯片收發(fā)電路、用于顯示測量結果的顯示模塊 分別與微處理器相連接組成，每個所述測量節(jié)點具有一個電源為測量節(jié)點的各器件供電， 電源為鋰電池，具有體積小、低功耗的優(yōu)點。顯示模塊采用液晶顯示。 CC2530射頻芯片收發(fā) 電路負責與相鄰節(jié)點進行無線通信，建立路由，從而實現(xiàn)無線發(fā)送、接收和轉發(fā)數(shù)據(jù)包；微 處理器為LPC1114C0RTEX-M0 ARM芯片，負責采集溫、濕度傳感器的數(shù)據(jù)并進行校正，并將溫 濕度信息發(fā)送給顯示模塊和CC2530射頻芯片收發(fā)電路，或對CC2530射頻芯片收發(fā)電路收 到的數(shù)據(jù)包進行分析，發(fā)出相關響應。
[0014] 如圖3所示，基站節(jié)點包括微控制器、基站節(jié)點CC2530射頻芯片收發(fā)電路，用于與 上位機相連接的RS485串口電路，GPRS傳輸模塊通過RS485串口電路與cc2530相連，GPRS 傳輸模塊負責與上位機進行雙向通訊。上位機負責接收所有發(fā)送來的數(shù)據(jù)包，對數(shù)據(jù)進行 分析和管理，并根據(jù)用戶要求向測量節(jié)點構成的網絡發(fā)出命令。本實用新型采用了無線自 組網的方法將采集到的數(shù)據(jù)輸出。每個測量節(jié)點上的LPC1114 CORTEX-MO ARM芯片將采集 獲得的數(shù)據(jù)送給CC2530射頻芯片收發(fā)電路，CC2530射頻芯片收發(fā)電路通過偵聽鄰居節(jié)點 來建立路由。cc2530射頻芯片收發(fā)電路工作在915MhZ的頻率上，寬帶為38. 4KHZ。測量節(jié) 點之間通過無線方式形成多跳自組網，將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機進行存儲和處理，由 于采用無線方式發(fā)送數(shù)據(jù)，測量節(jié)點也沒有電源線，所以測量節(jié)點采用電池供電，為了節(jié)省 電能，測量節(jié)是低功耗設計，測量節(jié)點使用低功耗的LPC1114 CORTEX-MO ARM芯片，并進行 嚴格的電源管理控制，具體方法為：暫時不工作的器件全部斷電，LPC1114 CORTEX-MO ARM 芯片和cc2530射頻芯片收發(fā)電路在不工作時自動進入休眠狀態(tài)。
[0015] 本實用新型包括測量溫濕度本地液晶顯示工作模式和測量溫濕度遠程監(jiān)控工作 模式兩種工作模式。在測量溫濕度本地液晶顯示工作模式中，設置測量節(jié)點中的CC2530 射頻芯片收發(fā)電路和監(jiān)控裝置不工作，LPC1114 C0RTEX-M0ARM芯片定時采集溫濕度傳感 器的數(shù)據(jù)，然后控制液晶顯示器顯示當前溫濕度。在測量溫濕度遠程監(jiān)控工作模式中，對 通信系統(tǒng)的設置如下：液晶顯示器不工作；測量節(jié)點上電后前10分鐘內，為建立路由階段， LPC1114 CORTEX-MO ARM芯片每2秒采集一次溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)通過cc2530 射頻芯片收發(fā)電路發(fā)送出去，CC2530射頻芯片收發(fā)電路同時對鄰居節(jié)點發(fā)出的數(shù)據(jù)包進行 偵聽，記錄鄰居節(jié)點的身份ID從而能建立穩(wěn)定的路由表。單片機的發(fā)送數(shù)據(jù)速率可以通過 上位機設定，上位機有一輸入裝置，使用戶通過該輸入裝置來控制發(fā)送數(shù)據(jù)的速率，設置默 認的發(fā)送數(shù)據(jù)速率為每30分鐘一次。節(jié)點按照建立好的路徑通過多跳方式把數(shù)據(jù)包發(fā)送 到GPRS傳輸模塊，以節(jié)省能源，減少冗余數(shù)據(jù)。
【權利要求】
1. 一種新型智能箱式變電站，其特征在于：包括箱變本體、由若干個測量節(jié)點組成的 無線傳感網絡和監(jiān)測裝置，所述監(jiān)測裝置包括基站節(jié)點、GPRS傳輸模塊和上位機，所述每 個測量節(jié)點包括溫濕度傳感器、zigBee協(xié)議射頻收發(fā)器和微處理器，其中溫濕度傳感器和 zigBee協(xié)議射頻收發(fā)器分別與微處理器相連。
2. 根據(jù)權利要求1所述的新型智能箱式變電站，其特征在于：所述測量節(jié)點還包括顯 示模塊，顯示模塊與微處理器相連，用于顯示處理后的溫濕度數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的新型智能箱式變電站，其特征在于：所述基站節(jié)點包括 zigBee協(xié)議射頻收發(fā)器、微控制器和RS485串口電路；所述zigBee協(xié)議射頻收發(fā)器采用 cc2530射頻芯片收發(fā)電路，微控制器采用LPC1114Cortex-M0ARM芯片，所述GPRS傳輸模塊 通過RS485串口電路與cc2530相連。
【文檔編號】H02J13/00GK203871926SQ201420309373
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月7日 優(yōu)先權日:2014年6月7日
【發(fā)明者】劉慶文 申請人:萊蕪科泰電力科技有限公司