专利名称：集中式智能变电站一次设备温度在线监测系统的制作方法
技术领域：
集中式智能变电站一次设备温度在线监测系统技术领域[0001]本实用新型属于智能变电站设备状态监测系统技术领域，涉及一种集中式智能变电站一次设备温度在线监测系统，具体涉及一种基于无线传感网络的集中式智能变电站一次设备温度在线监测系统。
背景技术：
[0002]智能变电站一次设备在运行中由于各种原因引起发热而造成的故障率一直居高不下，特别是在高温和高负荷期间，由于设备某些位置过热而引起的烧柜现象时有发生，更严重的还会发生爆炸事故。为了保障智能变电站的安全生产和提高一次设备运行的可靠性，就需要对变电站变压器、高低压开关柜及断路器等重要一次设备的热点部位进行温度在线监测，并实现对一次设备的温度越限预警报警。但是，由于一次设备位于高电压、大电流和强磁场的环境中，一次设备受到高电压、测点位置以及强电场干扰的限制，在实际监测中，必须要求监测对象与监测装置之间进行电压隔离，才能有效传递其监测信号，而即时监测一次设备温度的装置至今仍不能得到很好的解决。[0003]保障智能变电站的安全生产和提高一次设备运行的可靠性，预防和解决一次设备过热是关键问题，实现智能变电站一次设备热点温度在线监测对变电站安全生产具有重要作用和现实意义。发明内容[0004]本实用新型的目的在于提供一种集中式智能变电站一次设备温度在线监测系统，实现变电站各种一次设备热点温度的在线监测，方便预防并及时发现潜在事故。[0005]本实用新型的技术方案是，集中式智能变电站一次设备温度在线监测系统，包括有监控中心服务器，监控中心服务器通过以太网与一次设备温度在线监测终端连接，一次设备温度在线监测终端通过433MHz星形网络并列连接有若干个433MHz的ZigBee信号中转协调器，每个433MHz的ZigBee信号中转协调器通过ZigBee网络连接有多个ZigBee终端节点装置。[0006]本实用新型的特点还在于，[0007]一次设备温度在线监测仪，包括有微处理器，微处理器通过485网络接口与人机界面连接，微处理器通过电源线与一次设备温度在线监测仪电源模块连接，微处理器通过RS232接口与433M星型网主节点模块连接。[0008]一次设备温度在线监测终端电源模块内设置有AC/DC电源模块转换器和线性电源转换元件。[0009]微处理器为C8051f02型微处理器。[0010]433MHz的ZigBee信号中转协调器，包括有433MHz星型网分节点模块，433MHz星型网分节点模块通过信号线与ZigBee路由器12连接，433MHz星型网分节点模块还通过电源线连接有协调器电源模块。[0011]一次设备温度在线监测终端内的433M星型网主节点模块与所述若干个433MHz的ZigBee信号中转协调器内的433MHz星型网分节点模块构成433MHz星形网络。[0012]ZigBee终端节点装置包括有ZigBee终端节点模块，ZigBee终端节点模块通过导线分别与温度传感器a、温度传感器b连接，ZigBee终端节点模块还通过电源线连接有ZigBee终端节点电源模块。[0013]温度传感器a为数字温度传感器DS18B20。[0014]温度传感器b为热敏电阻PtlOO温度传感器。[0015]ZigBee终端节点模块采用射频芯片MC13192。[0016]本实用新型的有益效果在于，[0017](I)本实用新型的集中式智能变电站一次设备温度在线监测系统采用ZigBee技术和433MHz射频技术相结合的无线传感网络，可以实现变电站各种一次设备热点温度的在线监测，克服了智能变电站高压环境下的电磁干扰以及高压绝缘的问题；[0018](2)本实用新型的集中式智能变电站一次设备温度在线监测系统不仅测量精度高，并且传感器节点模块安装方便，不受一次设备本体特殊结构的限制；[0019](3)本实用新型的集中式智能变电站一次设备温度在线监测系统可以集中显示各个监测热点的温度以及预警报警，方便及时发现和预防潜在的事故隐患，从而实现了智能变电站一次设备热点温度的在线监测以及预警报警，为变电站自动化系统的实现和发展提供了先进的设备条件，具有重大的社会意义。
[0020]图1是本实用新型的集中式智能变电站一次设备温度在线监测系统的电路连接图；[0021]图2是本实用新型的集中式智能变电站一次设备温度在线监测系统中的一次设备温度在线监测终端的电路连接图；[0022]图3是本实用新型的集中式智能变电站一次设备温度在线监测系统中的433MHz的ZigBee信号中转协调器的电路连接图；[0023]图4是本实用新型的集中式智能变电站一次设备温度在线监测系统中的ZigBee终端节点装置的电路连接图。[0024]图中，1.监控中心服务器，2.—次设备温度在线监测终端电源模块，3.—次设备温度在线监测终端，4.人机界面，5.433MHz的ZigBee信号中转协调器，6.协调器电源模块，7.微处理器，8.ZigBee终端节点装置，9.ZigBee终端节点电源模块，10.433M星型网主节点模块，11.433MHz星型网分节点模块，12.ZigBee路由器，13.ZigBee终端节点模块，14.温度传感器a, 15.温度传感器b。
具体实施方式
[0025]
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行详细说明。[0026]本实用新型的集中式智能变电站一次设备温度在线监测系统，其结构如图1所示，包括有监控中心服务器1，监控中心服务器I通过以太网与一次设备温度在线监测终端3连接，一次设备温度在线监测终端3通过433MHz星形网络并列连接有若干个433MHz的ZigBee信号中转协调器5，每个433MHz的ZigBee信号中转协调器5通过ZigBee网络连接有多个ZigBee终端节点装置8。[0027]—次设备温度在线监测终端3，其结构如图2所示，包括有微处理器7，微处理器7通过485网络接口与人机界面4连接，微处理器7通过电源线与一次设备温度在线监测终端电源模块2连接，微处理器7通过RS232接口与433M星型网主节点模块10连接。微处理器7为C8051f020型微处理器。[0028]一次设备温度在线监测终端3内的一次设备温度在线监测终端电源模块2设置有AC/DC电源模块转换器，将引入的220V交流电压降到5V，再用其中的线性电源转换元件将电压转换到所需3.3V电压。[0029]433MHz的ZigBee信号中转协调器5，包括有433MHz星型网分节点模块11，433MHz星型网分节点模块11通过信号线与ZigBeeZigBee路由器12连接，433MHz星型网分节点模块11还通过电源线连接有协调器电源模块6。[0030]一次设备温度在线监测终端3内的433M星型网主节点模块10与若干个433MHz的ZigBee信号中转协调器5内的433MHz星型网分节点模块11构成433MHz星形网络。[0031]ZigBee终端节点装置8包括有ZigBee终端节点模块13，ZigBee终端节点模块13分别通过导线与温度传感器al4、温度传感器bl5连接，ZigBee终端节点模块13还通过电源线连接有ZigBee终端节点电源模块9。温度传感器al4为数字温度传感器DS18B20、温度传感器bl5为热敏电阻PtlOO。ZigBee终端节点模块13采用射频芯片MC13192。[0032]ZigBee终端节点装置8内的ZigBee终端节点模块13与433MHz的ZigBee信号中转协调器5内的ZigBee路由器12组成ZigBee网络，ZigBee网络为2.4GHz无线网络。[0033]本实用新型集中式智能变电站一次设备温度在线监测系统是基于ZigBee技术和433MHz射频技术相结合的无线传感网络的变电站温度监测系统，该系统中包括有监测中心服务器1、一次设备温度在线监测仪3、若干个433MHz的ZigBee信号中转协调器5，每个433MHz的ZigBee信号中转协调器5还连接有多个ZigBee终端节点装置8。[0034]其中的ZigBee终端节点装置8根据监测需要布置在智能变电站一次设备热点温度监测装置点，4433MHz的ZigBee信号中转协调器5内设置有一个ZigBee路由器12以及一个433MHz星型网分节点模块13 ;每个一次设备内部装置有若干个ZigBee终端节点装置8以及一个433MHz的ZigBee信号中转协调器5，433MHz的ZigBee信号中转协调器5内的ZigBee路由器12与各个ZigBee终端节点装置8内的ZigBee终端节点模块13构成ZigBee网络；一次设备温度在线监测终端3内设置的433MHz星型网主节点模块10与各个433MHz的ZigBee信号中转协调器5内的433MHz星型网分节点模块13构成433MHz星型网。[0035]ZigBee终端节点模块13采用射频芯片MC13192，运用芯片休眠模式实现低成本、低传输速率、低功耗、高效率的无线网络的搭建，大部分时间处在休眠状态，定时读取温度传感器al4即数字温度传感器DS18B20和温度传感器bl5即热敏电阻PtlOO的温度，并将读取的温度通过ZigBee网络发送给ZigBee路由器12。[0036]433MHz的ZigBee信号中转协调器5内部的ZigBee路由器12接收一次设备内置的ZigBee终端节点模块13发送的数据，并遵循MODBUS协议将数据传给433MHz星型网分节点模块11，433MHz星型网分节点模块11通过433MHz星型网传输数据给433MHz星型网主节点模块10。[0037]变电站内一次设备温度在线监测终端3内部的433MHz星型网主节点模块10接收433MHz星型网内所有分节点的数据，并遵循MODBUS协议传输给微处理器7 ;微处理器7对所有分节点数据进行运算分析处理，通过485总线传输数据给一次设备温度在线监测仪3内设置的人机界面4，人机界面4就地显示出各个监测点温度以及预警报警，然后通过以太网与监测中心服务器I建立数据通信。[0038]本实用新型的集中式智能变电站一次设备温度在线监测系统可以监测变电站刀闸、母线、电缆、开关触点温度(包括室内、室外、柜内)；变压器外壳温度、油温(包括室内、室夕卜、柜内)，线路导线温度(包括室内、室外、柜内);其他关键点温度(包括室内、室外、柜内)以及其他变电站现场需要监测温度的电力设备温度的运行情况。本实用新型采用对温度进行远程监测的方法，实现智能变电站一次设备热点温度在线监测以及预警和报警。在整个过程中，巡检人员只需通过监测中心服务器上的上位机软件就可以了解这些一次热备的热点温度，温度在线监测装置实时上传设备预警和报警信息，协助调度中心采取有效的故障处理措施，真正的实现了故障远程在线监测。
权利要求1.集中式智能变电站一次设备温度在线监测系统，其特征在于，包括有监控中心服务器(1)，所述监控中心服务器(I)通过以太网与一次设备温度在线监测终端(3)连接，所述一次设备温度在线监测终端(3)通过433MHz星形网络并列连接有若干个433MHz的ZigBee信号中转协调器(5)，每个所述433MHz的ZigBee信号中转协调器(5)通过ZigBee网络连接有多个ZigBee终端节点装置(8)。
2.根据权利要求1所述的集中式智能变电站一次设备温度在线监测系统，其特征在于，所述一次设备温度在线监测仪(3 )，包括有微处理器(7 )，所述微处理器(7 )通过485网络接口与人机界面(4)连接，所述微处理器(7)通过电源线与一次设备温度在线监测仪电源模块(2)连接，所述微处理器(7)通过RS232接口与433M星型网主节点模块(10)连接。
3.根据权利要求2所述的集中式智能变电站一次设备温度在线监测系统，其特征在于，所述一次设备温度在线监测终端电源模块(2)内设置有AC/DC电源模块转换器和线性电源转换元件。
4.根据权利要求2所述的集中式智能变电站一次设备温度在线监测系统，其特征在于，所述微处理器(7)为C8051f02型微处理器。
5.根据权利要求1所述的集中式智能变电站一次设备温度在线监测系统，其特征在于，所述433MHz的ZigBee信号中转协调器(5 )，包括有433MHz星型网分节点模块(11)，所述433MHz星型网分节点模块(11)通过信号线与ZigBee路由器(12)连接，所述433MHz星型网分节点模块(11)还通过电源线连接有协调器电源模块(6 )。
6.根据权利要求2或5所述的集中式智能变电站一次设备温度在线监测系统，其特征在于，所述一次设备温度在线监测终端(3)内的433M星型网主节点模块(10)与所述若干个433MHz的ZigBee信号中转协调器(5)内的433MHz星型网分节点模块(11)构成433MHz星形网络。
7.根据权利要求1所述的集中式智能变电站一次设备温度在线监测系统，其特征在于，所述ZigBee终端节点装置(8)包括有ZigBee终端节点模块(13)，所述ZigBee终端节点模块(13)通过导线分别与温度传感器a (14)、温度传感器b (15)连接，所述ZigBee终端节点模块(13)还通过电源线连接有ZigBee终端节点电源模块(9)。
8.根据权利要求7所述的集中式智能变电站一次设备温度在线监测系统，其特征在于，所述温度传感器a (14)为数字温度传感器DS18B20。
9.根据权利要求7所述的集中式智能变电站一次设备温度在线监测系统，其特征在于，所述温度传感器b (15 )为热敏电阻Pt 100温度传感器。
10.根据权利要求7所述的集中式智能变电站一次设备温度在线监测系统，其特征在于，所述ZigBee终端节点模块(13)采用射频芯片MC13192。
专利摘要本实用新型公开的集中式智能变电站一次设备温度在线监测系统，包括有监控中心服务器，监控中心服务器通过以太网与一次设备温度在线监测仪连接，一次设备温度在线监测仪通过433MHz星形网络并列连接有若干个433MHz的ZigBee信号中转协调器，其中每个433MHz的ZigBee信号中转协调器通过ZigBee网络都连接有多个ZigBee终端节点装置。本实用新型的集中式智能变电站一次设备温度在线监测系统基于无线传感网络，克服了智能变电站高压强磁场造成的恶劣环境，方便了巡检人员，巡检人员只需通过监控中心服务器上的上位机软件就可以了解一次热备的热点温度，避免了由于温度异常引起的变电站故障。
文档编号G01K7/18GK202956217SQ20122066909
公开日2013年5月29日 申请日期2012年12月6日 优先权日2012年12月6日
发明者黄新波, 王霄宽 申请人:西安工程大学