基于gprs网络的高压输电线路导线温度在线监测系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及高压输电线路导线温度监测技术，具体是一种基于GPRS网络的高压输电线路导线温度在线监测系统。本发明解决了现有高压输电线路导线温度监测系统运行不稳定、运行可靠性差、运行易中断、运行维护成本高的问题。基于GPRS网络的高压输电线路导线温度在线监测系统，包括数据采集部分、数据传输部分、数据处理部分；所述数据采集部分包括声表面波传感器、聚合物锂铁电池、太阳能电池板、充放电控制器、温度监测终端；所述数据传输部分包括GPRS基站、RS-485总线、同轴电缆、以太网交换机；所述数据处理部分包括主控终端、本地主机、远程SCADA主机。本发明适用于高压输电线路。
【专利说明】基于GPRS网络的高压输电线路导线温度在线监测系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及高压输电线路导线温度监测技术，具体是一种基于GPRS网络的高压输电线路导线温度在线监测系统。
【背景技术】
[0002]高压输电线路在日常运行过程中，容易因负荷超载、环境温度、风冷却、太阳辐射等各种因素而造成导线的温度过高。高压输电线路的导线温度一旦过高，一方面会直接影响高压输电线路的传输功率，另一方面会直接影响高压输电线路的导线寿命。因此，为了保证高压输电线路的传输功率和导线寿命，需要对高压输电线路的导线温度进行监测。目前，针对高压输电线路的导线温度监测主要是依托高压输电线路导线温度监测系统来实现的。在现有技术条件下，高压输电线路导线温度监测系统由于自身结构所限，存在如下问题:其一，现有高压输电线路导线温度监测系统均缺少合理的网络拓扑结构，导致其存在运行不稳定、运行可靠性差的问题。其二，现有高压输电线路导线温度监测系统的温度监测终端均缺少持续稳定的取电方式，导致其容易因温度监测终端断电而造成运行中断。其三，现有高压输电线路导线温度监测系统的温度传感器均采用有源(即带有电池)的温度传感器，由于有源温度传感器均需要定期更换电池，导致其存在运行维护成本高的问题。基于此，有必要发明一种全新的高压输电线路导线温度监测系统，以解决现有高压输电线路导线温度监测系统运行不稳定、运行可靠性差、运行易中断、运行维护成本高的问题。
【发明内容】
[0003]本发明为了解决现有高压输电线路导线温度监测系统运行不稳定、运行可靠性差、运行易中断、运行维护成本高的问题，提供了一种基于GPRS网络的高压输电线路导线温度在线监测系统。
[0004]本发明是采用如下技术方案实现的:基于GPRS网络的高压输电线路导线温度在线监测系统，包括数据采集部分、数据传输部分、数据处理部分；所述数据采集部分包括声表面波传感器、聚合物锂铁电池、太阳能电池板、充放电控制器、温度监测终端；所述数据传输部分包括GPRS基站、RS-485总线、同轴电缆、以太网交换机；所述数据处理部分包括主控终端、本地主机、远程SCADA主机；其中，声表面波传感器的数目、聚合物锂铁电池的数目、太阳能电池板的数目、充放电控制器的数目、温度监测终端的数目均为N个；N个声表面波传感器与N个温度监测终端一一对应无线连接；N个聚合物锂铁电池的输出端与N个充放电控制器的输入端对应连接；N个太阳能电池板的输出端与N个充放电控制器的输入端一一对应连接；N个充放电控制器的输出端与N个聚合物锂铁电池的输入端一一对应连接；N个充放电控制器的输出端与N个温度监测终端的电源端一一对应连接#个温度监测终端和GPRS基站两两相互无线连接构成网状拓扑结构；GPRS基站与主控终端无线连接；主控终端和本地主机均与RS-485总线连接；主控终端、本地主机、RS-485总线共同构成总线型拓扑结构；主控终端通过同轴电缆与以太网交换机连接；以太网交换机通过同轴电缆与远程SCADA主机连接；N为正整数。
[0005]工作时，将N个声表面波传感器安装在高压输电线路的导线上，将N个聚合物锂铁电池、N个太阳能电池板、N个充放电控制器、N个温度监测终端安装在高压输电线路的杆塔上，将主控终端安装在集控站，将本地主机安装在本地监控室，将远程SCADA主机安装在远程监控中心。具体工作过程如下:N个声表面波传感器实时测量导线的温度信号，并将测量得到的温度信号实时无线发送至N个温度监测终端。N个温度监测终端对接收到的温度信号进行实时处理(包括放大、下变频、滤波、A/D转换)，并将处理后的温度信号实时无线发送至GPRS基站。GPRS基站将接收到的温度信号实时无线发送至主控终端。主控终端对接收到的温度信号进行实时处理(包括汇总、分析、存储)，并将处理后的温度信号实时发送至RS-485总线，同时通过同轴电缆将处理后的温度信号实时发送至以太网交换机。本地主机实时访问RS-485总线并获取温度信号，由此根据获取到的温度信号对高压输电线路的导线温度进行本地监测。以太网交换机通过同轴电缆将接收到的温度信号实时发送至远程SCADA主机，远程SCADA主机由此根据接收到的温度信号对高压输电线路的导线温度进行远程监测。在此过程中，当天气晴朗时，N个太阳能电池板将太阳能实时转化为电能，并通过N个充放电控制器对N个温度监测终端进行实时供电，同时通过N个充放电控制器对N个聚合物锂铁电池进行实时充电。当天气转阴或夜晚到来时，N个聚合物锂铁电池通过N个充放电控制器对N个温度监测终端进行实时供电，由此保证了 N个温度监测终端持续稳定地工作。
[0006]基于上述过程，与现有高压输电线路导线温度监测系统相比，本发明所述的基于GPRS网络的高压输电线路导线温度在线监测系统通过采用全新结构，具备了如下优点:其一，本发明所述的基于GPRS网络的高压输电线路导线温度在线监测系统采用N个温度监测终端和GPRS基站构成了网状拓扑结构，采用主控终端、本地主机、RS-485总线构成了总线型拓扑结构，其一方面通过利用网状拓扑结构可靠性高、可组建成各种型状、网内节点共享资源容易、可改善线路的信息流量分配、可选择最佳路径、传输延迟小的优点，另一方面通过利用总线型拓扑结构结构简单、所需要的传输介质少、无中心节点、任何节点的故障都不会造成全网瘫痪、可靠性高、易于扩充的优点，具备了合理的网络拓扑结构，同时其一方面综合了 GPRS网络联网方式灵活方便、实时在线的优点，另一方面综合了同轴电缆屏蔽性好、传输距离远、带宽高、噪声抑制特性好的优点，由此有效增强了运行稳定性和运行可靠性。其二，本发明所述的基于GPRS网络的高压输电线路导线温度在线监测系统采用聚合物锂铁电池、太阳能电池板、充放电控制器构成了温度监测终端的取电装置，该取电装置能够持续稳定地对温度监测终端进行实时供电，由此有效避免了因温度监测终端断电而造成运行中断。其三，本发明所述的基于GPRS网络的高压输电线路导线温度在线监测系统采用声表面波传感器替代了有源温度传感器，由于声表面波传感器属于无源器件，不再需要定期更换电池，由此有效降低了运行维护成本。综上所述，本发明所述的基于GPRS网络的高压输电线路导线温度在线监测系统有效解决了现有高压输电线路导线温度监测系统运行不稳定、运行可靠性差、运行易中断、运行维护成本高的问题，由此不仅有效保证了高压输电线路的传输功率，而且有效保证了高压输电线路的导线寿命。
[0007]本发明有效解决了现有高压输电线路导线温度监测系统运行不稳定、运行可靠性差、运行易中断、运行维护成本高的问题，适用于高压输电线路。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0009]基于GPRS网络的高压输电线路导线温度在线监测系统，包括数据采集部分、数据传输部分、数据处理部分；
所述数据采集部分包括声表面波传感器、聚合物锂铁电池、太阳能电池板、充放电控制器、温度监测终端；
所述数据传输部分包括GPRS基站、RS-485总线、同轴电缆、以太网交换机；
所述数据处理部分包括主控终端、本地主机、远程SCADA主机；
其中，声表面波传感器的数目、聚合物锂铁电池的数目、太阳能电池板的数目、充放电控制器的数目、温度监测终端的数目均为N个；
N个声表面波传感器与N个温度监测终端一一对应无线连接；N个聚合物锂铁电池的输出端与N个充放电控制器的输入端一一对应连接；N个太阳能电池板的输出端与N个充放电控制器的输入端一一对应连接；N个充放电控制器的输出端与N个聚合物锂铁电池的输入端一一对应连接；N个充放电控制器的输出端与N个温度监测终端的电源端一一对应连接；
N个温度监测终端和GPRS基站两两相互无线连接构成网状拓扑结构；
GPRS基站与主控终端无线连接；
主控终端和本地主机均与RS-485总线连接；主控终端、本地主机、RS-485总线共同构成总线型拓扑结构；
主控终端通过同轴电缆与以太网交换机连接；
以太网交换机通过同轴电缆与远程SCADA主机连接；
N为正整数。
[0010]具体实施时，还包括N个密封箱；每个密封箱的内腔均安装有一个加热模块；N个温度监测终端——对应安装于N个密封箱的内腔；N个聚合物锂铁电池——对应安装于N个密封箱的外壁#个太阳能电池板对应安装于N个密封箱的外壁；N个充放电控制器一一对应安装于N个密封箱的外壁；N个充放电控制器的输出端与N个温度监测终端的电源端之间的连接线一一对应密封贯穿N个密封箱的箱壁。工作时，密封箱能够对温度监测终端起到防水防潮的作用，由此保证温度监测终端持续稳定地工作。当密封箱内的温度过低时，加热模块进入加热状态，使得密封箱内的温度保持稳定，由此保证温度监测终端持续稳定地工作。N个声表面波传感器的内部均灌封有环氧树脂#个温度监测终端的表面均涂覆有丙烯酸树脂三防漆层或聚氨酯三防漆层。工作时，环氧树脂能够对声表面波传感器起到防水防潮的作用，由此保证声表面波传感器持续稳定地工作。丙烯酸树脂三防漆层或聚氨酯三防漆层同样能够对温度监测终端起到防水防潮的作用，由此保证温度监测终端持续稳定地工作。所述声表面波传感器为谐振型声表面波传感器；所述温度监测终端为WSTM-WSR-ZZ02型温度监测终端；所述以太网交换机为CISCO Catalyst 2960型以太网交换机；所述主控终端为WSTM-CTU-SC03型主控终端；所述本地主机、所述远程SCADA主机均
【权利要求】
1.一种基于GPRS网络的高压输电线路导线温度在线监测系统，其特征在于:包括数据采集部分、数据传输部分、数据处理部分； 所述数据采集部分包括声表面波传感器、聚合物锂铁电池、太阳能电池板、充放电控制器、温度监测终端； 所述数据传输部分包括GPRS基站、RS-485总线、同轴电缆、以太网交换机； 所述数据处理部分包括主控终端、本地主机、远程SCADA主机； 其中，声表面波传感器的数目、聚合物锂铁电池的数目、太阳能电池板的数目、充放电控制器的数目、温度监测终端的数目均为N个； N个声表面波传感器与N个温度监测终端一一对应无线连接；N个聚合物锂铁电池的输出端与N个充放电控制器的输入端一一对应连接；N个太阳能电池板的输出端与N个充放电控制器的输入端一一对应连接；N个充放电控制器的输出端与N个聚合物锂铁电池的输入端一一对应连接；N个充放电控制器的输出端与N个温度监测终端的电源端一一对应连接； N个温度监测终端和GPRS基站两两相互无线连接构成网状拓扑结构； GPRS基站与主控终端无线连接； 主控终端和本地主机均与RS-485总线连接；主控终端、本地主机、RS-485总线共同构成总线型拓扑结构； 主控终端通过同轴电缆与以太网交换机连接； 以太网交换机通过同轴电缆与远程SCADA主机连接； N为正整数。
2.根据权利要求1所述的基于GPRS网络的高压输电线路导线温度在线监测系统，其特征在于:还包括N个密封箱；每个密封箱的内腔均安装有一个加热模块#个温度监测终端——对应安装于N个密封箱的内腔；N个聚合物锂铁电池——对应安装于N个密封箱的外壁；N个太阳能电池板一一对应安装于N个密封箱的外壁；N个充放电控制器一一对应安装于N个密封箱的外壁；N个充放电控制器的输出端与N个温度监测终端的电源端之间的连接线一一对应密封贯穿N个密封箱的箱壁。
3.根据权利要求1所述的基于GPRS网络的高压输电线路导线温度在线监测系统，其特征在于:N个声表面波传感器的内部均灌封有环氧树脂；N个温度监测终端的表面均涂覆有丙烯酸树脂三防漆层或聚氨酯三防漆层。
4.根据权利要求1所述的基于GPRS网络的高压输电线路导线温度在线监测系统，其特征在于:所述声表面波传感器为谐振型声表面波传感器；所述温度监测终端为WSTM-WSR-ZZ02型温度监测终端；所述以太网交换机为CISCO Catalyst 2960型以太网交换机；所述主控终端为WSTM-CTU-SC03型主控终端；所述本地主机、所述远程SCADA主机均为 Wiseteam SU D27256-S1H4K 型主机。
【文档编号】G01K11/22GK104180920SQ201410486362
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年9月23日
【发明者】高鹏, 王天正, 梁基重, 马力强, 刘永鑫 申请人:国网山西省电力公司电力科学研究院, 国家电网公司