一种基于云服务的电力变压器温控系统的制作方法

文档序号:16009574发布日期:2018-11-20 20:29阅读:261来源:国知局

本实用新型涉及一种基于云服务的电力变压器温控系统,属于电力变压器状态监控技术领域。



背景技术:

在供电系统中,干式变压器具有至关重要的作用,但当变压器负荷过重时,绕组温度会达到极限状态,如果不及时对其进行强制风冷,绝缘材料将会失效,导致变压器出现故障。传统的干式变压器温控系统主要采用变压器绕组温控器,只能实现基本的测温和根据温度控制制冷风扇的开和关,不能及时发现和处理变压器过热情况,也不能记录跳闸时变压器的状态,帮助工程人员找到线路中的问题,更不能上传变压器的相关数据,帮助管理人员合理控制变压器的输出容量,而一些布线困难、人员不便于到达和一些临时场所的变压器温度状况监测和控制则更为困难。因此,需要一种远程监控变压器的状态,让工程人员及时做出应对,并实现远程发送指令进行控制就显得十分必要。



技术实现要素:

本实用新型要解决的技术问题是针对现有变压器温控系统不能及时发现和处理变压器过热情况、人工和成本耗费大等不足,提出一种基于云服务的电力变压器温控系统,通过远程控制技术,实现对变压器工作状态的实时监控,节约成本、降低损失。

为解决上述技术问题,本实用新型提出一种基于云服务的电力变压器温控系统,包含终端监控装置1、后台管理系统2和APP移动端3,后台管理系统2分别与终端监控装置 1和移动端APP3无线连接;终端监控装置1包括温度采集模块1-1、主控单片机模块1-2、 GPRS无线通信模块1-3和电源模块1-4,主控单片机模块1-2的输入端连接温度采集模块 1-1、输出端连接GPRS无线通信模块1-3,各模块由电源模块1-4供电;后台管理系统2 包括GPRS无线基站2-1、云服务器2-2和上位机2-3(数据显示与指令发出模块),上位机2-3连接云服务器2-2,无线基站2-1经互联网和GPRS网络连接GPRS云服务器2-2, GPRS无线基站2-1与终端监控装置1无线连接。

所述温度采集模块1-1是包括电阻桥和放大电路的温度检测电路(1-1-1),放大电路的输入端连接电阻桥、输出端连接主控单片机模块1-2的A/D转换模块1-2-1。通过电阻桥 1-1-1把电阻片的电阻变化率ΔR/R转换成电压输出,提供给放大电路1-1-2放大后进入A/D 转换模块1-2-1,有效温度值经过A/D转换模块1-2-1将数据处理完后发送给单片机1-2-2。

所述温度采集模块1-1中还设有温度界限检测模块1-1-2,温度界限检测模块1-1-2与主控单片机模块1-2的单片机1-2-2连接。用户可通过温度界限检测模块1-1-3设置参考温度值,用以找到电力变压器工作的最佳状态,同时用以与每个时刻的温度值作比较,当温度值较参考温度值有明显上升时,可暂时停用该电力变压器并对其进行降温处理,当温度值处在参考温度值以下或附近时,则可放心使用该电力变压器。

所述主控单片机模块1-2包括A/D转换模块1-2-1、单片机1-2-2、定时器1-2-3(TMOD)、 Flash存储器1-2-4,A/D转换模块1-2-1、定时器1-2-3(TMOD)、Flash存储器1-2-4分别与单片机1-2-2连接。单片机片外扩展的Flash存储器用于暂存温度数据,经过一定时间后由无线模块集中发送,用户也可以选择在A/D转换后不经存储就直接发送;定时器 TMOD用于温度监测中的异常温度出现时间,电信号采样频率通过定时器进行(1/M)s定时,采样频率可设定为MHz,M值的大小可根据具体需求设置;

所述主控单片机模块1-2的单片机1-2-2还连接有LED液晶显示屏1-2-5,以实时显示温度、年月日时分秒采用实时时钟电路计时以及电池电量。

所述GPRS无线通信模块1-3内嵌GSM/GPRS协议栈,还可同时内嵌TCP/IP协议栈,具体可由用户选择。GPRS有较高的传输速率且不再需要现行无线应用所需要的中介转换器,连接及传输都会更方便容易,同一个视讯网络上(VRN)的使用者甚至可以无需通过拨号而直接上网。

所述主控单片机模块1-2还连接有温度超界报警器4,采用常规声、光报警器。用户可通过温度界限检测模块1-1-3设置上限温度值,当电力变压器温控系统上显示的温度值高于用户给定的上限值时,温度超界报警器4立即启动,进行声、光报警,并停止使用电力变压器。

所述APP移动端3为常规APP移动通讯设备,并通过无线网络与云服务器2-2连接。 APP移动端为安装有APP的手机、Pad等移动智能终端,可通过安装的APP访问后台管理系统、查看各节点状态、接收后台发送的指定监控节点的状态信息,当遇有警报时可以响铃并显示报警信息、指示发出报警的节点位置信息。APP移动端还可向终端监控装置1 发送指令,控制终端监控装置1上的风扇和报警器,并根据终端监控装置1的反馈结果,对终端监控装置1及时作出相应处理。

本实用新型的终端监控装置1具有无线通信功能,与后台管理系统2进行无线通信, APP移动端3信号覆盖的范围就是其可进行无线通信的范围,每个终端监控装置均具有自己的身份标识ID(ID取决于其内部SIM卡),一旦被非法移动或者温度异常,则立即发送温度、时间信息和报警信息,通过远程无线通信方式发送到后台管理系统上。终端监控装置1还可以实时显示温度、年月日时分秒(采用实时时钟电路计时)以及电池电量,正常时每隔一定时间(时间间隔可较长,例如每天或每周)发送一次状态正常信息到后台管理系统上。

本实用新型的后台管理系统接收各终端监控装置(节点)发来的信息,提取无线网络运营商(例如电信、移动或者联通)系统时间戳,根据时间戳标注各个信息的时间,及时存入对应项目数据库中;并可设计良好的人机交互界面,以查看各个终端监控装置的当前状态信息及历史信息(数据可以以表格、曲线、饼图等方式形象而又具体地表现处理,历史数据保存不少于三年)。正常时,监控界面友好悦目,可人为控制任意查询各个节点状态信息;当有节点报警时,界面自动弹跳出醒目的报警界面(包含有报警节点的位置信息、对应的项目名称及负责人等信息),并以声、光提示,同时给指定的手机发送报警信息,将报警信息发送到相关人员的移动终端上。

本实用新型通过电桥把电阻片的电阻变化率ΔR/R转换成电压输出,然后提供给放大电路放大后进入A/D模块,有效温度值经过A/D模块将数据处理完后发送给单片机,由无线传输装置通过GPRS无线传输方式将数据收集模块收集到的信息通过无线的方式传输到后台管理中心的云服务器上(可以自建立服务器或采用云服务器,即云存储和云服务),在云服务器上进行相应的存储与备份,数据再由云服务器传输到上位机上,由上位机监测中心显示检测数据,工程人员通过观察上位机上检测到的温度值发现不理想的设备工作状况,并通过上位机发出处理指令,实现对变压器的及时“救治”。移动端APP安装在常规移动智能终端上,实现与后台管理系统的通信,一方面接收指定监控节点的状态信息并在异常发生时提醒相关人员赶赴现场及时查看设备状况,另一方面控制终端的风扇和报警器和对终端及时作出相应处理。

本实用新型通过GPRS无线模块快速的把变压器出现的状况发送给云端并储存下来,可以通过上位机及时了解设备的具体情况,分析出解决对策并给变压器发出指令,实现对设备的远程控制,可改变传统变压器绕组温控器不能远程无线通信的现状,省去工作人员定期和频繁的检查工作,实现多点温度监测、无线远程传输和控制、移动终端查看状态和接收报警信息等诸多功能,最大程度地降低因变压器故障可能带来的损失,具有检测及时、方便,可节约成本、降低损失、实现远程多点温度监控等优点。

附图说明

图1是本实用新型系统示意图。

图2是本实用新型监测终端系统示意图。

图3是本实用新型工作流程示意图。

图4是本实用新型GPRS无线模块工作原理流程图。

图中:1-终端监控装置,1-1-温度采集模块,1-1-1-温度检测电路,1-1-2-温度界限检测模块,1-2-主控单片机模块,1-2-1-A/D转换模块,1-2-2-单片机,1-2-3-定时器,1-2-4-Flash 存储器,1-2-5-LED液晶显示屏,1-3-GPRS无线通信模块,1-4-电源模块,2-后台管理系统,2-1-GPRS无线基站,2-2-云服务器,2-3-上位机,3-APP移动端,4-温度超界报警器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详尽描述,实施例中未注明的技术或产品,均为现有技术或可以通过购买获得的常规产品。

实施例1:如图1-4所示,本基于云服务的电力变压器温控系统包含终端监控装置1、后台管理系统2和APP移动端3,后台管理系统2分别与终端监控装置1和移动端APP3 无线连接;终端监控装置1包括温度采集模块1-1、主控单片机模块1-2、GPRS无线通信模块1-3和电源模块1-4,主控单片机模块1-2的输入端连接温度采集模块1-1、输出端连接GPRS无线通信模块1-3,各模块由电源模块1-4供电;后台管理系统2包括GPRS无线基站2-1、云服务器2-2和上位机2-3(数据显示与指令发出模块),上位机2-3连接云服务器2-2,无线基站2-1经互联网和GPRS网络连接GPRS云服务器2-2,GPRS无线基站 2-1与终端监控装置1无线连接;APP移动端3为常规APP移动通讯设备,并通过无线网络与云服务器2-2连接。温度采集模块1-1是包括电阻桥和放大电路的温度检测电路 (1-1-1),放大电路的输入端连接电阻桥、输出端连接主控单片机模块1-2的A/D转换模块1-2-1。温度采集模块1-1中还设有温度界限检测模块1-1-2,温度界限检测模块1-1-2与主控单片机模块1-2的单片机1-2-2连接。主控单片机模块1-2包括A/D转换模块1-2-1、单片机1-2-2、TMOD定时器1-2-3、Flash存储器1-2-4,A/D转换模块1-2-1、TMOD定时器1-2-3、Flash存储器1-2-4分别与单片机1-2-2连接,单片机1-2-2还连接有LED液晶显示屏1-2-5和温度超界报警器4(采用普通声光报警器)。GPRS无线通信模块1-3内嵌GSM /GPRS协议栈和TCP/IP协议栈。

实施例2:如图1-4所示,本基于云服务的电力变压器温控系统包含终端监控装置1、后台管理系统2和APP移动端3,后台管理系统2分别与终端监控装置1和移动端APP3 无线连接;终端监控装置1包括温度采集模块1-1、主控单片机模块1-2、GPRS无线通信模块1-3和电源模块1-4,主控单片机模块1-2的输入连接温度采集模块1-1、输出端连接 GPRS无线通信模块1-3,各模块由电源模块1-4供电;后台管理系统2包括GPRS无线基站2-1、云服务器2-2和上位机2-3(数据显示与指令发出模块),上位机2-3连接云服务器2-2,无线基站2-1经互联网和GPRS网络连接GPRS云服务器2-2,GPRS无线基站2-1 与终端监控装置1无线连接;APP移动端3为常规APP移动通讯设备,并通过无线网络与云服务器2-2连接。温度采集模块1-1是包括电阻桥和放大电路的温度检测电路(1-1-1),放大电路的输入端连接电阻桥、输出连接主控单片机模块1-2的A/D转换模块1-2-1。温度采集模块1-1中还设有温度界限检测模块1-1-2,温度界限检测模块1-1-2与主控单片机模块1-2的单片机1-2-2连接。主控单片机模块1-2包括A/D转换模块1-2-1、单片机1-2-2、 TMOD定时器1-2-3、Flash存储器1-2-4,A/D转换模块1-2-1、TMOD定时器1-2-3、Flash 存储器1-2-4分别与单片机1-2-2连接,单片机1-2-2还连接有LED液晶显示屏1-2-5和温度超界报警器4(采用普通声光报警器)。GPRS无线通信模块1-3内嵌GSM/GPRS协议栈。

实施例3:如图1-4所示,本基于云服务的电力变压器温控系统包含终端监控装置1、后台管理系统2和APP移动端3,后台管理系统2分别与终端监控装置1和移动端APP3 无线连接;终端监控装置1包括温度采集模块1-1、主控单片机模块1-2、GPRS无线通信模块1-3和电源模块1-4,主控单片机模块1-2的输入端连接温度采集模块1-1、输出端连接GPRS无线通信模块1-3,各模块由电源模块1-4供电;后台管理系统2包括GPRS无线基站2-1、云服务器2-2和上位机2-3(数据显示与指令发出模块),上位机2-3连接云服务器2-2,无线基站2-1经互联网和GPRS网络连接云服务器2-2,GPRS无线基站2-1与终端监控装置1无线连接;APP移动端3为常规APP移动通讯设备,并通过无线网络与云服务器2-2连接。温度采集模块1-1是包括电阻桥和放大电路的温度检测电路(1-1-1),放大电路的输入端连接电阻桥、输出端连接主控单片机模块1-2的A/D转换模块1-2-1。温度采集模块1-1中还设有温度界限检测模块1-1-3,温度界限检测模块1-1-2与主控单片机模块1-2的单片机1-2-2连接。主控单片机模块1-2包括A/D转换模块1-2-1、单片机1-2-2、 TMOD定时器1-2-3、Flash存储器1-2-4,A/D转换模块1-2-1、TMOD定时器1-2-3、Flash 存储器1-2-4分别与单片机1-2-2连接,单片机1-2-2还连接有LED液晶显示屏1-2-5。GPRS 无线通信模块1-3内嵌GSM/GPRS协议栈和TCP/IP协议栈。

上面结合附图对本实用新型的技术内容作了说明,但本实用新型的保护范围并不限于所述内容,在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下对本实用新型的技术内容做出各种变化,凡在本实用新型的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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