一种具有无线组网功能的变电站母线智能测温系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电气测量设备技术领域，具体涉及到一种具有无线组网功能的变电站母线智能测温系统。
【背景技术】
[0002]实现变电站的智能化，是智能电网建设的重要内容。母线是变电站内不可缺少的核心器件，其连接着变压器、开关柜等电气设备，在电力系统中起汇集、分配和传送电能的作用。母线在实际运行时，经常处于高温状态，其原因有如下几种:
(1)电力系统过负荷运行:电力系统负荷过大时，母线上流过的电流将变大，在母线上产生的焦耳热增多，导致母线温度上升；
(2)开关设备动作:电力系统运行时，由于断路器等开关设备的正常动作，迫使电力系统进入暂态过程，导致母线上的电流过大，使母线温度升高；
(3)短路故障:电力系统发生短路故障时，会有很大的电流流过母线，导致母线温度急剧上升。
[0003]母线温度过高，将加快母线接头处的氧化速度，使母线接触电阻变大。根据焦耳定律，接触电阻变大会产生更多的热能，促使母线温度再次升高，如此便形成了恶性循环，严重时将导致母线起火。另外，母线长期在高温状态下运行，导致母线的机械强度大大降低，使用寿命下降，不利于变电站的安全运行。
[0004]电气设备温度的测量是保障设备正常运行，实现变电站智能化的手段之一。母线作为变电站内汇集、分配和传送电能的核心部件，其连接着众多的电气设备。各电气设备由于工作环境的不同，其温度也各不相同，因此母线测温时需要配置大量的温度传感器，所需测温节点数目较多，以实现母线的全方位测温；母线测温还应具有一定的实时性，以便及时发现母线故障；母线为高压设备，测温时不宜采用接触式测温法，以保证测温设备的正常运行。因此，实现母线温度的测量具有一定的难度。
[0005]国内外关于电气设备的非接触式测温技术主要有光纤光栅测温法和红外测温仪两种。光纤光栅测温法造价昂贵，设备维护困难，难以在变电站内得到推广；红外测温仪为手持式设备，测温时需要运行人员在现场进行操作，测温实时性差，测温节点数目少，不适应变电站智能化的发展趋势。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是针对上述存在的不足，提供一种能够全面覆盖变电站母线的温度测点，实现对整个变电站电气设备的智能监控，有效解决母线等电气设备的测温难题，提高变电站供电可靠性的具有无线组网功能的变电站母线智能测温系统。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种具有无线组网功能的变电站母线智能测温系统，其特征在于:包括有三层结构，其分别为多个测温终端、多个汇聚终端以及测温主控系统，其中测温终端分布于母线的各个测温节点，多个测温终端无线接入一个汇聚终端组成星形拓扑结构的无线网系统，多个汇聚终端通过通讯接口接入测温主控系统；在组网系统内，各测温节点独立工作，汇聚终端发射节点查询信号，所有测温终端接收到信号后，提取出信号中的地址信息，若地址信息与当前测温节点地址一致，则该测温终端进行相关的信息处理后向汇聚终端发送节点温度信息，完成测温终端与汇聚终端的数据通信；若地址信息与当前测温节点地址不一致，则忽略该信息，等待下一个节点查询信号。
[0008]在上述方案中，所述的测温终端安装于智能变电站过程层，包括有单片机、温度传感器、无线传输模块，其中温度传感器包含有接触式与非接触式两类温度传感器。测温终端工作时，在确认汇聚终端的地址信息为当前地址后，启动两个温度传感器分别测量环境温度和母线温度，经过单片机处理后，由无线传输模块将数据发送至汇聚终端，完成一次温度数据的采集与发送。
[0009]在上述方案中，所述的汇聚终端主要负责发送和接收测温终端的数据，完成超温报警、状态显示等功能，同时通过以太网等通信接口与测温主控系统通信。汇聚终端安装于智能变电站间隔层，包括有ARM处理器、无线传输模块、以太网等通信接口、显示电路、存储电路、报警电路。工作时，汇聚终端接收来自测温终端的无线数据，将温度等数据在液晶屏上进行显示；将母线温度与ARM处理器内温度设定值进行比对，若母线温度过高将启动报警电路使之报警；同时将温度数据存储于存储设备中，并通过以太网、RS485等通信接口将数据传输至测温主控系统，同时接受测温主控系统的控制。系统通信协议符合IEC61850标准，无线通信频率为433MHz。
[0010]在上述方案中，所述的测温主控系统主要负责接收汇聚终端传输的数据，完成母线温度数据的在线查看与记录功能，同时对汇聚终端的相关参数进行设定。测温主控系统安装于智能变电站的变电站层，包括有计算机和网络接口。
[0011]本发明专利进行温度测量时，从绝对温度值和相对温度值两个方面衡量母线的温度是否过高。绝对温度值指母线在某以时刻母线的瞬时温度，超过该值时，母线的安全性能将受到影响；相对温度值指母线在一段时间内温度的变化量，超过该值时，表明母线处于温度急剧升高阶段，大部分是系统发生短路故障导致的。因此，从这两个角度衡量母线的温度，便可实现母线温度的监测与诊断，实现变电站母线温度的智能监测。
[0012]本发明的有益效果在于:
1个变电站母线智能测温系统设计了 1个测温主控系统，1个测温主控系统最多可以管理256个汇聚终端，1个汇聚终端最多可以处理256个测温终端的数据。即该变电站母线智能测温系统最多可以监测65536个节点的温度数据，足够覆盖整个电力系统。
[0013]本发明专利系统通信协议符合IEC61850标准，无线通信频率为433MHz。无线组网采用星形拓扑结构，保证了测温节点故障时系统的稳定性。
[0014]本发明专利系统设计了接触式与非接触式两类温度传感器，不仅适用于母线测温，同样适用于智能变电站内其他电气设备，实现对整个变电站电气设备的智能监控，有效解决了母线等电气设备的测温难题，提高了变电站供电可靠性。
【附图说明】
[0015]图1为本发明实施例结构框图图2为本发明实施例电路结构框图图3为本发明实施例测温终端电源电路图图4为本发明实施例测温终端温度采集电路图图5为本发明实施例测温终端无线传输电路图图6为本发明实施例汇聚终端无线传输电路图图7为本发明实施例汇聚终端电源电路图图8为本发明实施例汇聚终端主电路图图9为本发明实施例汇聚终端报警电路图图10为本发明实施例汇聚终端通信接口电路图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合【具体实施方式】，对本发明作进一步的说明:
本发明专利的系统结构框图如图1所示，包括有三层结构，其分别为多个测温终端、多个汇聚终端以及测温主控系统，其中测温终端分布于母线的各个测温节点，多个测温终端无线接入一个汇聚终端组成星形拓扑结构的无线网系统，多个汇聚终端通过通讯接口接入测温主控系统。
[0017]本发明专利的电路结构框图图2是通过