0.4kv变压器台区进出线温度监测系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种0.4KV变压器台区进出线温度监测系统，包括与若干个无线测温终端相连的现场管理机，所述现场管理机连接后台数据交换机，后台数据交换机通过太网连接至监测总台。所述无线测温终端包括与0.4KV变压器台区进出线相连的测温传感器，测温传感器连接至信号处理及放大电路，信号处理及放大电路连接至单片机，单片机与无线发射模块相连；所述单片机与无线发射模块分别连接有供电单元。该系统采用无线、以太网等多种通讯方式相结合方式，无线测温终端采用数字传感器技术，可实时监测设备温度；并且可通过局域网将数据传至服务器的数据库内保存，其他用户都可通过局域网来查询数据。
【专利说明】0.4KV变压器台区进出线温度监测系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及变压器进出线温度监测领域，特别是一种0.4KV变压器台区进出线温度监测系统，目的是保护变压器的正常运行。
【背景技术】
[0002]温度测量的方法很多，按照测量体是否与被测介质接触，可分为接触式测温法和非接触式测温法两大类。接触式测温法的特点是测温元件直接与被测对象接触，两者之间进行充分的热交换，最后达到热平衡，这时感温元件的某一物理参数的量值就代表了被测对象的温度值。这种方法优点是直观可靠，缺点是感温元件影响被测温度场的分布，接触不良等都会带来测量误差，另外温度太高和腐蚀性介质对感温元件的性能和寿命会产生不利影响。非接触式测温法的特点是感温元件不与被测对象相接触，而是通过辐射进行热交换，故可以避免接触式测温法的缺点，具有较高的测温上限。此外，非接触式测温法热惯性小，可达1/1000S，故便于测量运动物体的温度和快速变化的温度。由于受物体的发射率、被测对象到仪表之间的距离以及烟尘、水汽等其他的介质的影戏那个，这种方法一般测温误差较大。
[0003]在本系统以前，电网系统采用的温度测量方法主要有人工测量和有线测量。这些方法的缺点和不足是:首先，人工测量具有很大的危险性，因为这些被测的设备和场所都是高压、高空、不易接触的，很容易造成对测量人员的伤害。其次，有线测量虽然避免了对测量人员的伤害，但是由于有线测量的方法是通过线路来传输测量数据，烦冗杂乱的设备线路使安装相当繁琐，测量的灵活性大大降低，线路一旦铺设难以更改，且成本也相对较高。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种0.4KV变压器台区进出线温度监测系统，采用无线、以太网等多种通讯方式相结合方式，无线测温终端采用数字传感器技术，可实时监测设备温度；并且可通过局域网将数据传至服务器的数据库内保存，其他用户都可通过局域网来查询数据。
[0005]为达到上述目的，本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。
[0006]作为本发明的一种实施方式，0.4KV变压器台区进出线温度监测系统，包括与若干个无线测温终端相连的现场管理机，所述现场管理机连接后台数据交换机，后台数据交换机通过以太网连接至监测总台；
[0007]所述无线测温终端包括与0.4KV变压器台区进出线相连的测温传感器，测温传感器连接至信号处理及放大电路，信号处理及放大电路连接至单片机，单片机与无线发射模块相连；所述单片机与无线发射模块分别连接有供电单元。
[0008]进一步地，所述若干个无线测温终端与现场管理机相连后直接连接至监测总台。
[0009]进一步地，所述若干个无线测温终端通过中继机与现场管理机相连后直接连接至监测总台。[0010]进一步地，所述若干个无线测温终端通过若干个中继机分别与现场管理机和后台数据交换机相连，现场管理机连接至监测总台，后台数据交换机通过局域网与客户查询端相连。
[0011]相应地，本发明所述系统中采用了一种无线测温终端，包括与0.4KV变压器台区进出线相连的测温传感器，测温传感器连接至信号处理及放大电路，信号处理及放大电路连接至单片机，单片机与无线发射模块相连。
[0012]进一步地，所述单片机与无线发射模块分别连接有供电单元。
[0013]进一步地，所述供电单元包括电池，电池连接有超级电容和电池保护电路。
[0014]进一步地，所述信号处理及放大电路连接有AD采集电路，AD采集电路连接至单片机。
[0015]进一步地，所述单片机通过使能控制信号的输入和输出，将信号发送至无线发射模块。
[0016]进一步地，所述单片机采用PIC16F883微处理器。
[0017]本发明系统采用接触式测温的方法，测温元件直接与被测对象接触，操作比较简单、可靠，测量精度较高；无线测温终端产品设计体积小安装操作简单；数据无线传输，解决现场改造是取线通讯，抗干扰等问题，可视距离传输150M，低功耗，系统容量大，高达65535个无线传感器编址；数据传输速度快；自动传感器识别、无线连接、安装简便，组建灵活，组网方便；解决了电网系统采用的温度测量方法采用人工测量和有线测量存在的问题。
[0018]本发明具有智能化、无线化、网络化的特点，结合先进的数字传感器器技术、微电子技术、计算机技术和数据库技术，通过可靠地通信技术，实现了 0.4KV变压器台区进出线温度监测，开辟了一个全新的监测方式。
[0019]本发明采用无线、以太网等多种通讯方式相结合方式，易于系统的扩展。同时本发明的安装方式十分方便，系统更改十分便利。采用数字传感器技术，可实时监测设备温度，并且可通过局域网将数据传至服务器的数据库内保存，其他用户都可通过局域网来查询数据。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本发明应用系统结构框图。
[0021]图2 (a)、2 (b)和2 (C)是本发明系统三种实施方式结构框图。
[0022]图3是无线测温终端电路框图。
[0023]图中:1、单片机；2、信号处理及放大电路；3、测温传感器；4、AD采集电路；5、电池保护电路；6、超级电容；7、电池；8、使能；9、无线发射模块。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
[0025]如图1所示，本发明0.4KV变压器台区进出线温度监测系统，包括与若干个无线测温终端相连的现场管理机，所述现场管理机连接后台数据交换机，后台数据交换机通过以太网连接至监测总台。
[0026]本发明系统可以有三种实施方式，如图2 (a)所示，若干个无线测温终端连接现场管理机直接连接至监测总台。如图2 (b)所示，若干个无线测温终端通过中继机连接现场管理机后直接连接至监测总台。如图2 (c)所示，若干个无线测温终端通过若干个中继机分别将监测到的信号发送至现场管理机和后台数据交换机，现场管理机直接连接至监测总台，后台数据交换机通过局域网与客户查询端相连，客户可以通过局域网查询后台数据交换机数据库内的温度监测信息。
[0027]如图3所示，本发明系统采用了无线测温终端，该测温终端包括与0.4KV变压器台区进出线相连的测温传感器3，测温传感器3采集0.4KV变压器台区进出线的实时温度信息，测温传感器3将采集的温度信息通过信号处理及放大电路2信号处理和放大后将信号传输至单片机I，信号处理及放大电路2并经AD采集电路4至单片机1，单片机I将经处理和放大的信号直接传输至无线发射模块9，单片机I或通过使能8控制信号的输入和输出，将信号发送至无线发射模块9。其中，单片机I和无线发射模块9由供电单元提供电源，供电单元包括电池7，电池7接有超级电容6和电池保护电路5。
[0028]下面分别对无线测温终端的各个部件功能做详细说明。
[0029]单片机，采用PIC16F883微处理器。单用超低功耗8位单片机，是测温终端在休眠状态电流达到微安级别。
[0030]信号处理及放大电路，用来对温度传感器采集的温度信号进行处理。
[0031]测温传感器，区别于传统的ptlO0.18b20等传感器，使用高档高精度的热敏元件，超宽温度范围:_50°C —300°C。这是很多其他厂家无法达到的。
[0032]AD采集电路，采用单片机内部集成AD模块。
[0033]电池保护电路，有效的保证电池过房短路等能引起危险的情况发生。很多厂家的测温终端在温度过高过震动时造成无法正常供电，甚者发生电池爆炸等危险事故。
[0034]超级电容，此设计给电池加了一层安全保证。一般来说，电池在放电过程中，电压会逐渐降低，当降低到一定程度时，虽然还有电，但是已经无法使电路板进行工作，因为一旦发射无线信号，电压剧烈降低，导致系统断电。有了超级电容，能最大限度的利用电池里的电量。
[0035]电池，采用一次性的锂亚硫酰氯电池，是实际应用电池系列中比能量最高的一种电池，比能量可达590W.h/kg和1100 (瓦时每立方分米)。
[0036]本发明采用上述无线测温终端具有下述优点:
[0037]1、稳定的高工作电压；
[0038]2、长期贮存(25°C时年自放电率低于1%)；
[0039]3、长工作寿命；
[0040]4、高能量密度(700wh、kg)；
[0041]5、工作温度范围宽；
[0042]6、不锈钢壳、盖；
[0043]7、+125°C以下气密性保证；
[0044]8、非可燃性电解液；
[0045]9、满足IEC86-4安全标准；
[0046]10、无运输限制。
[0047]此设计可以控制无线发射模块进入低功耗模式，进一步降低系统待机时的电流。因为整机耗电最大的为无线模块。采用高灵敏度远距离的无线数传模块-多通道微功率嵌入式无线数传模块。远距离但是低功耗。
[0048]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.0.4KV变压器台区进出线温度监测系统，其特征在于:包括与若干个无线测温终端相连的现场管理机，所述现场管理机连接后台数据交换机，后台数据交换机通过以太网连接至监测总台； 所述无线测温终端包括与0.4KV变压器台区进出线相连的测温传感器，测温传感器连接至信号处理及放大电路，信号处理及放大电路连接至单片机，单片机与无线发射模块相连；所述单片机与无线发射模块分别连接有供电单元。
2.根据权利要求1所述的温度监测系统，其特征在于:所述若干个无线测温终端与现场管理机相连后直接连接至监测总台。
3.根据权利要求1所述的温度监测系统，其特征在于:所述若干个无线测温终端通过中继机与现场管理机相连后直接连接至监测总台。
4.根据权利要求1所述的温度监测系统，其特征在于:所述若干个无线测温终端通过若干个中继机分别与现场管理机和后台数据交换机相连，现场管理机连接至监测总台，后台数据交换机通过局域网与客户查询端相连。
5.一种无线测温终端，其特征在于:包括与0.4KV变压器台区进出线相连的测温传感器，测温传感器连接至信号处理及放大电路，信号处理及放大电路连接至单片机，单片机与无线发射模块相连。
6.根据权利要求5所述的无线测温终端，其特征在于:所述单片机与无线发射模块分别连接有供电单元。
7.根据权利要求5所述的无线测温终端，其特征在于:所述供电单元包括电池，电池连接有超级电容和电池保护电路。
8.根据权利要求5所述的无线测温终端，其特征在于:所述信号处理及放大电路连接有AD采集电路，AD采集电路连接至单片机。
9.根据权利要求5所述的无线测温终端，其特征在于:所述单片机通过使能控制信号的输入和输出，将信号发送至无线发射模块。
10.根据权利要求5所述的无线测温终端，其特征在于:所述单片机采用PIC16F883微处理器。
【文档编号】G01K7/00GK103698032SQ201310634835
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月2日 优先权日:2013年12月2日
【发明者】谢小平, 张建国, 张中卫, 庞建岭 申请人:国家电网公司, 国网陕西省电力公司延安供电公司