箱式变电站过热监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力电网监测领域，尤其涉及一种箱式变电站过热监测系统。
【背景技术】
[0002]箱式变电站是电力系统重要的控制和保护设备，主要用于关合及开断电力线，输送及倒换电力负荷，以及从电力系统退出故障设备和线路，对电力系统安全可靠运行起着举足轻重的作用。
[0003]箱式变电站承担着开断和关合电力线路等重要作用，在电力系统中获得了日益广泛的应用。箱式变电站是将高压开关和控制、测量、调节、保护装置以及外壳、辅件及支持件等部件按照输配电功能需要组装起来，除进出线外，其余部件完全被金属外壳封闭的开关设备，它承担着开断和关合电力线路、线路故障保护、监测运行电量数据等重要作用。国务院于2006年2月发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中，将超大规模输配电和电网安全保障列为能源这一重点领域中的优先发展对象。
[0004]电力设备安全可靠性是超大规模输配电和电网安全保障的重要环节，箱式变电站作为一种广泛运用的电力设备，其安全可靠性也因而受到了更多的关注。据不完全统计，国内不少发电公司、电力公司均出现过不同程度的箱式变电站故障，并造成了一定的经济损失。这些故障有一部分来自箱式变电站本身的质量问题，更重要的原因在于目前缺乏针对开关柜的有效监测手段。大多数箱式变电站采用封闭结构、散热条件较差，在设备的长期运行过程中，开关柜内的触点、接头及母线排连接处等部位因老化，接触电阻过大或工差配合不良而发热，并长期处于高电压，大电流和满负荷的条件下运行，其结果导致热量集结加剧，如果不对温升采取有效的监测措施，将会危及电气设备的安全运行。特别是当电力系统发生短路故障时，强大的电流使电气设备内部温升加剧，电气绝缘遭到严重破坏，并使电气设备寿命缩短，甚至造成电气设备被烧毁的严重事故。
[0005]电力行业常常发生电力电缆和设备因过热而引起火灾，导致大面积的电缆烧毁和设备损坏而被迫停机，短时间内无法恢复生产，从而造成重大经济损失；引起电力设备过热和火灾发生的直接原因是电缆中间接头制作质量不良、压接头不紧固！接触电阻过大，长期运行造成的电缆头过热！烧穿绝缘等。统计表明建设10年后的变电站，基建时制作的电缆头90%以上均因质量不良引发故障而更换。
【发明内容】
[0006]本发明的主要目的在于克服上述技术的不足，而提供一种箱式变电站过热监测系统，能够对箱式变电站内部进行监测，防止火灾发生。
[0007]本发明为实现上述目的，采用以下技术方案:一种箱式变电站过热监测系统，其特征在于，包括终端模块、ZigBee无线通信模块、无线接收模块、监测站以及超限报警模块，所述终端模块主要由温度传感器、数据处理模块、射频模块以及电源构成，所述电源用于对所述温度传感器、数据处理模块、射频模块进行供电，所述温度传感器与所述数据处理模块连接，所述数据处理模块与所述射频模块连接，所述射频模块与所述ZigBee无线通信模块数据通信，所述ZigBee无线通信模块与所述无线接收模块数据通信，所述无线接收模块将信号数据发送给所述监测站，所述监测站与所述超限报警模块连接。
[0008]优选地，所述温度传感器采用Dallas公司开发的一线制数字温度传感器DS18B20。
[0009]优选地，所述电源为高压电流感应电源、太阳能电源、激光电源、电池中的一种或多种组合。
[0010]优选地，所述ZigBee无线通信模块选用Chipcon公司的CC2430S0C芯片作为ZigBee无线检测节点。
[0011]有益效果:本发明解决了电力系统急需的高压环境下的温度测量难题，取得了理想的检测效果，测试表明，该系统温度检测范围大，检测精度高，抗干扰能力强，通过串口通信扩展数据分析功能和联网告警功能，结合电力系统提供的电流信息可以进行电气设备的故障诊断，功能完善。
【附图说明】
[0012]图1是本发明的组成框图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的【具体实施方式】。如图1所示，一种箱式变电站过热监测系统，其特征在于，包括终端模块、ZigBee无线通信模块、无线接收模块、监测站以及超限报警模块，所述终端模块主要由温度传感器、数据处理模块、射频模块以及电源构成，所述电源用于对所述温度传感器、数据处理模块、射频模块进行供电，所述温度传感器与所述数据处理模块连接，所述数据处理模块与所述射频模块连接，所述射频模块与所述ZigBee无线通信模块数据通信，所述ZigBee无线通信模块与所述无线接收模块数据通信，所述无线接收模块将信号数据发送给所述监测站，所述监测站与所述超限报警模块连接。无线测温传感器测量温度，测量所得温度信号通过ZigBee无线通信模块发射，由安装于柜体上的测温仪中的无线接收模块接收信号，再通过测温仪处理信号得到温度数据，并可通过RS485工业总线上传数据到监测站，实现多柜的实时监测与超限报警。
[0014]直接测量温度的测量精度较高，无线测量部分和传输部分体积很小，测量点布局灵活，并能实现多点测温使得数据更可靠。采用无线传输方式也同时解决了高压隔离的问题。通过无线接收将数据传送到数据接收装置，再通过内部网络传送到监控主站进行处理、分析。
[0015]所述温度传感器采用Dallas公司开发的一线制数字温度传感器DS18B20。DS18B20与传统的热敏电阻温度传感器相比，能够直接读出被测温度，并且根据实际要求通过简单的编程可设置9?12位的分辨率，可以分别在93.75ms和750ms内将温度值转化9位和12位的数字量，测温范围在_55°C?+125°C内，精度为±0.5°C ;工作电压范围为3V?5.5V。每片DS18B20内部的ROM都光刻了惟一的64位编码，在多点测温系统中，可实现对各测温点的定位和识别。DS18B20的体积非常小，结构简单，使用方便灵活，测试精度高，故非常适合在空间拥挤的高压开关柜内灵活布置。
[0016]所述电源为高压电流感应电源、太阳能电源、激光电源、电池中的一种或多种组合。①高压电流感应电源:利用的是电磁感应原理，通过取能线圈从高压母线或线路上感应出交流电压，然后经过整流、滤波、稳压电路后为电子装置提供电源。这种方法原理简单，但在实际应用中不易实现、且电源的稳定性差，当高压线路中的电波动较大时，电源提供的能量会很不稳定，甚至会有断电的危险。
[0017]②太阳能供电:是利用光伏效应将太阳光能直接转化为电能。该方法易受气
[0018]候条件、光照强度、外界环境温度、季节变化等因素的影响，并且缺乏长期免维护能力，同时提供的能量有限，对于露天环境下的温度监测很适用，在高压开关柜里这种供电方式是不可取的。
[0019]③激光供电:激光供电是采用激光或其他光源从低压侧通过光纤将光能传送至高压侧，再由光电转换器件将光能转换为电能，经过降压后输出稳定的直流电源。该方法的优点是电源能量供给稳定，电源纹波小，不易受到外界杂散光源和电路负载变化的影响；缺点是国内的光电技术还不成熟，购买国外光电器件的造价又比较高。另外，一般激光器功率偏低，激光二极管易退化，寿命有限，此类电源也不适合在野外使用。
[0020]④电池供电:锂电池具有高电压、高能量密度、自放电小、保存时间长以及工作温度范围宽的特点，但在使用中要加保护电路。最后采用大容量锂电池经高效率超低压升压式DC/DC转换器稳压向系统供电，该方案选用TI公司的一款超低输入电压升压式DC/DC转换器TPS61200。锂电池从大电流输出到微弱电流输出都适用，自始至终都能保持电压稳定。
[0021]所述ZigBee无线通信模块选用Chipcon公司的CC2430S0C芯片作为ZigBee无线检测节点。CC2430芯片以强大集成开发环境作为支持，它结合Chipcon ZigBee协议、工具包和参考设计，展示了领先的ZigBee解决方案。其产品广泛应用于汽车、工控系统和无线感应网络等领域，同时也适用于ZigBee之外2.4GHz频率的其他设备。
[0022]本发明解决了电力系统急需的高压环境下的温度测量难题，取得了理想的检测效果，测试表明，该系统温度检测范围大，检测精度高，抗干扰能力强，通过串口通信扩展数据分析功能和联网告警功能，结合电力系统提供的电流信息可以进行电气设备的故障诊断，功能完善。
[0023]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种箱式变电站过热监测系统，其特征在于，包括终端模块、ZigBee无线通信模块、无线接收模块、监测站以及超限报警模块，所述终端模块主要由温度传感器、数据处理模块、射频模块以及电源构成，所述电源用于对所述温度传感器、数据处理模块、射频模块进行供电，所述温度传感器与所述数据处理模块连接，所述数据处理模块与所述射频模块连接，所述射频模块与所述ZigBee无线通信模块数据通信，所述ZigBee无线通信模块与所述无线接收模块数据通信，所述无线接收模块将信号数据发送给所述监测站，所述监测站与所述超限报警模块连接。2.根据权利要求1所述的箱式变电站过热监测系统，其特征在于:所述温度传感器采用Dallas公司开发的一线制数字温度传感器DS18B20。3.根据权利要求2所述的箱式变电站过热监测系统，其特征在于:所述电源为高压电流感应电源、太阳能电源、激光电源、电池中的一种或多种组合。4.根据权利要求3所述的箱式变电站过热监测系统，其特征在于:所述ZigBee无线通信模块选用Chipcon公司的CC2430S0C芯片作为ZigBee无线检测节点。
【专利摘要】本发明属于电力电网监测领域，尤其涉及一种箱式变电站过热监测系统，包括终端模块、ZigBee无线通信模块、无线接收模块、监测站以及超限报警模块，所述终端模块主要由温度传感器、数据处理模块、射频模块以及电源构成，所述温度传感器与所述数据处理模块连接，所述数据处理模块与所述射频模块连接，所述射频模块与所述ZigBee无线通信模块数据通信，所述ZigBee无线通信模块与所述无线接收模块数据通信，所述无线接收模块将信号数据发送给所述监测站，所述监测站与所述超限报警模块连接。本发明得了理想的检测效果，测试表明，该系统温度检测范围大，检测精度高，抗干扰能力强。
【IPC分类】H02J13/00
【公开号】CN104953715
【申请号】CN201510417349
【发明人】李高林, 朱自伟, 崔志铭, 李高华, 廖小明
【申请人】江西华强金源电气有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年7月16日