[實用新型]一種具有無線組網(wǎng)功能的變電站母線智能測溫系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420651204.7
• 申請日: 2014-11-04
• 公開（公告）號: CN204256921U
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳細(xì)秀;廖瑞峰;閆格;胡國昭;佃仁俊;鄧?yán)?/a>
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02;G01K1/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張惠玲

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及電氣測量設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種具有無線組網(wǎng)功能的變電站母線智能測溫系統(tǒng)。

背景技術(shù)

實現(xiàn)變電站的智能化，是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要內(nèi)容。母線是變電站內(nèi)不可缺少的核心器件，其連接著變壓器、開關(guān)柜等電氣設(shè)備，在電力系統(tǒng)中起匯集、分配和傳送電能的作用。母線在實際運行時，經(jīng)常處于高溫狀態(tài)，其原因有如下幾種：

（1）電力系統(tǒng)過負(fù)荷運行：電力系統(tǒng)負(fù)荷過大時，母線上流過的電流將變大，在母線上產(chǎn)生的焦耳熱增多，導(dǎo)致母線溫度上升；

（2）開關(guān)設(shè)備動作：電力系統(tǒng)運行時，由于斷路器等開關(guān)設(shè)備的正常動作，迫使電力系統(tǒng)進(jìn)入暫態(tài)過程，導(dǎo)致母線上的電流過大，使母線溫度升高；

（3）短路故障：電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，會有很大的電流流過母線，導(dǎo)致母線溫度急劇上升。

母線溫度過高，將加快母線接頭處的氧化速度，使母線接觸電阻變大。根據(jù)焦耳定律，接觸電阻變大會產(chǎn)生更多的熱能，促使母線溫度再次升高，如此便形成了惡性循環(huán)，嚴(yán)重時將導(dǎo)致母線起火。另外，母線長期在高溫狀態(tài)下運行，導(dǎo)致母線的機械強度大大降低，使用壽命下降，不利于變電站的安全運行。

電氣設(shè)備溫度的測量是保障設(shè)備正常運行，實現(xiàn)變電站智能化的手段之一。母線作為變電站內(nèi)匯集、分配和傳送電能的核心部件，其連接著眾多的電氣設(shè)備。各電氣設(shè)備由于工作環(huán)境的不同，其溫度也各不相同，因此母線測溫時需要配置大量的溫度傳感器，所需測溫節(jié)點數(shù)目較多，以實現(xiàn)母線的全方位測溫；母線測溫還應(yīng)具有一定的實時性，以便及時發(fā)現(xiàn)母線故障；母線為高壓設(shè)備，測溫時不宜采用接觸式測溫法，以保證測溫設(shè)備的正常運行。因此，實現(xiàn)母線溫度的測量具有一定的難度。

國內(nèi)外關(guān)于電氣設(shè)備的非接觸式測溫技術(shù)主要有光纖光柵測溫法和紅外測溫儀兩種。光纖光柵測溫法造價昂貴，設(shè)備維護(hù)困難，難以在變電站內(nèi)得到推廣；紅外測溫儀為手持式設(shè)備，測溫時需要運行人員在現(xiàn)場進(jìn)行操作，測溫實時性差，測溫節(jié)點數(shù)目少，不適應(yīng)變電站智能化的發(fā)展趨勢。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述存在的不足，提供一種能夠全面覆蓋變電站母線的溫度測點，實現(xiàn)對整個變電站電氣設(shè)備的智能監(jiān)控，有效解決母線等電氣設(shè)備的測溫難題，提高變電站供電可靠性的具有無線組網(wǎng)功能的變電站母線智能測溫系統(tǒng)。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種具有無線組網(wǎng)功能的變電站母線智能測溫系統(tǒng)，其特征在于：包括有三層結(jié)構(gòu)，其分別為多個測溫終端、多個匯聚終端以及測溫主控系統(tǒng)，其中測溫終端分布于母線的各個測溫節(jié)點，多個測溫終端無線接入一個匯聚終端組成星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的無線網(wǎng)系統(tǒng)，多個匯聚終端通過通訊接口接入測溫主控系統(tǒng)；在組網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)，各測溫節(jié)點獨立工作，匯聚終端發(fā)射節(jié)點查詢信號，所有測溫終端接收到信號后，提取出信號中的地址信息，若地址信息與當(dāng)前測溫節(jié)點地址一致，則該測溫終端進(jìn)行相關(guān)的信息處理后向匯聚終端發(fā)送節(jié)點溫度信息，完成測溫終端與匯聚終端的數(shù)據(jù)通信；若地址信息與當(dāng)前測溫節(jié)點地址不一致，則忽略該信息，等待下一個節(jié)點查詢信號。

在上述方案中，所述的測溫終端安裝于智能變電站過程層，包括有單片機、溫度傳感器、無線傳輸模塊，其中溫度傳感器包含有接觸式與非接觸式兩類溫度傳感器。測溫終端工作時，在確認(rèn)匯聚終端的地址信息為當(dāng)前地址后，啟動兩個溫度傳感器分別測量環(huán)境溫度和母線溫度，經(jīng)過單片機處理后，由無線傳輸模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送至匯聚終端，完成一次溫度數(shù)據(jù)的采集與發(fā)送。

在上述方案中，所述的匯聚終端主要負(fù)責(zé)發(fā)送和接收測溫終端的數(shù)據(jù)，完成超溫報警、狀態(tài)顯示等功能，同時通過以太網(wǎng)等通信接口與測溫主控系統(tǒng)通信。匯聚終端安裝于智能變電站間隔層，包括有ARM處理器、無線傳輸模塊、以太網(wǎng)等通信接口、顯示電路、存儲電路、報警電路。工作時，匯聚終端接收來自測溫終端的無線數(shù)據(jù)，將溫度等數(shù)據(jù)在液晶屏上進(jìn)行顯示；將母線溫度與ARM處理器內(nèi)溫度設(shè)定值進(jìn)行比對，若母線溫度過高將啟動報警電路使之報警；同時將溫度數(shù)據(jù)存儲于存儲設(shè)備中，并通過以太網(wǎng)、RS485等通信接口將數(shù)據(jù)傳輸至測溫主控系統(tǒng)，同時接受測溫主控系統(tǒng)的控制。系統(tǒng)通信協(xié)議符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，無線通信頻率為433MHz。

在上述方案中，所述的測溫主控系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)接收匯聚終端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，完成母線溫度數(shù)據(jù)的在線查看與記錄功能，同時對匯聚終端的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。測溫主控系統(tǒng)安裝于智能變電站的變電站層，包括有計算機和網(wǎng)絡(luò)接口。