[實用新型]一種具有無線組網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（設計）人: 吳細秀;廖瑞峰;閆格;胡國昭;佃仁俊;鄧雷
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 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

技術領域

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

背景技術

實現(xiàn)變電站的智能化，是智能電網建設的重要內容。母線是變電站內不可缺少的核心器件，其連接著變壓器、開關柜等電氣設備，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，經常處于高溫狀態(tài)，其原因有如下幾種：

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

（2）開關設備動作：電力系統(tǒng)運行時，由于斷路器等開關設備的正常動作，迫使電力系統(tǒng)進入暫態(tài)過程，導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)，嚴重時將導致母線起火。另外，母線長期在高溫狀態(tài)下運行，導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。

電氣設備溫度的測量是保障設備正常運行，實現(xiàn)變電站智能化的手段之一。母線作為變電站內匯集、分配和傳送電能的核心部件，其連接著眾多的電氣設備。各電氣設備由于工作環(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；母線為高壓設備，測溫時不宜采用接觸式測溫法，以保證測溫設備的正常運行。因此，實現(xiàn)母線溫度的測量具有一定的難度。

國內外關于電氣設備的非接觸式測溫技術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，設備維護困難，難以在變電站內得到推廣；紅外測溫儀為手持式設備，測溫時需要運行人員在現(xiàn)場進行操作，測溫實時性差，測溫節(jié)點數(shù)目少，不適應變電站智能化的發(fā)展趨勢。

發(fā)明內容

本實用新型所要解決的技術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備的智能監(jiān)控，有效解決母線等電氣設備的測溫難題，提高變電站供電可靠性的具有無線組網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問題所采用的技術方案是：

一種具有無線組網功能的變電站母線智能測溫系統(tǒng)，其特征在于：包括有三層結構，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撲結構的無線網系統(tǒng)，多個匯聚終端通過通訊接口接入測溫主控系統(tǒng)；在組網系統(tǒng)內，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，若地址信息與當前測溫節(jié)點地址一致，則該測溫終端進行相關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，在確認匯聚終端的地址信息為當前地址后，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責發(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)在液晶屏上進行顯示；將母線溫度與ARM處理器內溫度設定值進行比對，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)存儲于存儲設備中，并通過以太網、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標準，無線通信頻率為433MHz。

在上述方案中，所述的測溫主控系統(tǒng)主要負責接收匯聚終端傳輸?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參數(shù)進行設定。測溫主控系統(tǒng)安裝于智能變電站的變電站層，包括有計算機和網絡接口。