基于自取能无线温度传感器的变电站设备温度监测系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于自取能无线温度传感器的变电站设备温度监测系统，包括自取能无线温度传感器、温度汇集终端、温度监测中心和调度中心；自取能无线温度传感器将监测到的变电站内设备的温度传给温度汇集终端；温度汇集终端将数据进行处理后依次传给温度监测中心和调度中心；本发明专利技术通过自取能无线温度传感器实现自己供电模式，并实时监测变电站电缆接头、闸刀触点、高压开关柜触头或铜排连接点等设备温度，能够实现自动预警，避免出现变电站设备发热点温升过高，甚至导致烧毁造成事故的现象，从而可以节约大量人力，降低事故发生率，对于实现变电站的无人值守，构建智能变电站具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开一种基于自取能无线温度传感器的变电站设备温度监测系统，包括自取能无线温度传感器、温度汇集终端、温度监测中心和调度中心；自取能无线温度传感器将监测到的变电站内设备的温度传给温度汇集终端；温度汇集终端将数据进行处理后依次传给温度监测中心和调度中心；本专利技术通过自取能无线温度传感器实现自己供电模式，并实时监测变电站电缆接头、闸刀触点、高压开关柜触头或铜排连接点等设备温度，能够实现自动预警，避免出现变电站设备发热点温升过高，甚至导致烧毁造成事故的现象，从而可以节约大量人力，降低事故发生率，对于实现变电站的无人值守，构建智能变电站具有重要意义。【专利说明】基于自取能无线温度传感器的变电站设备温度监测系统
本专利技术属于电力系统设备的在线监测
，具体涉及基于自取能无线温度传感器的变电站设备温度监测系统。
技术介绍
变电站设备如高压开关柜、母线接头、室外刀闸开关在长期运行过程中，由于开关的触电和母线连接等部位的老化或接触电阻过大而发热而发生故障会带来严重的后果，其直接的危害是被变电站设备所保护的线路、设备受损，损失电量，间接的危害是造成用户大面积停电，影响正常的生活、生产甚至社会稳定。因此，非常有必要对变电站设备的这些发热部位的温度进行在线状态监测，及时发现安全隐患，避免事故的发生，进而提高电力系统运行的安全可靠性及自动化程度。目前电力系统对于变电站高压开关设备的常规测温方法是依靠人力及红外测温仪进行定时巡检，这种方法不仅耗费大量人力，也不能对温度测量点部位的温度变化进行实时监测。而且现有提出的一些在线测量方案中由于温度传感器安装在被测点如高压开关柜中的导电臂上，测温装置体积大、测温装置的供电问题是都制约着现有技术的发展，限制着现有在线测温系统的应用场合。现有的在线温度测量方案包括:1)采用光纤测温技术；2)采用太阳能电池供电；3)采用电流感应供电。在第一种方案中，光纤作为传光元件把晶体温度传感器对光特性的变化量进行传输，由于光纤具有电气绝缘的性能，因此可以把传感信号直接引入低压侧的测量电路，从而比较容易解决供电问题。然而该方案在技术上仍不成熟，成本较高，而且电力系统目前还不允许将光线直接从高压侧接地。在第二种方案中，太阳能电池板用来为测温系统供电，测温装置内配置蓄电池，用于在光照条件下对能量进行存储，在无光照条件下为测温装置持续工作提供电源。这种方案的主要问题一是容易受到环境的影响，例如太阳能电池板的发电能力决定于光照条件，夜晚或阴雨天气以及灰尘覆盖下发电能力受到极大限制；问题二是蓄电池的工作寿命有限。在第三种方案中，测温系统的供电是通过线圈来感应线路中的负荷电流来实现的。这种方案的致命问题是负荷电流总是处于不断地波动之中，供电的稳定性面临极大的挑战。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出基于自取能无线温度传感器的变电站设备温度监测系统，在自供电形势下实时监测变电站电缆接头、闸刀触点、高压开关柜触头或铜排连接点等设备温度，能够实现自动预警，避免出现变电站设备发热点温升过高，甚至导致烧毁造成事故的现象，从而可以节约大量人力，降低事故发生率，对于实现变电站的无人值守，构建智能变电站具有重要意义。本专利技术提供的基于自取能无线温度传感器的变电站设备温度监测系统，其改进之处在于，包括自取能无线温度传感器、温度汇集终端、温度监测中心和调度中心；所述自取能无线温度传感器将检测到的变电站内设备的温度传给所述温度汇集终端；所述温度汇集终端将数据进行处理后依次传给所述温度监测中心和调度中心；所述自取能无线温度传感器包括电场耦合极板和自取能无线温度传感芯片；所述电场耦合极板设置在变电站内开关设备测温点旁的高压带电器件的上方，并与所述自取能模块连接；所述自取能无线温度传感芯片包括微控制器1、自取能模块、温度传感模块、存储器和无线通信模块I;所述微控制器I分别与所述自取能模块、温度传感模块、存储器和无线通信模块I通信；所述自取能模块与所述无线通信模块I通信；所述温度传感模块与所述存储器连接；所述微控制器1、自取能模块、温度传感模块、存储器和无线通信模块I集成在一片芯片上。其中，所述自取能无线温度传感器、温度汇集终端和温度监测中心构成一个温度检测系统；至少一个的温度检测系统与所述调度中心通信；一个温度汇集终端对应一个或多个所述自取能无线温度传感器。其中，所述自取能模块用于给所述自取能无线温度传感芯片供电，其包括整流器、储能电容、DC-DC转换器和电源管理模块；所述整流器的交流端与所述电场耦合极板连接，直流端依次与所述储能电容和DC-DC转换器连接；所述电源管理模块与所述储能电容连接，用于监测储能电容中能量积累情况，并发出控制脉冲启动所述DC-DC转换器。其中，所述自取能模块基于电场耦合原理，其中的整流器收集所述电场耦合极板与所述高压带电器件之间的等效电容在交流高压下产生的位移电流，并转成直流后为所述储能电容充电。其中，所述温度传感模块包括连接的温度传感器和A/D转换模块；所述温度传感器用于测量被测变电站设备发热点处的温度；所述A/D转换模块将所述温度传感器采集到的模拟信号转换成数字信号送到微控制器I中进行数据处理。其中，所述无线通信模块I用于将所述自取能无线温度传感芯片采集得到的温度信息以无线射频方式发射给所述温度汇集终端。其中，所述温度汇集终端包括微控制器I1、无线通信模块I1、RS485接口、电池供电模块、显示屏、蜂鸣器和指示灯；所述微控制器II分别与所述无线通信模块I1、显示屏、蜂鸣器、指示灯和RS-485接口连接；所述无线通信模块II与同一个检测系统中的所述自取能无线温度传感器通信；电池供电模块用于为所述温度汇集终端提供工作电源。其中，在将电场耦合极板安装在变电站内开关设备测温点旁的高压带电器件的上方后:自取能模块与所述电场耦合极板相连接，为无线温度传感芯片供电；其中的温度传感模块测量被测变电站设备发热点处的温度，将温度值传给微控制器，并通过存储器保存数据；所述微控制器根据预设的测温时间间隔控制温度传感模块进行温度采集，并将采集得到的温度数据通过无线通信模块传给温度汇集终端；所述温度汇集终端接收所述自取能无线温度传感芯片发送的温度数据后，根据预设的待测点温度值，通过微控制器控制液晶显示屏显示测温点的实时温度数据，控制蜂鸣器鸣响以及指示灯发光，实现温升过高故障报警，并将温度数据通过RS-485接口传给温度监测中心；本地监控室中的温度监测中心通过RS-485接口接收所述温度汇集终端上报的温度信息及报警信息，完成数据通信，并且通过电力系统通信专网，将本地温度信息及报警信息上传给调度中心；所述调度中心收集本区域内多个本地监控室中的所述温度监测中心上传的温度及报警信息，对区域内的变电站设备进行温度数据统筹处理以及储存备份。与现有技术比，本专利技术的有益效果为:本专利技术的监测系统，采用自取能无线温度传感芯片作为无线传感网节点，解决了一般无线温度监测系统中测温装置体积大、测温装置的供电问题，大大扩展了测温系统的应用范围。本专利技术的监测系统中的自取能无线温度传感芯片在高电压、高温、强电场和强磁场环境下，工作可靠，且可灵活安装布置，解决了温度传感器自身工作电源和传感器与接收器之间的高电压隔离的问题。该芯片本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于自取能无线温度传感器的变电站设备温度监测系统，其特征在于，包括自取能无线温度传感器、温度汇集终端、温度监测中心和调度中心；所述自取能无线温度传感器将检测到的变电站内设备的温度传给所述温度汇集终端；所述温度汇集终端将数据进行处理后依次传给所述温度监测中心和调度中心；所述自取能无线温度传感器包括电场耦合极板和自取能无线温度传感芯片；所述电场耦合极板设置在变电站内开关设备测温点旁的高压带电器件的上方，并与所述自取能模块连接；所述自取能无线温度传感芯片包括微控制器I、自取能模块、温度传感模块、存储器和无线通信模块I；所述微控制器I分别与所述自取能模块、温度传感模块、存储器和无线通信模块I通信；所述自取能模块与所述无线通信模块I通信；所述温度传感模块与所述存储器连接；所述微控制器I、自取能模块、温度传感模块、存储器和无线通信模块I集成在一片芯片上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢慧慧，袁玉湘，姜学平，于坤山，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网智能电网研究院，
类型：发明
国别省市：