變電站設備觸點狀態在線監測星型網絡平臺的制作方法
【專利摘要】本發明涉及變電站設備觸點溫度監測技術，具體是一種變電站設備觸點狀態在線監測星型網絡平臺。本發明解決了現有變電站設備觸點溫度監測平臺傳輸不穩定、傳輸可靠性差、抗干擾能力差、布線難度大、測量準確性差、測量安全性差、維護成本高、測量精度低的問題。變電站設備觸點狀態在線監測星型網絡平臺，包括采集層、傳輸層、監測層；所述采集層的數目為兩個；每個采集層均包括m個SAW溫度傳感器、m個法向小螺旋天線、一個螺旋臂偶極子天線、一個無線溫度采集器；m個SAW溫度傳感器與m個法向小螺旋天線一一對應連接；m個法向小螺旋天線與螺旋臂偶極子天線共同構成星型拓撲結構。本發明適用于變電站。
【專利說明】變電站設備觸點狀態在線監測星型網絡平臺
【技術領域】
[0001]本發明涉及變電站設備觸點溫度監測技術，具體是一種變電站設備觸點狀態在線監測星型網絡平臺。
【背景技術】
[0002]變電站設備在長期運行過程中，其觸點(主要是開關柜內的動、靜觸頭和電纜接頭)容易因老化或接觸電阻過大而出現長時間發熱和溫升過高，由此引發設備故障(主要是開關柜燒毀故障和短路放炮故障)，從而嚴重威脅電網的安全運行。因此，為了防止上述故障的發生，目前主要采用變電站設備觸點溫度監測平臺來對變電站設備觸點(主要是開關柜內的動、靜觸頭和電纜接頭)的溫度進行監測。在現有技術條件下，變電站設備觸點溫度監測平臺根據測溫原理可分為以下幾種:常規測溫平臺、光纖測溫平臺、紅外測溫平臺、有源無線測溫平臺。實踐表明，以上各種變電站設備觸點溫度監測平臺由于自身結構所限，存在如下問題:其一，以上各種變電站設備觸點溫度監測平臺均缺少合理的網絡拓撲結構，導致其均存在傳輸不穩定、傳輸可靠性差的問題。其二，常規測溫平臺采用熱電偶、熱電阻、半導體溫度傳感器來測量變電站設備觸點的溫度信號，且依托金屬導線來傳輸溫度信號。由于金屬導線具有絕緣性能差的特性，導致其存在抗干擾能力差的問題。其三，光纖測溫平臺采用光纖溫度傳感器來測量變電站設備觸點的溫度信號，且依托光纖來傳輸溫度信號。由于光纖具有易折、易斷、不耐高溫、積累灰塵后絕緣性能易降低的特性，導致其存在抗干擾能力差、布線難度大的問題。其四，紅外測溫平臺采用紅外測溫探頭來測量變電站設備觸點的溫度信號。由于變電站設備(主要是開關柜)內部空間狹小、結構復雜、元件互相遮擋較多，導致紅外測溫探頭無法安裝(這是由于紅外測溫探頭必須與被測物體保持一定的安全距離，且需要與被測物體的表面正對)、存在測量死角，由此導致其存在測量準確性差的問題。其五，有源無線測溫平臺采用有源(即帶有電池)的無線溫度傳感器來測量變電站設備觸點的溫度信號，且依托吸盤天線來傳輸溫度信號。由于吸盤天線在高溫環境下容易發生尖端放電現象，導致其存在測量安全性差的問題。同時，由于無線溫度傳感器需要經常更換電池，導致其存在維護成本高的問題。此外，由于高溫環境會影響電池的正常工作，導致其存在測量精度低的問題。基于此，有必要發明一種全新的變電站設備觸點溫度監測平臺，以解決現有變電站設備觸點溫度監測平臺傳輸不穩定、傳輸可靠性差、抗干擾能力差、布線難度大、測量準確性差、測量安全性差、維護成本高、測量精度低的問題。
【發明內容】
[0003]本發明為了解決現有變電站設備觸點溫度監測平臺傳輸不穩定、傳輸可靠性差、抗干擾能力差、布線難度大、測量準確性差、測量安全性差、維護成本高、測量精度低的問題，提供了一種變電站設備觸點狀態在線監測星型網絡平臺。
[0004]本發明是采用如下技術方案實現的:變電站設備觸點狀態在線監測星型網絡平臺，包括采集層、傳輸層、監測層；所述采集層的數目為兩個；每個采集層均包括m個SAW(Surface Acoustic Wave,聲表面波)溫度傳感器、m個法向小螺旋天線、一個螺旋臂偶極子天線、一個無線溫度采集器;mfSAW溫度傳感器與m個法向小螺旋天線一一對應連接邱個法向小螺旋天線均與螺旋臂偶極子天線無線連接個法向小螺旋天線與螺旋臂偶極子天線共同構成星型拓撲結構；螺旋臂偶極子天線與無線溫度采集器連接；所述傳輸層包括一路RS-485總線、一個主用網關、一個備用網關、電力線網絡；兩個無線溫度采集器、主用網關、備用網關均與RS-485總線連接；主用網關、備用網關均與電力線網絡連接；所述監測層包括一個主用測溫主控終端、一個備用測溫主控終端；主用測溫主控終端、備用測溫主控終端均與電力線網絡連接仰為正整數，且m為6的倍數。
[0005]工作時，將第一個采集層中的m個SAW溫度傳感器安裝在開關柜內的各個動、靜觸頭上，將第一個采集層中的m個法向小螺旋天線安裝在開關柜內，將第一個采集層中的螺旋臂偶極子天線和無線溫度采集器均安裝在開關柜附近。將第二個采集層中的m個SAW溫度傳感器安裝在各個電纜接頭上，將第二個采集層中的m個法向小螺旋天線、螺旋臂偶極子天線、無線溫度采集器均安裝在電纜接頭附近。將傳輸層中的主用網關、備用網關均安裝在變電站監控室。將監測層中的主用測溫主控終端、備用測溫主控終端均安裝在電網監控中心。具體工作過程如下:第一個采集層中的m個SAW溫度傳感器實時測量開關柜內的各個動、靜觸頭的溫度信號。第一個采集層中的無線溫度采集器通過螺旋臂偶極子天線向m個法向小螺旋天線實時發射查詢脈沖。m個SAW溫度傳感器通過m個法向小螺旋天線實時接收查詢脈沖，并通過m個法向小螺旋天線向螺旋臂偶極子天線實時發射攜帶溫度信號的反饋脈沖。無線溫度采集器通過螺旋臂偶極子天線實時接收攜帶溫度信號的反饋脈沖，并將接收到的反饋脈沖實時解析成溫度信號，然后將解析得到的溫度信號實時發送至RS-485總線。第二個采集層中的m個SAW溫度傳感器實時測量各個電纜接頭的溫度信號。第二個采集層中的無線溫度采集器通過螺旋臂偶極子天線向m個法向小螺旋天線實時發射查詢脈沖。m個SAW溫度傳感器通過m個法向小螺旋天線實時接收查詢脈沖，并通過m個法向小螺旋天線向螺旋臂偶極子天線實時發射攜帶溫度信號的反饋脈沖。無線溫度采集器通過螺旋臂偶極子天線實時接收攜帶溫度信號的反饋脈沖，并將接收到的反饋脈沖實時解析成溫度信號，然后將解析得到的溫度信號實時發送至RS-485總線。主用網關實時訪問RS-485總線并獲取溫度信號，然后通過電力線網絡將獲取到的溫度信號實時發送至主用測溫主控終端。主用測溫主控終端對接收到的溫度信號進行實時匯總、分析、存儲，由此實現了對開關柜內的動、靜觸頭的溫度和電纜接頭的溫度進行實時監測。在上述過程中，當主用網關出現故障時，備用網關可接替主用網關進行工作，由此保證了監測的連續性。當主用測溫主控終端出現故障時，備用測溫主控終端可接替主用測溫主控終端進行工作，由此同樣保證了監測的連續性。
[0006]基于上述過程，與現有變電站設備觸點溫度監測平臺相比，本發明所述的變電站設備觸點狀態在線監測星型網絡平臺通過采用全新結構，具備了如下優點:其一，與以上各種變電站設備觸點溫度監測平臺相比，本發明所述的變電站設備觸點狀態在線監測星型網絡平臺采用法向小螺旋天線與螺旋臂偶極子天線共同構成了星型拓撲結構，其通過利用星型拓撲結構結構簡單、控制簡單、故障診斷和隔離容易、方便服務、擴展性好的優點，具備了合理的網絡拓撲結構，同時其綜合了電力線網絡不需要重新架設、只要有電線就能進行數據傳遞的優點，由此有效增強了傳輸穩定性和傳輸可靠性。其二，與常規測溫平臺相比，本發明所述的變電站設備觸點狀態在線監測星型網絡平臺采用SAW溫度傳感器替代了熱電偶、熱電阻、半導體溫度傳感器來測量變電站設備觸點的溫度信號，且采用法向小螺旋天線與螺旋臂偶極子天線替代了金屬導線來傳輸溫度信號，由此不再受金屬導線的特性制約，從而有效增強了抗干擾能力。其三，與光纖測溫平臺相比，本發明所述的變電站設備觸點狀態在線監測星型網絡平臺采用SAW溫度傳感器替代了光纖溫度傳感器來測量變電站設備觸點的溫度信號，且采用法向小螺旋天線與螺旋臂偶極子天線替代了光纖來傳輸溫度信號，由此不再受光纖的特性制約，從而有效增強了抗干擾能力、有效減小了布線難度。其四，與紅外測溫平臺相比，本發明所述的變電站設備觸點狀態在線監測星型網絡平臺采用SAW溫度傳感器替代了紅外測溫探頭來測量變電站設備觸點的溫度信號，由此不再受紅外測溫探頭無法安裝、存在測量死角的制約，從而有效增強了測量準確性。其五，與有源無線測溫平臺相比，本發明所述的變電站設備觸點狀態在線監測星型網絡平臺采用SAW溫度傳感器替代了有源的無線溫度傳感器來測量變電站設備觸點的溫度信號，且采用法向小螺旋天線與螺旋臂偶極子天線替代了吸盤天線來傳輸溫度信號，由此一方面不再受吸盤天線在高溫環境下容易發生尖端放電現象的制約，從而有效增強了測量安全性，另一方面由于SAW溫度傳感器屬于無源器件，不再受電池的制約，從而有效降低了維護成本、有效提高了測量精度。綜上所述，本發明所述的變電站設備觸點狀態在線監測星型網絡平臺有效解決了現有變電站設備觸點溫度監測平臺傳輸不穩定、傳輸可靠性差、抗干擾能力差、布線難度大、測量準確性差、測量安全性差、維護成本高、測量精度低的問題，由此有效防止了變電站設備故障的發生，從而有效保障了電網的安全運行。
[0007]本發明有效解決了現有變電站設備觸點溫度監測平臺傳輸不穩定、傳輸可靠性差、抗干擾能力差、布線難度大、測量準確性差、測量安全性差、維護成本高、測量精度低的問題，適用于變電站。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0009]變電站設備觸點狀態在線監測星型網絡平臺，包括采集層、傳輸層、監測層；
所述采集層的數目為兩個；每個采集層均包括m個SAW溫度傳感器、m個法向小螺旋天線、一個螺旋臂偶極子天線、一個無線溫度采集器；mfSAW溫度傳感器與m個法向小螺旋天線一一對應連接邱個法向小螺旋天線均與螺旋臂偶極子天線無線連接；m個法向小螺旋天線與螺旋臂偶極子天線共同構成星型拓撲結構；螺旋臂偶極子天線與無線溫度采集器連接;
所述傳輸層包括一路RS-485總線、一個主用網關、一個備用網關、電力線網絡；兩個無線溫度采集器、主用網關、備用網關均與RS-485總線連接；主用網關、備用網關均與電力線網絡連接；
所述監測層包括一個主用測溫主控終端、一個備用測溫主控終端；主用測溫主控終端、備用測溫主控終端均與電力線網絡連接；m為正整數,且m為6的倍數。
[0010]具體實施時，所述SAW溫度傳感器為音叉型SAW溫度傳感器；所述無線溫度采集器為WSTM-WSR-ZZ02型無線溫度采集器；所述主用網關、備用網關均為KingGate MGM 3000型網關；所述主用測溫主控終端、備用測溫主控終端均為WSTM-CTU-SC03型測溫主控終端。
【權利要求】
1.一種變電站設備觸點狀態在線監測星型網絡平臺，其特征在于:包括采集層、傳輸層、監測層； 所述采集層的數目為兩個；每個采集層均包括m個SAW溫度傳感器、m個法向小螺旋天線、一個螺旋臂偶極子天線、一個無線溫度采集器;m個SAW溫度傳感器與m個法向小螺旋天線一一對應連接邱個法向小螺旋天線均與螺旋臂偶極子天線無線連接；m個法向小螺旋天線與螺旋臂偶極子天線共同構成星型拓撲結構；螺旋臂偶極子天線與無線溫度采集器連接; 所述傳輸層包括一路RS-485總線、一個主用網關、一個備用網關、電力線網絡；兩個無線溫度采集器、主用網關、備用網關均與RS-485總線連接；主用網關、備用網關均與電力線網絡連接； 所述監測層包括一個主用測溫主控終端、一個備用測溫主控終端；主用測溫主控終端、備用測溫主控終端均與電力線網絡連接； m為正整數,且m為6的倍數。
2.根據權利要求1所述的變電站設備觸點狀態在線監測星型網絡平臺，其特征在于:所述SAW溫度傳感器為音叉型SAW溫度傳感器；所述無線溫度采集器為WSTM-WSR-ZZ02型無線溫度采集器；所述主用網關、備用網關均為KingGate MGM 3000型網關；所述主用測溫主控終端、備用測溫主控終端均為WSTM-CTU-SC03型測溫主控終端。
【文檔編號】G01K11/22GK104165703SQ201410458488
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年9月11日 優先權日:2014年9月11日
【發明者】張軍六, 郭殿奎, 仝海梅, 王海峰, 范志宇, 高榮貴 申請人:國網山西省電力公司太原供電公司, 國家電網公司
專業數控銑床產品供應商
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