CN101710003A - 高压电力开关温度在线监测*** - Google Patents

高压电力开关温度在线监测*** Download PDF

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CN101710003A CN200910227966A CN200910227966A CN101710003A CN 101710003 A CN101710003 A CN 101710003A CN 200910227966 A CN200910227966 A CN 200910227966A CN 200910227966 A CN200910227966 A CN 200910227966A CN 101710003 A CN101710003 A CN 101710003A
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曾志生
尉亲梅
徐新民
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Shanxi University
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Abstract

本发明提供了一种高压电力开关温度在线监测***，包括：低功耗的温度传感器、接收器，低功耗的温度传感器通过光纤与接收器连接；还可包括通讯模块和管理主机，管理主机和接收器通过通讯模块连接。本发明采用锂电池供电的低功耗温度传感器，并通过光纤传输数据，***运行安全稳定、抗干扰能力好，保证测温数据的准确可靠，实时在线，响应速度快，且体积小，易于安装，性价比高，可节省大量的人力、物力。

Description

高压电力开关温度在线监测***
技术领域
本发明涉及高压电力设备温度在线监测技术，尤其适宜高压开关刀闸或高压母线以及高压电缆接头处的温度在线监测报警***。
背景技术
在发电厂、变电站里，高压开关柜中的触头、高压电缆的接头因接触不良或过电流运行时，因接触电阻过大，会引起开关触头或电缆接头发热；若不及时排除，可能导致开关柜或电缆的绝缘破坏，形成重大故障甚至火灾发生，从而造成重大经济损失。因此实时在线监测高压开关、高压电缆接头的温度，可以有效预防故障，保证***可靠运行。
目前，市面上的测温方法有：电池供电无线传输温度数据***，如专利号为200820085411.5的“一种开关柜触头温升在线监测***”，这类无线传输温度数据***，在高压强电场环境会有各种电磁干扰，会影响无线传输的可靠性；无线发射最少需十几毫安的电流，对电池供电而言，耗电量过大；无线发射接收均带有天线，不易调试安装。
发明内容
针对现有高压开关柜中测温技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种运行安全稳定、抗干扰能力好，数据准确可靠，可在线监测高压开关柜中的触头、高压电缆的接头的高压电力开关温度监测***。
本发明提供的高压电力开关温度在线监测***，包括：低功耗的温度传感器、接收器，低功耗的温度传感器通过光纤与接收器连接。所述的接收器一台可连接温度传感器1到6只。
低功耗温度传感器包含第一MCU、半导体温度传感器、光纤发射模块和锂电池。第一MCU的两个引脚分别与半导体温度传感器的电源线和数据线连接，控制半导体温度传感器的供电和读取温度数据；第一MCU的另一个引脚与光纤发射模块连接，将读取的温度数据发送给光纤发射模块；光纤发射模块将数据电/光转换，通过光纤传输到接收器的光纤接收模块。
接收器包含电源、第二MCU(32端口以上)、光纤接收模块、显示模块和报警装置；电源与第二MCU、光纤接收模块和显示模块的电源端子连接，为它们提供电源；第二MCU与光纤接收模块连接，接收光纤接收模块的数据；显示模块与第二MCU连接，显示温度数据；报警装置与第二MCU连接，超过预警温度启动报警。
如果装有多台接收器，本发明还可以包括通讯模块和管理主机，通讯模块由光隔和485芯片组成；管理主机和接收器通过通讯模块连接，接收和保存温度数据和报警记录，以便分析和查询。所述的管理主机1台可连接1到255台接收器。
管理主机采用查询的方式接收各台接收器的数据，通过人机界面将温度数据直观显示，还可随时修改预警温度和温升参数，一旦发现测量温度超过预警温度，发出提示信息；丰富的人机界面将地理分布图、节点温度运行参数、预告警信息、历史参数通过图形、表格、曲线、棒图形式直观显示，为管理人员提供最直接可靠的数据，并且能定时保存数据和报警记录，为日后查询提供直接依据。
与现有温度监测***相比本发明的优点：本发明采用锂电池供电的低功耗温度传感器，并通过光纤传输数据，***运行安全稳定、抗干扰能力好，保证测温数据的准确可靠，实时在线，响应速度快，且体积小，易于安装，性价比高，可节省大量的人力、物力。
附图说明
图1为高压电力开关温度在线监测***结构示意图
图2为低功耗温度传感器电路原理图
图3为接收器电源电路原理图
图4为接收器通讯模块电路原理图
图5为接收器第二MCU电路原理图
图6为接收器光纤接收模块电路原理图
图7为接收器显示模块电路原理图
图8为温度监测管理软件流程图
具体实施方式
以下对照附图对本发明做出进一步详细说明。
本发明的一种实施方式：
包括：低功耗的温度传感器、接收器，低功耗的温度传感器通过光纤与接收器连接。所述的接收器连接6只低功耗的温度传感器。
所述的低功耗温度传感器如图2所示，包含第一MCU U15、半导体温度传感器Q1、光纤发射模块P2和锂电池BT1，第一MCU U15选用Microchip公司芯片16c56a，半导体温度传感器Q1选用Dallas公司的DS18B20，光纤发射模块P2采用HFBR1414。第一MCU U15的17脚和半导体温度传感器Q1的数据线直接连接，用第一MCU U15的18脚给半导体温度传感器Q1的电源线供电，第一MCU U15读取的温度数据从10脚发送给光纤发射模块P2，光纤发射模块P2将数据通过光纤传输到接收器的光纤接收模块U9-U14。
低功耗温度传感器的工作方式如下：第一MCU U15启动后工作在休眠模式，测温时靠自带的看门狗激活，测得温度数据后打包通过光纤发射模块P2发送，再次进入休眠模式；由于半导体温度传感器DS18B20采用CMOS技术，耗电量很小，初始化完成后工作在断电模式，测温时先供电，测得温度后再次断电，将能耗降到最低；通过光纤发送与采用无线方式发送数据相比，功耗几乎可忽略。整个温度传感器平均耗电电流小于8微安，用1.2安时的锂电供电可用6-8年；实验表明，本温度传感器的功耗较现有产品可提高10倍以上，大大地延长了电池的使用寿命，使得本温度传感器能长期可靠的工作。
所述的接收器包括：电源、第二MCU、光纤接收模块、显示模块和报警装置；接收器的电源如图3所示，输入电源先经过LM2575U1稳压，一路经过DC-DC U3隔离提供+5v电源，另一路经过1117U2稳压提供+3.3v电源，两路电源与接收器其余电路的供电端子连接；接收器的第二MCU采用凌阳61MCU，电路如图5所示，通过IO分别与光纤接收模块、显示模块和报警装置连接；接收器光纤接收模块电路如图6所示，由六只HFBR2412(U9-U14)组成，将接收的温度数据送入凌阳61MCU的IOA0-5；接收器液晶模块电路如图7所示，选用带字库液晶MzL02-12864，凌阳61MCU将接收的温度数据通过IOA8-15送到液晶模块。凌阳61MCU比较测量温度与环境温度并计算温升变化，监控温升变化，超过预警温度则将IOB7置零，启动报警。
本发明另一种实施方式，如图1所示：
在上一种实施方式的基础上，还包括通讯模块和管理主机，管理主机连接4台接收器。接收器通讯模块电路如图4所示，凌阳61MCU与通讯模块连接，通讯模块由光隔和485芯片组成，光隔芯片采用高速光隔6N137U5-U7，将凌阳61MCU与485芯片隔离；485芯片选用高耐压芯片75184U8，通过485总线与管理主机连接，发送温度数据和报警记录到管理主机。
管理主机的温度监测管理软件流程如图8所示，界面初始化后，采用查询的方式接收各台接收器的数据，并显示温度于相应地理分布图上，还可随时修改预警温度和温升参数，一旦发现测量温度超过预警温度，发出提示信息，启动报警。丰富的人机界面将地理分布图、节点温度运行参数、预告警信息、历史参数通过图形、表格、曲线、棒图形式直观显示，为管理人员提供最直接可靠的数据，方便管理人员监控观测，尽早消除隐患、最大限度的减少事故。

Claims (4)

1.一种高压电力开关温度在线监测***，其特征在于包括：低功耗的温度传感器、接收器，低功耗的温度传感器通过光纤与接收器连接；
所述的低功耗温度传感器包含第一MCU、半导体温度传感器、光纤发射模块和锂电池；第一MCU的两个引脚分别与半导体温度传感器的电源线和数据线连接；第一MCU的另一个引脚与光纤发射模块连接；光纤发射模块通过光纤连接接收器的光纤接收模块；
所述的接收器包含电源、第二MCU、光纤接收模块、显示模块和报警装置；电源与第二MCU、光纤接收模块和显示模块的电源端子连接；第二MCU与光纤接收模块连接；显示模块与第二MCU连接，显示温度数据；报警装置与第二MCU连接，超过预警温度启动报警。
2.如权利要求1所述的高压电力开关温度在线监测***，其特征在于，包括通讯模块和管理主机，通讯模块由光隔和485芯片组成；管理主机和接收器通过通讯模块连接。
3.如权利要求1或2所述的高压电力开关温度在线监测***，其特征在于，所述的接收器连接温度传感器1到6只。
4.如权利要求2所述的高压电力开关温度在线监测***，其特征在于，所述的管理主机连接1到255台接收器。
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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