CN103019186A - 变电站电缆沟智能化综合监控防护*** - Google Patents

变电站电缆沟智能化综合监控防护*** Download PDF

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罗明苏
余长国
杨雪松
周双勇
蒋荣
唐娟
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Abstract

本发明公开了一种变电站电缆沟智能化综合监控防护***，包括监控工作站、电缆沟工作站和若干个分布式模块；每一个分布式模块，用于获取地沟电缆的状态信号；状态信号输入到电缆沟工作站进行处理，电缆沟工作站对输入信号进行处理后将处理后信号发送到监控工作站，本发明采用将电缆沟工作站和分布式模块接入电缆沟环境，监控工作站进入监控工作室。无线数据通讯稳定畅通，监控工作站能远程及时掌握电缆沟各温度监测点的温度变化情况，数据自动采集，减轻了监护劳动强度；采用了水位传感器来采集地沟电缆所处环境的水位信号，及时准确反应水位变化。采用了烟雾传感器来采集地沟电缆所处环境的烟雾信号，及时输出报警信号，能够实现智能监控和防护。

Description

变电站电缆沟智能化综合监控防护***
技术领域
本发明涉及变电站电缆监测领域，特别涉及一种变电站电缆沟智能化综合监控防护***。
背景技术
随着变电站容量的增大，自动化水平相应提高，我国电力***变电站大多实现了无人值班变电站。由于我国户外变电站占多数，所以电缆用量越来越多。变电站电缆沟规模也越来越庞大复杂，由于其位于地表下，检修不便，往往成为变电站安全死角，并且给变电站运行人员的工作带来较重负担，浪费人力物力。地沟电缆故障发生通常为隐蔽渐进方式，一旦发现事故症状，通常损失已难挽回，严重时还会影响到变电站的安全生产和运行。
因此急需一种能及时方便快速的监测变电站电缆沟安全状态的***。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种能及时方便快速的监测变电站电缆沟安全状态的***。
本发明的目的是这样实现的：
本发明提供的变电站电缆沟智能化综合监控防护***，包括监控工作站、电缆沟工作站和若干个分布式模块；所述每一个分布式模块，用于获取地沟电缆的状态信号；所述状态信号输入到电缆沟工作站进行处理，所述电缆沟工作站对输入信号进行处理后将处理后信号发送到监控工作站。
进一步，所述分布式模块包括信号采集装置、数字控制器、网络接口和驱动接口；
所述信号采集装置，用于采集地沟电缆所处环境的信号；
所述数字控制器，用于处理分析地沟电缆所处环境的信号；
所述网络接口，用于与信号传输线连接并向信号传输线传送；
所述驱动接口，用于连接并驱动外部设备进行工作。
进一步，所述信号采集装置包括分别与所述数字控制器连接的温度传感器、烟雾传感器和水位传感器；
所述温度传感器，用于采集地沟电缆所处环境的温度指；
所述烟雾传感器，用于采集地沟电缆所处环境的烟雾信号；
所述水位传感器，用于采集地沟电缆所处环境的水位信号。
进一步，所述电缆沟工作站设置有电源装置和存储装置，所述电缆沟工作站的电源装置为每个分布式模块提供电源，所述电缆沟工作站接收所述分布式模块获取的数据并存储在存储装置中。
进一步，所述分布式模块通过网络总线与电缆沟工作站通信；所述分布式模块与电缆沟工作站之间的网络总线采用485总线连接，通讯协议为MODBUS 协议。
进一步，所述数字控制器采用C8051F系列单片机。
进一步，所述数字控制器上还设置有外部设备接口，所述外部设备接口包括SMBus接口、SPI接口、USB接口、CAN接口和LIN接口。
进一步，所述温度传感器选用美国DALLAS公司生产的 DS18B20可组网数字温度传感器。
进一步，在所述监控工作站、电缆沟工作站、若干个分布式模块之间连接的通信线和电源线均设置有电磁隔离层。
进一步，所述监控工作站、电缆沟工作站之间的通信采用无线数据传输。
本发明的优点在于：本发明采用将电缆沟工作站和分布式模块接入了电缆沟环境，监控工作站进入监控工作室。无线数据通讯稳定畅通，期间不间断地采集了电缆沟温度、水位、烟雾等实时数据。监控工作站能远程及时掌握电缆沟各温度监测点的温度变化情况，数据自动采集；温度以曲线进行直观显示，超温报警直观醒目，减轻了监护劳动强度；各种数据进行按日期自动存贮，便于后期备份与检索。采用了水位传感器来采集地沟电缆所处环境的水位信号，及时准确反应水位变化。采用了烟雾传感器来采集地沟电缆所处环境的烟雾信号，及时输出报警信号，能够实现智能监控和防护。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为整个产品***结构示意图；
图2为温度传感阵列与单片机的接口连接示意图；
图3为分布式模块功能结构图；
图4为分布式模块安装示意图；
图5为电缆沟工作站安装示意图。
图中，监控工作站-1、电缆沟工作站-2、分布式模块-3、温度传感器阵列-4、地沟电缆-5、数据天线-6、专用电缆-7。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
图1为整个产品***结构示意图，图2为温度传感阵列与单片机的接口连接示意图，图3为分布式模块功能结构图，图4为分布式模块安装示意图，该分布式模块应靠电缆沟壁安装，超声探头垂直向下。温度传感器靠近温度探头位置安装。安装地点应选在沟壁坚实的地方，避免雨淋。图5为电缆沟工作站安装示意图，电缆沟工作站安装电缆沟工作站应靠近电缆沟安装，通过专用电缆7与分布式模块连接。其所选位置应便于接入220V市电。也可装设于电缆沟内部，但其分布式模块的数据天线6应位于开放空间，以免阻挡而影响数据传输距离，如图所示：本发明提供的变电站电缆沟智能化综合监控防护***，包括监控工作站1、电缆沟工作站2和若干个分布式模块3；所述每一个分布式模块，每个分布式模块连接有温度传感器阵列4，用于获取地沟电缆5的状态信号；所述状态信号输入到电缆沟工作站进行处理，所述电缆沟工作站对输入信号进行处理后将处理后信号发送到监控工作站。
所述分布式模块包括信号采集装置、数字控制器、网络接口和驱动接口；
所述信号采集装置，用于采集地沟电缆所处环境的信号；
所述数字控制器，用于处理分析地沟电缆5所处环境的信号；
所述网络接口，用于与信号传输线连接并向信号传输线传送；
所述驱动接口，用于连接并驱动外部设备进行工作。驱动接口的功能是：当设置好传感器的正常工作范围后，如果超出此范围，则可配置为驱动接口动作，从而驱动特定的外部设备。例如，当检测到烟雾时，可以通过触发驱动接口启动外部抽风、灭火或音响报警装置。实现电缆沟的主动检测与防护。为便于与不通类型的设备接口，本实施例选用电磁继电器实现。将常闭触点NC和常开触点NO端分别引出，便于扩展使用。
所述信号采集装置包括分别与所述数字控制器连接的温度传感器、烟雾传感器和水位传感器；
所述温度传感器，用于采集地沟电缆所处环境的温度值；
所述烟雾传感器，用于采集地沟电缆所处环境的烟雾信号；
所述水位传感器，用于采集地沟电缆所处环境的水位信号。
所述电缆沟工作站设置有电源装置和存储装置，所述电缆沟工作站的电源装置为每个分布式模块提供电源，所述电缆沟工作站接收所述分布式模块获取的数据并存储在存储装置中。
所述分布式模块通过网络总线与电缆沟工作站通信；所述分布式模块与电缆沟工作站之间的网络总线采用485总线连接，通讯协议为MODBUS 协议。所述监控工作站、电缆沟工作站上设置有可以相互通信的数传模块，所述数传模块设置有USB模块。
所述数字控制器采用C8051F系列单片机。
所述数字控制器上还设置有外部设备接口，所述外部设备接口包括SMBus接口、SPI接口、USB接口、CAN接口和LIN接口。
所述温度传感器选用美国DALLAS公司生产的 DS18B20可组网数字温度传感器。该传感器对于电缆沟环境的适应能力，能够满足电缆沟恶劣环境使用要求的传感器；因此传感器可靠、有效安装、信号抗干扰传输能力强。对传感器和节点模块进行防护加固处理，对电缆进出口采用锁紧密封结构。内部核心部位进行灌封固化处理，提高整体可靠性和抗环境能力。采用单线接口方式连接，在与单片机连接时仅需要一条口线即可实现单片机与DS18B20的双向通讯；传感器与单片机接口连接如图2。
在所述监控工作站、电缆沟工作站、若干个分布式模块之间连接的通信线和电源线均设置有电磁隔离层，防止高电场环境对模块和传感器造成损伤。并且通信采用误码纠错设计，提高电磁环境下数据通信的可靠性。所述监控工作站、电缆沟工作站之间的通信采用无线数据传输。所述驱动接口设置有报警装置。水位传感器采用超声波液位仪。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.  变电站电缆沟智能化综合监控防护***，其特征在于：包括监控工作站、电缆沟工作站和若干个分布式模块；所述每一个分布式模块，用于获取地沟电缆的状态信号；所述状态信号输入到电缆沟工作站进行处理，所述电缆沟工作站对输入信号进行处理后将处理后信号发送到监控工作站。
2.  根据权利要求1所述的变电站电缆沟智能化综合监控防护***，其特征在于：所述分布式模块包括信号采集装置、数字控制器、网络接口和驱动接口；所述信号采集装置，用于采集地沟电缆所处环境的信号；所述数字控制器，用于处理分析地沟电缆所处环境的信号；所述网络接口，用于与信号传输线连接并向信号传输线传送；所述驱动接口，用于连接并驱动外部设备进行工作。
3.  根据权利要求2所述的变电站电缆沟智能化综合监控防护***，其特征在于：所述信号采集装置包括分别与所述数字控制器连接的温度传感器、烟雾传感器和水位传感器；所述温度传感器，用于采集地沟电缆所处环境的温度指；所述烟雾传感器，用于采集地沟电缆所处环境的烟雾信号；所述水位传感器，用于采集地沟电缆所处环境的水位信号。
4.  根据权利要求1所述的变电站电缆沟智能化综合监控防护***，其特征在于：所述电缆沟工作站设置有电源装置和存储装置，所述电缆沟工作站的电源装置为每个分布式模块提供电源，所述电缆沟工作站接收所述分布式模块获取的数据并存储在存储装置中。
5.  根据权利要求1所述的变电站电缆沟智能化综合监控防护***，其特征在于：所述分布式模块通过网络总线与电缆沟工作站通信；所述分布式模块与电缆沟工作站之间的网络总线采用485总线连接，通讯协议为MODBUS 协议。
6.  根据权利要求2所述的变电站电缆沟智能化综合监控防护***，其特征在于：所述数字控制器采用C8051F系列单片机。
7.  根据权利要求6所述的变电站电缆沟智能化综合监控防护***，其特征在于：所述数字控制器上还设置有外部设备接口，所述外部设备接口包括SMBus接口、SPI接口、USB接口、CAN接口和LIN接口。
8.  根据权利要求3所述的变电站电缆沟智能化综合监控防护***，其特征在于：所述温度传感器选用美国DALLAS公司生产的 DS18B20可组网数字温度传感器。
9.  根据权利要求1所述的变电站电缆沟智能化综合监控防护***，其特征在于：在所述监控工作站、电缆沟工作站、若干个分布式模块之间连接的通信线和电源线均设置有电磁隔离层。
10.  根据权利要求1所述的变电站电缆沟智能化综合监控防护***，其特征在于：所述监控工作站、电缆沟工作站之间的通信采用无线数据传输。
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