CN107449468B - 一种变电站端子箱状态监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种变电站端子箱状态监测装置，包括信号采集单元、信号处理单元和远程通信单元；所述的信号采集单元包括温湿度测量模块、电流测量模块、电压测量模块和行程开关；所述的信号处理单元包括信号调制模块、数字信号处理器、电源模块及I/O接口；所述的远程通信单元包括串口模块和GSM模块。所述供电模块和数字信号处理器之间设置有第二电流互感器，所述的第二电流互感器依次通过所述的I/O接口和信号调制模块与所述的数字信号处理器相连。所述的变电站端子箱状态监测装置还包括第二报警器，所述上位机通过电子开关与所述的第二报警器相连。本发明能够监测变电站端子箱内的温度、湿度和箱门状态，实现了对变电站端子箱状态的在线监测。
Description
技术领域
本发明涉及变电站领域，具体是一种变电站端子箱状态监测装置。
背景技术
常规建设的变电站内，户外电气设备机构箱，即端子箱，是户外电气设备与户内保护测控、通信设备连接的中间环节，如主变端子箱、电压/电流互感器端子箱、开关机构操作箱和刀闸电动操作箱等，一般就地安装，主要负责将室内非电量保护信号、通信及测控装置与室外的各类电气设备加以连接，在电力***中发挥着测量与保护的双重作用，其运行状态是否良好直接影响到电力***运行的安全性及供电的稳定性。
由此可见，对变电站端子箱进行状态监测，是提升电力***安全稳定运行质量的有效手段之一。
而目前，市场上的变电站端子箱状态监测装置，主要用于配套的加热驱湿装置，往往利用外置机械表盘设定温湿度阈值，当监测到环境条件超限时启动加热驱湿装置，但其仅具本地监测功能，未同时具备通信和远程告警功能，且无法同时监测端子箱的箱门状态和端子箱内的温湿度状态。此外，现有技术采用的报警器，通常要么不容易引起相关工作人员的视觉注意，要么就容易引起噪音污染。
此为现有技术的不足之处。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种变电站端子箱状态监测装置，用于监测变电站端子箱内的温度、湿度和箱门状态，并用于实现对变电站端子箱状态的在线监测。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种变电站端子箱状态监测装置，包括信号采集单元、信号处理单元和远程通信单元；
所述的信号采集单元包括用于采集变电站端子箱内温湿度的温湿度测量模块、用于采集变电站端子箱进线端的电流的电流测量模块、用于采集变电站端子箱进线端的电压的电压测量模块、以及用于采集变电站端子箱箱门开关状态的行程开关；
所述的信号处理单元包括信号调制模块、数字信号处理器、为所述的数字信号处理器供电的电源模块、以及与上述温湿度测量模块、电流测量模块、电压测量模块和行程开关相连接的I/O接口；所述的I/O接口通过所述的信号调制模块与所述的数字信号处理器连接；
所述的远程通信单元包括串口模块和GSM模块；所述的串口模块和GSM模块分别连接在所述的数字信号处理器上。
其中，所述供电模块和数字信号处理器之间设置有第一电流互感器，所述的第一电流互感器通过报警控制电路与第一报警器连接。
其中，所述的变电站端子箱状态监测装置还包括上位机，所述的数字信号处理器通过所述的串口模块远程连接所述的上位机。
其中，所述供电模块和数字信号处理器之间设置有第二电流互感器，所述的第二电流互感器依次通过所述的I/O接口和信号调制模块与所述的数字信号处理器相连。
其中，所述的变电站端子箱状态监测装置还包括第二报警器，所述上位机通过电子开关与所述的第二报警器相连。
其中，所述的第二报警器包括呈立方体形的透明壳体，所述的透明壳体内设有电机、第一连杆、第二连杆和一透明空管，所述透明空管内置有一彩球，所述电机的输出轴上安有一偏心轮，所述第一连杆的一端可转动地安装在所述偏心轮的一侧边缘上，所述第一连杆的另一端与所述第二连杆的一端转动连接，所述第二连杆的另一端与所述透明空管的一端铰接连接，所述透明空管的另一端铰接在所述透明壳体的侧壁上。
进一步地，所述的透明空管上设有风铃。
另外，所述的温湿度测量模块采用温湿度传感器。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明的信号采集单元包括用于采集变电站端子箱内温湿度的温湿度测量模块、用于采集变电站端子箱进线端的电流的电流测量模块、用于采集变电站端子箱进线端的电压的电压测量模块、以及用于采集变电站端子箱箱门开关状态的行程开关，进而能够用于监测变电站端子箱内的温度、湿度和端子箱的箱门状态，监测范围更为广泛；
(2)本发明包括远程通信单元，且所述的远程通信单元包括串口模块和GSM模块，使便于实现远程通信，以便信号处理单元能够及时将通过信号采集单元采集的各相应信息远程传输出去，具体地，通过GSM模块向预先设定的手机号发送端子箱状态监测信息、并同时通过串口模块向上位机发送端子箱状态监测信息；
(3)本发明所述的变电站端子箱状态监测装置还包括上位机、第二电流互感器和第二报警器，其中，所述的数字信号处理器通过所述的串口模块远程连接所述的上位机，所述的第二电流互感器设置在供电模块和数字信号处理器之间，所述的第二电流互感器依次通过所述的I/O接口和信号调制模块与所述的数字信号处理器相连，所述上位机通过电子开关与所述的第二报警器相连，使用时，当所述的供电模块发生断电现象时，第二电流互感器输出检测值为零，且第二电流互感器的检测值通过所述的I/O接口发送至信号调制模块，经相应的信号调制后，在数字信号处理器的控制作用下，一方面通过GSM模块向预先设定的手机号发送变电站端子箱状态监测装置电源模块供电故障的报警信息，另一方面通过串口模块向所述的上位机发送上述变电站端子箱状态监测装置电源模块供电故障的报警信息，且上位机在接收到该电源模块供电故障的报警信息后，控制所述的电子开关接通，进而控制第二报警器报警，便于相关工作人员及时了解现状以及及时作出相应的处理；
（4）本发明提供了一种新的报警器，即所述的第二报警器，该第二报警器包括呈立方体形的透明壳体，所述的透明壳体内设有电机、第一连杆、第二连杆和一透明空管，所述透明空管内置有一彩球，所述电机的输出轴上安有一偏心轮，所述第一连杆的一端可转动地安装在所述偏心轮的一侧边缘上，所述第一连杆的另一端与所述第二连杆的一端转动连接，所述第二连杆的另一端与所述透明空管的一端铰接连接，所述透明空管的另一端铰接在所述透明壳体的侧壁上，当电机得电工作时，电机的输出轴转动，所述的偏心轮跟随电机的输出轴同步转动，进而通过所述第一连杆和第二连杆的传动作用，带动所述的透明空管上下运动，进而能够使得透明空管内的彩球在透明空管内不停的滑动，从而引起相应工作人员的视觉注意，进而达到报警的目的，且结构简单、便于实现；
（5）本发明所述的第二报警器，其透明空管上设有风铃，透明空管的运动，带动所述的风铃摆动，从而使风铃发出悦耳的声音，进而达到报警的目的，也不会产生噪音污染，既实用又便于实现。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
图1为本发明所述变电站端子箱状态监测装置的电气原理框图示意图。
图2为图1所述第二报警器的结构示意图。
图3为图1中所示报警控制电路的电路图示意图。
其中：1、透明壳体，2、电机，3、偏心轮，4、输出轴，5、第一连杆，6、第二连杆，7、透明空管，8、彩球，9、转轴，10、转轴，11、铰接座，12、铰接座，13、风铃。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1、2所示，本发明的一种变电站端子箱状态监测装置，包括信号采集单元、信号处理单元和远程通信单元。所述的信号采集单元包括用于采集变电站端子箱内温湿度的温湿度测量模块、用于采集变电站端子箱进线端的电流的电流测量模块、用于采集变电站端子箱进线端的电压的电压测量模块、以及用于采集变电站端子箱箱门开关状态的行程开关。所述的信号处理单元包括信号调制模块、数字信号处理器、为所述的数字信号处理器供电的电源模块、以及与上述温湿度测量模块、电流测量模块、电压测量模块和行程开关相连接的I/O接口；所述的I/O接口通过所述的信号调制模块与所述的数字信号处理器连接。所述的远程通信单元包括串口模块和GSM模块；所述的串口模块和GSM模块分别连接在所述的数字信号处理器上。所述的变电站端子箱状态监测装置还包括上位机，所述的数字信号处理器通过所述的串口模块远程连接所述的上位机。所述供电模块和数字信号处理器之间设置有第一电流互感器，所述的第一电流互感器通过报警控制电路与第一报警器连接。所述供电模块和数字信号处理器之间设置有第二电流互感器，所述的第二电流互感器依次通过所述的I/O接口和信号调制模块与所述的数字信号处理器相连。所述的变电站端子箱状态监测装置还包括第二报警器，所述上位机通过电子开关与所述的第二报警器相连。
使用时，将温湿度测量模块安装在变电站端子箱内，将电流测量模块和电压测量模块安装在变电站端子箱的进线端，将行程开关安装在变电站端子箱的箱门上，将第二报警器和上位机置于远程监控中心。上电后，本发明所监测到的变电站端子箱状态，一方面通过GSM模块发送至预先设定手机号的手机，一方面通过串口模块传送至上位机，从而基于所述的上位机，可远程实现对变电站端子箱的箱门开关状态及箱内温湿度、以及对变电站端子箱进线端的电流和电压情况的监测，从而减轻相关工作人员的工作负担，缩短设备检修时间，保证电力***的安全稳定运行。
其中，当所述的供电模块发生断电现象时，第二电流互感器输出检测值为零，且第二电流互感器的检测值通过所述的I/O接口发送至信号调制模块，经相应的信号调制后，在数字信号处理器的控制作用下，一方面通过GSM模块向预先设定的手机号发送变电站端子箱状态监测装置电源模块供电故障的报警信息，一方面通过串口模块向所述的上位机发送上述变电站端子箱状态监测装置电源模块供电故障的报警信息，上位机在接收到该电源模块供电故障的报警信息后，控制所述的电子开关接通，进而控制第二报警器报警，便于相关工作人员及时了解现状以及及时作出相应的处理，进而确保整个变电站端子箱状态监测装置的正常运行。
具体地，在本实施方式中，所述的第二报警器包括呈立方体形的透明壳体1，所述的透明壳体1内设有电机2、第一连杆5、第二连杆6和透明空管7，所述透明空管7内置有一彩球8，所述电机2的输出轴4上安有一偏心轮3，所述第一连杆5的一端可转动地安装在所述偏心轮3的一侧边缘上，所述第一连杆5的另一端与所述第二连杆6的一端转动连接，所述第二连杆6的另一端与所述透明空管7的一端铰接连接，所述透明空管7的另一端铰接在所述透明壳体1的侧壁上。其中，所述的透明空管7上设有风铃13。使用时，当上位机控制电机2得电工作时，电机2的输出轴4转动，所述的偏心轮3跟随电机2的输出轴4同步转动，进而通过所述第一连杆5和第二连杆6的传动作用，带动所述的透明空管7沿着铰接座12上下往复运动，进而使得透明空管7内的彩球8在透明空管7内不停的滑动，同时带动所述的风铃13摆动发出悦耳的声音，从而引起相应工作人员的视觉和听觉注意，进而达到报警的目的，整个报警过程中不会产生噪音污染，且结构简单、便于实现，较为实用。
在实施方式中，如图3所示，所述的报警控制电路包括第一芯片，所述的第一芯片IC1的5脚与所述第一电流互感器的一端连接，第一电流互感器的另一端通过第一电容C1与第一芯片IC1的6脚连接，第一芯片IC1的1脚通过第一指示灯L1和第一电阻R1与第一芯片IC1的3脚连接，第一芯片IC1的4脚与一稳压器IC2的输出端连接，第一芯片IC1的6脚通过第二电阻R2、第一滑动变阻器RP与4脚连接，第一芯片IC1的7脚通过第一个二极管D1与4脚连接，有一个继电器 K1与所述的第一个二极管D1并联，继电器K1的常开触点K1-1与所述的第一报警器串联，第一芯片IC1的8脚与4脚连接；第一芯片IC1的2脚通过第三电阻R3与稳压器IC2的输出端连接，所述稳压器IC2的输入端与所述电源模块的正极连接，稳压器IC2的接地端与电源模块的负极连接，稳压器IC2的接地端与稳压器IC2的输入端间串联第二电容C2，所述的第一芯片IC1的1脚与所述电源模块的负极连接，第一芯片IC1的6脚通过第四电阻R4与所述电源模块的负极连接，第一芯片IC1的2脚通过开关S1与所述电源模块的负极连接，第一芯片IC1的3脚与7脚连接。其中，所述的电源模块为桥式整流电路，所述的第一芯片IC1为NE555型时基集成电路，所述的稳压器IC2为LM7812型三端集成稳压器。其中，本发明中所述的报警控制电路还可以采用现有技术中任意能够控制所述的第一报警器报警的报警电路。
此外，在本实施方式中，所述的温湿度测量模块采用温湿度传感器，所述的电流测量模块采用霍尔电流互感器，所述的电压测量模块采用霍尔电压互感器，所述的数字信号处理器采用TMS320F28335处理器，所述的GSM模块采用TC35i模块。
此外，所述的第一报警器可以采用与本实施方式中所述的第二报警器具有相同结构的报警器，也可采用其他类型的报警器。在本实施方式中，所述的第一报警器采用声光报警器。
以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的范围。
Claims (5)
1.一种变电站端子箱状态监测装置，其特征在于：包括信号采集单元、信号处理单元和远程通信单元；所述的信号采集单元包括用于采集变电站端子箱内温湿度的温湿度测量模块、用于采集变电站端子箱进线端的电流的电流测量模块、用于采集变电站端子箱进线端的电压的电压测量模块、以及用于采集变电站端子箱箱门开关状态的行程开关；
所述的信号处理单元包括信号调制模块、数字信号处理器、为所述的数字信号处理器供电的电源模块、以及与上述温湿度测量模块、电流测量模块、电压测量模块和行程开关相连接的I/O接口；所述的I/O接口通过所述的信号调制模块与所述的数字信号处理器连接；
所述的远程通信单元包括串口模块和GSM模块；所述的串口模块和GSM模块分别连接在所述的数字信号处理器上；
所述的变电站端子箱状态监测装置还包括上位机，所述的数字信号处理器通过所述的串口模块远程连接所述的上位机；
所述的变电站端子箱状态监测装置还包括第二报警器，所述上位机通过电子开关与所述的第二报警器相连；
所述的第二报警器包括呈立方体形的透明壳体（1），所述的透明壳体（1）内设有电机（2）、第一连杆（5）、第二连杆（6）和透明空管（7），所述透明空管（7）内置有一彩球（8），所述电机（2）的输出轴（4）上安有一偏心轮（3），所述第一连杆（5）的一端可转动地安装在所述偏心轮（3）的一侧边缘上，所述第一连杆（5）的另一端与所述第二连杆（6）的一端转动连接，所述第二连杆（6）的另一端与所述透明空管（7）的一端铰接连接，所述透明空管（7）的另一端铰接在所述透明壳体（1）的侧壁上。
2.根据权利要求1所述的变电站端子箱状态监测装置，其特征在于：所述供电模块和数字信号处理器之间设置有第一电流互感器，所述的第一电流互感器通过报警控制电路与一第一报警器连接。
3.根据权利要求1所述的变电站端子箱状态监测装置，其特征在于：所述供电模块和数字信号处理器之间设置有第二电流互感器，所述的第二电流互感器依次通过所述的I/O接口和信号调制模块与所述的数字信号处理器相连。
4.根据权利要求1所述的变电站端子箱状态监测装置，其特征在于：所述的透明空管（7）上设有风铃（13）。
5.根据权利要求1或2所述的变电站端子箱状态监测装置，其特征在于：所述的温湿度测量模块采用温湿度传感器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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