CN109764965A - 一种基于ZigBee网络的变电站一次设备触点温度远程监测*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于ZigBee网络的变电站一次设备触点温度远程监测***，无线测温节点包括若干个布设在变电站一次设备触点上的红外测温传感器以及若干个对应连接的ZigBee模块；无线通信模块包括若干个ZigBee模块以及安装在监控中心的ZigBee主站点模块，每个ZigBee模块均与ZigBee主站点模块无线相连；ZigBee主站点模块与数据处理模块相连，数据处理模块输出控制信号控制接触器做出相应动作；变电站监控中心通过通信模块与数据处理模块相互连接。本发明通过Zigbee无线通信技术和非接触式红外测温技术相结合，对一次设备触点温度进行实时监测，解决了变电站现场布线困难、成本高的问题；利用PLC作为控制器具有数据传输可靠、精确度高、安全稳定；同时实现了无需人员监守。
Description
技术领域
本发明涉及变电站智能监测技术领域，尤其涉及一种基于ZigBee网络的变电站一次设备触点温度远程监测***。
背景技术
近年来，随着经济的高速发展，生活中的各个领域都在使用电能，同时伴随着用电负荷逐年猛增，如何更好的为用电客户提供可靠、安全、优质的电能，成为电力企业首先需要解决的问题。在电力***的可靠运行中,对电力设备正常运行的要求愈来愈高，变电站作为负责电能传输、电压转换的关键环节，保证变压站的可靠、稳定运行显得尤为重要，但站内设备大多处于露天场所，受到风吹、雨淋、日晒等恶劣天气长期作用，设备绝缘、接触性能下降等情况是变电站事故发生的主要原因，当出现变电站设备不正常运行情况时，设备首先表现为过热现象,严重时可以引发火灾和停电事故，变电站内的设备故障导致停电将对整个社会和经济造成严重的损失。传统的变电站一次设备(隔离开关、断路器等)测温手段主要是使用移动式红外成像仪定期对变电站进行测温，每次测温需要人员、车辆到现场，但随着输变电电压等级的不断升高、变电站大多采用无人值守，人工巡检存在的种种弊端已经无法满足现在智能***的要求。随着国家电网有限公司提出建设智能电网的要求，因而发展一种对变电站一次设备温度进行远程实时监测***显得尤为重要。
据此，目前急需一种更可靠、高效、安全的基于ZigBee网络的变电站一次设备触点温度远程监测***。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种更可靠、高效、安全的基于ZigBee网络的变电站一次设备触点温度远程监测***。
本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种基于ZigBee网络的变电站一次设备触点温度远程监测***，包括无线测温节点、无线通信模块、数据处理模块、接触器、通信模块、变电站监控中心以及电源模块；所述无线测温节点包括若干个布设在变电站一次设备触点上的红外测温传感器以及若干个对应连接的ZigBee模块；所述无线通信模块包括若干个ZigBee模块以及安装在监控中心的ZigBee主站点模块，每个所述ZigBee模块均与ZigBee主站点模块无线相连；监控中心的ZigBee主站点与布设在变电站一次设备上的多个ZigBee模块组成ZigBee无线通信网络，通过形成的多个无线测温节点，将监控区域所检测到的物理信号传送到远程监控中心的ZigBee主站点；所述ZigBee主站点模块与数据处理模块相连，所述数据处理模块输出控制信号控制接触器做出相应动作；所述变电站监控中心通过通信模块与数据处理模块相互连接；所述电源模块包括3.3V电源模块与24V电源模块；所述3.3V电源模块与若干个布设在变电站一次设备触点上的红外测温传感器、若干个对应连接的ZigBee模块以及安装在监控中心的ZigBee主站点模块相连用于提供恒定稳压电源；所述24V电源模块安装于数据处理模块内部用于提供恒定稳压电源。
作为本发明的优选方式之一，所述数据处理模块为PLC(S7-300)，其包括虚拟量输入模块、CPU以及模拟量输出模块；所述虚拟量输入模块接收ZigBee主站点的物理信号并经CPU处理后到输出模拟量输出模块中，然后经A/D转换输出控制信号让接触器执行相应的动作。
作为本发明的优选方式之一，所述CPU上设置有存储器，当通信模块发生意外中断时，CPU可以短时间内存储检测信息，保证检测更加安全、完整。
作为本发明的优选方式之一，还包括指示灯，所述指示灯设置于变电站一次设备上并通过数据处理模块输出控制信号发出警示。
作为本发明的优选方式之一，所述ZigBee主站点模块与数据处理模块之间、数据处理模块与变电站监控中心之间以及数据处理模块内部均通过RS-485总线进行通信连接；通过预设程序实现与数据处理模块(PLC)的数据转换；实现现场采集数据稳定可靠传输。
作为本发明的优选方式之一，所述红外测温传感器为SZ-515系列非接触式红外测温传感器，其电源输入为0-5V、TTL电平输出，为避免电磁干扰，外部加装金属套管；所述ZigBee模块设有TTL接口并通过此接口与SZ-515系列非接触式红外测温传感器相连，两者实现数据快速传输。
作为本发明的优选方式之一，所述变电站监控中心上设有人机界面用于实现***和用户之间的信息交互；便于在故障警告时让操作人员快速定位故障实施相应操作，缩短事故处理时间。
作为本发明的优选方式之一，还包括变电站巡视人员，所述变电站巡视人员通过手持移动设备与通信模块相连并实时接收数据处理模块发出的警示信息。
作为本发明的优选方式之一，还包括SIM300，所述SIM300为SIMCOM公司生产的支持GSM和GPRS双模式的无线通信模块；数据处理模块(PLC)处理数据后通过控制SIM300向变电站巡检人员远程发送语音报警，保证巡检人员及时到位。
作为本发明的优选方式之一，所述SIM300通过RS-485总线与数据处理模块直接相连，当通信模块模块发生故障时，保证报警信息能通过STM300发送到变电站巡视人员的手持设备上，通知及时处理警告。
本发明相比现有技术的优点在于：本发明通过Zigbee无线通信技术和非接触式红外测温技术相结合，对一次设备触点温度进行实时监测，解决了变电站现场布线困难、成本高的问题；利用PLC作为控制器具有数据传输可靠、精确度高、安全稳定；同时实现无需人员监守等诸多优点。
附图说明
图1是实施例1中的基于ZigBee网络的变电站一次设备触点温度远程监测***的结构框图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，本实施例的一种基于ZigBee网络的变电站一次设备触点温度远程监测***，包括无线测温节点、无线通信模块、数据处理模块、接触器、通信模块、变电站监控中心以及电源模块；所述无线测温节点包括若干个布设在变电站一次设备触点上的红外测温传感器以及若干个对应连接的ZigBee模块；所述无线通信模块包括若干个ZigBee模块以及安装在监控中心的ZigBee主站点模块，每个所述ZigBee模块均与ZigBee主站点模块无线相连；监控中心的ZigBee主站点与布设在变电站一次设备上的多个ZigBee模块组成ZigBee无线通信网络，通过形成的多个无线测温节点，将监控区域所检测到的物理信号传送到远程监控中心的ZigBee主站点；所述ZigBee主站点模块与数据处理模块相连，所述数据处理模块输出控制信号控制接触器做出相应动作；所述变电站监控中心通过通信模块与数据处理模块相互连接；所述电源模块包括3.3V电源模块与24V电源模块；所述3.3V电源模块与若干个布设在变电站一次设备触点上的红外测温传感器、若干个对应连接的ZigBee模块以及安装在监控中心的ZigBee主站点模块相连用于提供恒定稳压电源；所述24V电源模块安装于数据处理模块内部用于提供恒定稳压电源；本实施例的***对易发生故障的一次设备触点温度进行实时采集，一旦一次设备触点温度超过预设范围，监测***能快速、高效的发出预警，及早发现设备存在的安全隐患，对变电站安全生产及电网的可靠稳定运行具有现实意义。
实施例2
本实施例的一种基于ZigBee网络的变电站一次设备触点温度远程监测***，其结构与实施例1基本相同，主要不同之处在于：所述数据处理模块为PLC(S7-300)，其包括虚拟量输入模块、CPU以及模拟量输出模块；所述虚拟量输入模块接收ZigBee主站点的物理信号并经CPU处理后到输出模拟量输出模块中，然后经A/D转换输出控制信号让接触器执行相应的动作，所述CPU上设置有存储器，当通信模块发生意外中断时，CPU可以短时间内存储检测信息，保证检测更加安全、完整。
实施例3
本实施例的一种基于ZigBee网络的变电站一次设备触点温度远程监测***，其结构与实施例1基本相同，主要不同之处在于：还包括指示灯，所述指示灯设置于变电站一次设备上并通过数据处理模块输出控制信号发出警示，所述ZigBee主站点模块与数据处理模块之间、数据处理模块与变电站监控中心之间以及数据处理模块内部均通过RS-485总线进行通信连接；通过预设程序实现与数据处理模块(PLC)的数据转换；实现现场采集数据稳定可靠传输，所述红外测温传感器为SZ-515系列非接触式红外测温传感器，其电源输入为0-5V、TTL电平输出，为避免电磁干扰，外部加装金属套管；所述ZigBee模块设有TTL接口并通过此接口与SZ-515系列非接触式红外测温传感器相连，两者实现数据快速传输。
实施例4
本实施例的一种基于ZigBee网络的变电站一次设备触点温度远程监测***，其结构与实施例1基本相同，主要不同之处在于：所述变电站监控中心上设有人机界面用于实现***和用户之间的信息交互；便于在故障警告时让操作人员快速定位故障实施相应操作，缩短事故处理时间，还包括变电站巡视人员，所述变电站巡视人员通过手持移动设备与通信模块相连并实时接收数据处理模块发出的警示信息，还包括SIM300，所述SIM300为SIMCOM公司生产的支持GSM和GPRS双模式的无线通信模块；数据处理模块(PLC)处理数据后通过控制SIM300向变电站巡检人员远程发送语音报警，保证巡检人员及时到位，所述SIM300通过RS-485总线与数据处理模块直接相连，当通信模块模块发生故障时，保证报警信息能通过STM300发送到变电站巡视人员的手持设备上，通知及时处理警告。
本发明的工作原理：本发明通过布设在变电站一次设备触点上的非接触式红外测温传感器和ZigBee组合使用形成多个无线测温节点，将监控区域所检测到的物理信号传送到远程监控中心的ZigBee主站点，ZigBee主站点与PLC之间的串口通信，实现现场采集数据稳定可靠传输，采集的数据传送至PLC内部的模拟量输入模块进行处理，通过PLC内部的数据总线经CPU处理传送到模拟量输出模块，当采集的数据超出预先设定的范围时，发出的控制信号使接触器动作，同时数据通过RS485总线传送到变电站监控中心(人机界面)，发出报警信号，便于巡检人员及快速定位故障点，为事故处理缩短时间；通过SIM300模块向变电站巡视人员远程发送语音报警，及时提醒巡检人员采取有效的措施，进而缩短了事故的停电时间以及事故的处理时间，同时实现了变电站的无人值守。
有益效果：本发明利用Zigbee无线通信技术和非接触式红外测温技术相结合，对一次设备触点温度进行实时监测，解决了变电站现场布线困难、成本高的问题；利用PLC作为控制器，保证数据传输稳定、可靠；利用SIM300无线通信模块，保证巡检人员远程实时监控变电站设备的状态，及时提醒巡视人员采取有效的措施，进而缩短了事故的停电时间以及事故的处理时间。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于ZigBee网络的变电站一次设备触点温度远程监测***，其特征在于，包括无线测温节点、无线通信模块、数据处理模块、接触器、通信模块、变电站监控中心以及电源模块；所述无线测温节点包括若干个布设在变电站一次设备触点上的红外测温传感器以及若干个对应连接的ZigBee模块；所述无线通信模块包括若干个ZigBee模块以及安装在监控中心的ZigBee主站点模块，每个所述ZigBee模块均与ZigBee主站点模块无线相连；所述ZigBee主站点模块与数据处理模块相连，所述数据处理模块输出控制信号控制接触器做出相应动作；所述变电站监控中心通过通信模块与数据处理模块相互连接；所述电源模块包括3.3V电源模块与24V电源模块；所述3.3V电源模块与若干个布设在变电站一次设备触点上的红外测温传感器、若干个对应连接的ZigBee模块以及安装在监控中心的ZigBee主站点模块相连用于提供恒定稳压电源；所述24V电源模块安装于数据处理模块内部用于提供恒定稳压电源。
2.根据权利要求1所述的基于ZigBee网络的变电站一次设备触点温度远程监测***，其特征在于，所述数据处理模块为PLC(S7-300)，其包括虚拟量输入模块、CPU以及模拟量输出模块；所述虚拟量输入模块接收ZigBee主站点的物理信号并经CPU处理后到输出模拟量输出模块中，然后经A/D转换输出控制信号让接触器执行相应的动作。
3.根据权利要求1所述的基于ZigBee网络的变电站一次设备触点温度远程监测***，其特征在于，所述CPU上设置有存储器，当通信模块发生意外中断时，CPU用于短时间内存储检测信息。
4.根据权利要求1所述的基于ZigBee网络的变电站一次设备触点温度远程监测***，其特征在于，还包括指示灯，所述指示灯设置于变电站一次设备上并通过数据处理模块输出控制信号发出警示。
5.根据权利要求1所述的基于ZigBee网络的变电站一次设备触点温度远程监测***，其特征在于，所述ZigBee主站点模块与数据处理模块之间、数据处理模块与变电站监控中心之间以及数据处理模块内部均通过RS-485总线进行通信连接；通过预设程序实现与数据处理模块(PLC)的数据转换。
6.根据权利要求1所述的基于ZigBee网络的变电站一次设备触点温度远程监测***，其特征在于，所述红外测温传感器为SZ-515系列非接触式红外测温传感器，其电源输入为0-5V、TTL电平输出，外部加装金属套管；所述ZigBee模块设有TTL接口并通过此接口与SZ-515系列非接触式红外测温传感器相连。
7.根据权利要求1所述的基于ZigBee网络的变电站一次设备触点温度远程监测***，其特征在于，所述变电站监控中心上设有人机界面用于实现***和用户之间的信息交互。
8.根据权利要求1所述的基于ZigBee网络的变电站一次设备触点温度远程监测***，其特征在于，还包括变电站巡视人员，所述变电站巡视人员通过手持移动设备与通信模块相连并实时接收数据处理模块发出的警示信息。
9.根据权利要求8所述的基于ZigBee网络的变电站一次设备触点温度远程监测***，其特征在于，还包括SIM300，所述SIM300为SIMCOM公司生产的支持GSM和GPRS双模式的无线通信模块；数据处理模块(PLC)处理数据后通过控制SIM300向变电站巡检人员远程发送语音报警。
10.根据权利要求9所述的基于ZigBee网络的变电站一次设备触点温度远程监测***，其特征在于，所述SIM300通过RS-485总线与数据处理模块直接相连，当通信模块模块发生故障时，用于保证报警信息能通过STM300发送到变电站巡视人员的手持设备上。
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