CN110849480A - 高压电气设备温度监测*** - Google Patents
高压电气设备温度监测*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN110849480A CN110849480A CN201911028955.7A CN201911028955A CN110849480A CN 110849480 A CN110849480 A CN 110849480A CN 201911028955 A CN201911028955 A CN 201911028955A CN 110849480 A CN110849480 A CN 110849480A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- electrical equipment
- voltage electrical
- voltage
- switch cabinet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 claims description 17
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 6
- 238000003331 infrared imaging Methods 0.000 claims description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000000375 direct analysis in real time Methods 0.000 description 1
- 238000012063 dual-affinity re-targeting Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011897 real-time detection Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J2005/0077—Imaging
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
- G01J2005/106—Arrays
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
一种高压电气设备温度监测***，属于电力***技术领域。本发明的目的是提供一种专用于测量高压电器柜温度变化的高压电气设备温度监测***。本发明包括单片机（STM32F103RCT6）、温度传感器（MLX90640）、数据通信模块（MAX485ESA）、电源模块（WRB2403S‑1WR2）。本发明以高性能、低成本、低功耗的STM32F103RCT6作为整个测温***的核心，同时采用Melexis公司的MLX90640新型温度传感器。有效的利用现有设备的优点集合，在确保测量温度精确的基础上，减少成本及测量时间。
Description
技术领域
本发明属于电力***技术领域。
背景技术
高压开关柜作为电力***中极其重要的电力设备。在电力传输过程中，承载着电力线路的开合控制、用电设备的保护等重要功能。由于开关柜的封闭性及其紧凑性，无法有效散热；加上开关柜中存在高电压、大电流、高磁场，必然存在发热问题。如果不能及时发现开关柜中过高的温度，会导致火灾和断电等问题，严重影响电力***的稳定性。由此可见，对高压开关柜进行实时温度监控是十分重要的。通过监控温度，将会提前对发热设备进行故障诊断，避免电力事故的发生。
目前，在高压开关柜中温度监测方面，国内外学者和有关企业开展了大量研究和工程实践，温度监测方法有温度传感器电子式接触测温、光纤光栅测温、声表面测温、红外辐射测温、红外成像测温等方法，主要对柜中高压触头、出线口等重要载流连接部位进行温度监测。温度传感器电子式接触测温方法容易受开关柜中强磁场影响，测量误差较大。光纤光栅测温方法光纤光栅波长容易受温度和应力交叉影响，并且安装成本大。声表面测温虽然无线无源比较前沿，但设备成本较大，在现场应用方面也具有一定的未知性。红外辐射测温存在布线复杂、光路影响测量误差等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种专用于测量高压电器柜温度变化的高压电气设备温度监测***。
本发明包括单片机（STM32F103RCT6）、温度传感器（MLX90640）、数据通信模块（MAX485ESA）、电源模块（WRB2403S-1WR2）。
本发明测温***温度传感器部分选用低功耗高精度新型红外成像传感器MLX90640，使温度信息的采集更加精准和直观。
本发明主控芯片选择STM32F103RCT6，一套全面的省电模式有利于本***低功耗的要求，并且具有标准和高级通信接口，保证了数据传输的稳定性。
本发明通过QZ01-485无线转485数据通信模块，利用IEEE802.15.4标准和ZigBee协议，采取一点对多点之间的设备间数据的透明传输方式，将电气设备的实时温度上传至上位机管理***，实现电气设备温度的分布式监测与管理。
本发明以高性能、低成本、低功耗的STM32F103RCT6作为整个测温***的核心，同时采用Melexis公司的MLX90640新型温度传感器。有效的利用现有设备的优点集合，在确保测量温度精确的基础上，减少成本及测量时间。
附图说明
图1是本发明电路框图。
具体实施方式
本发明整个***由主控芯片、温度传感器、数据通信模块和电源模块四部分组成。
主控芯片：温度检测模块的主控芯片采用STM32F103RCT6，该芯片以32位Cortex-M3 CPU为内核，时钟主频为72 MHz，闪存为256KB， SRAM为64 KB, 其板载资源有连接到两个APB总线的各种增强型I / O和包括ADC、定时器、
以及DART等外设，并且具有标准和高级通信接口，是一种具有低工作电压、低功耗、温度范围广、灵敏度高、时钟主频高、抗干扰性能强等优点的高性能嵌入式单片机。STM32F103RCT6工作在-40至+ 105°C温度范围，满足高压开关柜的环境要求。单片机最小***包括时钟模块、复位模块、SWD调试电路、电源模块，连接温度传感器的SCL、SDA引脚，连接通信模块的485-EN, 485-TX与485-RX引脚。
温度传感器：本***采用的MLX90640是Melexis公司在推出的一种新型红外传感器，是高精度非接触式温度测量的一种经济高效的选择。本芯片具有32x24像素红外阵列，其工作温度范围为-40°C至85°C，可测量的物体温度范围为-40°C 至300°C，采用业界标准的4引脚TO39封装，带有
兼容数字接口。因其小尺寸，低成本，集成度高，高精度，低功耗、视野广较大等诸多优点而被选用，温度传感器模块设计电路中MLX90640由3.3V电压供电，MLX90640的SCL、SDA引脚各经限流电阻和上拉电阻通过接口连接到主控芯片上。
本文设计的基于MLX90640红外测温模块的电气设备在线监测装置，可以实现高压开关柜中高压触头等关键部位的红外温度成像。由于温度成像为32x24像素红外阵列，通过主控芯片对温度数据的处理，可以更加直观高效地显示实时成像温度，并可以将温度保存并绘制成曲线进行数据分析，当某节点温度超过给定范围，***会得到实时检测并发出高温预警。
数据通信模块：本***使用的是MAX485ESA型数据通信收发器，是一个标准的RS485收发器，内含一个输出驱动器和一个信号接收器，为半双工通信。MAX485具有三态输出特性，在使用MAX485时，总线最多可以同时连接32个MAX485芯片，通信波特率可以达到2.5Mbps，具有低功耗、高精度、限制摆率等特点。MAX485ESA芯片的RO引脚经限流电阻连接主控芯片的485-RX引脚，
与DE引脚连接主控芯片的485-EN引脚，DI引脚经限流电阻连接主控芯片的485-TX引脚，A引脚经大电阻接电源，B脚经大电阻接地，A、B引脚之间接小电阻，且A、B引脚分别经双向稳压二极管接地，防止过电压进而保护485芯片。
电源模块：电源的稳定性和电压精度是作为一个***中电源模块的两个重要指标。本***中供电电源为24V，主控芯片、温度传感器、数据通信模块的供电电源为3.3V，故本***采用的DC-DC转换芯片为WRB2403S-1WR2，具有宽输入、I / O隔离、短路保护、工作温度范围广等特点。本电路将24V电压接入到WRB2403S-1WR2芯片的VIN引脚，在其VO引脚处可得到3.3V电压。此外在电源和大地之间加的电容起到了滤波的作用，得到的电压满足***电压精度和稳定性要求。
本发明新型优势在于：高集成度、低功耗、高精度、大视角等，通过485转无线数据传递方式，实现多套高压开关柜中温度的实时采集，将数据通过无线上传到监控中心进行汇总预判。本红外测温方法图像直观、不接触高压触头、不受强电磁干扰，无线通信技术解决了布线困难的难题，整套***低功耗、高性能，高集成度，同时安装方便、具有极高的性价比，在工程应用中前景广泛。
主控芯片通过
总线读取温度传感器采集到的温度信息，再通过数据通信模块利用485总线转无线将数据传递给监控中心，电源模块给整个***提供稳定可靠的工作电压。电气设备在线监测装置作为下位机子***分布在高压开关柜等重要的电力设备装置内，通过QZ01-485无线转485数据通信模块，利用IEEE802.15.4标准和ZigBee协议，采取一点对多点之间的设备间数据的透明传输方式，将电气设备的实时温度上传至上位机管理***，实现电气设备温度的分布式监测与管理。
Claims (4)
1.一种高压电气设备温度监测***，它包括：单片机（STM32F103RCT6）、温度传感器（MLX90640）、数据通信模块（MAX485ESA）、电源模块（WRB2403S-1WR2）。
2.根据权利要求1所述的高压开关柜无线红外测温***，其特征是：测温***温度传感器部分选用低功耗高精度新型红外成像传感器MLX90640，使温度信息的采集更加精准和直观。
3.根据权利要求1所述的高压开关柜无线红外测温***，其特征是：主控芯片选择STM32F103RCT6，一套全面的省电模式有利于本***低功耗的要求，并且具有标准和高级通信接口，保证了数据传输的稳定性。
4.根据权利要求1所述的高压开关柜无线红外测温***，其特征是：通过QZ01-485无线转485数据通信模块，利用IEEE802.15.4标准和ZigBee协议，采取一点对多点之间的设备间数据的透明传输方式，将电气设备的实时温度上传至上位机管理***，实现电气设备温度的分布式监测与管理。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911028955.7A CN110849480A (zh) | 2019-10-28 | 2019-10-28 | 高压电气设备温度监测*** |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911028955.7A CN110849480A (zh) | 2019-10-28 | 2019-10-28 | 高压电气设备温度监测*** |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110849480A true CN110849480A (zh) | 2020-02-28 |
Family
ID=69598260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911028955.7A Pending CN110849480A (zh) | 2019-10-28 | 2019-10-28 | 高压电气设备温度监测*** |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110849480A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2396386Y (zh) * | 1999-11-25 | 2000-09-13 | 刘志俊 | 高压及超高压开关触头温度检测装置 |
| US8160825B1 (en) * | 2011-10-26 | 2012-04-17 | Roe Jr George Samuel | Process for remote grounding, transmission sensing, and temperature monitoring device |
| CN203037358U (zh) * | 2012-12-13 | 2013-07-03 | 西安理工大学 | 基于Zigbee的高压开关柜触头温度监测*** |
| CN103454005A (zh) * | 2013-09-16 | 2013-12-18 | 国网河南省电力公司焦作供电公司 | 高压母线无线测温*** |
| CN204189301U (zh) * | 2014-11-04 | 2015-03-04 | 国家电网公司 | 一种高压电气设备温度监测*** |
| CN105634138A (zh) * | 2016-03-18 | 2016-06-01 | 江苏联宏自动化***工程有限公司 | 一种多功能三相电力监控装置 |
-
2019
- 2019-10-28 CN CN201911028955.7A patent/CN110849480A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2396386Y (zh) * | 1999-11-25 | 2000-09-13 | 刘志俊 | 高压及超高压开关触头温度检测装置 |
| US8160825B1 (en) * | 2011-10-26 | 2012-04-17 | Roe Jr George Samuel | Process for remote grounding, transmission sensing, and temperature monitoring device |
| CN203037358U (zh) * | 2012-12-13 | 2013-07-03 | 西安理工大学 | 基于Zigbee的高压开关柜触头温度监测*** |
| CN103454005A (zh) * | 2013-09-16 | 2013-12-18 | 国网河南省电力公司焦作供电公司 | 高压母线无线测温*** |
| CN204189301U (zh) * | 2014-11-04 | 2015-03-04 | 国家电网公司 | 一种高压电气设备温度监测*** |
| CN105634138A (zh) * | 2016-03-18 | 2016-06-01 | 江苏联宏自动化***工程有限公司 | 一种多功能三相电力监控装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104316201A (zh) | 高压隔离开关触头红外阵列测温监控*** | |
| CN103218903A (zh) | 一种极低功耗高压开关柜无线测温收发子节点*** | |
| CN103398787A (zh) | 一种变电站设备温度监测***和监测方法 | |
| CN103308762A (zh) | 一种集约式能耗分项计量预警***及实现方法 | |
| CN204794352U (zh) | 一种智能电力监控*** | |
| CN203745083U (zh) | 基于zigbee网络的高压隔离开关触头温度监控*** | |
| CN207424143U (zh) | 一种继电保护压板监测装置 | |
| CN205583842U (zh) | 一种基于zigbee的超低功耗输电线路连接点无源无线测温预警*** | |
| CN102355053A (zh) | 变压器风冷控制ied | |
| CN110849480A (zh) | 高压电气设备温度监测*** | |
| CN202393824U (zh) | 一种串补电容器保护用避雷器信号采集装置 | |
| CN202998167U (zh) | 一种协议转换器 | |
| CN204391901U (zh) | 一种基于can总线的低压断路器智能控制器 | |
| CN102506932A (zh) | 一种热工型能效数据采集终端 | |
| CN104655303A (zh) | 一种高压电柜母线无线测温*** | |
| CN202304874U (zh) | 一种热工型能效数据采集终端 | |
| Ji et al. | GPRS-based data real-time transmission system of water-quality monitoring | |
| CN204694753U (zh) | 一种高精度的输电线路电流在线监测装置 | |
| CN203288058U (zh) | 一种极低功耗高压开关柜无线测温收发子节点装置 | |
| CN203455024U (zh) | 一种开关柜安全运行预警装置 | |
| CN203405532U (zh) | 带电流测量功能的电缆线路故障指示器 | |
| CN202650220U (zh) | 一种智能物联网接入设备 | |
| CN203759158U (zh) | 基于ZigBee网络的低压电源SPD在线监测*** | |
| CN208061420U (zh) | 无线通信采集模块及其制成的电能表 | |
| CN203588440U (zh) | 一种无线数据采集设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20200228 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |