變壓器本體運輸狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及變壓器監(jiān)控【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種變壓器本體運輸狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)置的本體內(nèi)部壓力巡檢模塊包括本體內(nèi)部壓力傳感器、氣源壓力傳感器和充氣電磁閥，本體內(nèi)部壓力傳感器位于變壓器本體內(nèi)，氣源壓力傳感器位于充氣裝置出氣口，充氣電磁閥設(shè)于變壓器本體管路上，分別檢測本體內(nèi)部壓力和充氣管路壓力；變壓器地理位置定位模塊采用GPS/北斗雙定位模塊；中央控制模塊還連接有無線通信模塊和運行速度巡檢模塊。本實用新型實時檢測本體內(nèi)壓力情況，及時控制充氣裝置進行補氣，并在充氣裝置氣體匱乏時，更換充氣裝置。利用GPS和北斗的衛(wèi)星定位模塊，獲取變壓器所在地理位置，利用ZIGBEE無線模塊向外傳輸運輸狀態(tài)數(shù)據(jù)。
【專利說明】變壓器本體運輸狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及變壓器監(jiān)控【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種變壓器本體運輸狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]變壓器本體運輸是保證生產(chǎn)合格的電力變壓器順利在工程現(xiàn)場安裝使用至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)，變壓器出廠到工程現(xiàn)場的運輸過程由于路途遙遠、路況復雜多變、甚至需要轉(zhuǎn)換多種交通工具，在此過程中發(fā)生的任何震動、沖擊、本體內(nèi)部壓力不足、超速等問題，都有可能造成變壓器的本體結(jié)構(gòu)、絕緣性能等損傷。參與運輸人員及時掌握實時的震動、沖擊信息，以控制合理的車速，及時掌握本體內(nèi)部壓力、維持內(nèi)部壓力恒定，可以有效地對變壓器運輸過程進行管控，保證運輸?shù)陌踩?、可靠?br> [0003]傳統(tǒng)的，對變壓器本體運輸過程的控制，主要依靠變壓器沖擊記錄儀，用于記錄變壓器運輸、搬運過程中相關(guān)環(huán)境數(shù)據(jù)，記錄的數(shù)據(jù)主要是三軸加速度值，也記錄溫濕度，光照，大氣壓力等數(shù)據(jù)。沖擊記錄儀采用事件控制工作機制，當沖擊加速度超過限定的閾值，裝置將記錄沖擊時間、振動和氣候條件，存儲空間有限，最大只能記錄9000次沖擊事件。另夕卜，沖擊記錄儀安裝在運輸變壓器本體油箱外壁上，不具備實時記錄本體沖擊加速度的能力，對于沖擊加速度逐漸增大的趨勢無法做出預警。
[0004]變壓器本體運輸除了對本體沖擊加速度有嚴格的要求外，對車輛行駛的速度、本體內(nèi)部壓力也有嚴格要求。沖擊加速度的產(chǎn)生除了有路況原因，駕駛員的操作也有較大影響，如超速行駛、頻繁變速、變速過快等等，這些因素是沖擊記錄儀設(shè)備沒有辦法記錄和監(jiān)督的。本體內(nèi)部壓力需要獨立的機械式壓力平衡閥進行調(diào)節(jié)和控制，且無法判斷充氣瓶氣體含量，一旦充氣瓶壓力匱乏，無法實現(xiàn)對本體內(nèi)部補壓，造成變壓器內(nèi)受潮等。
[0005]隨著運輸車輛的行駛，變壓器的位置時刻發(fā)生變化，雖然現(xiàn)在通訊工具已十分發(fā)達，但特殊情況下，如手機沒電、沒信號等，仍然無法準確貨值變壓器準確運輸位置，GPS衛(wèi)星定位、北斗定位已發(fā)展相當成熟，可以解決上述問題。
[0006]變壓器本體運輸過程中記錄的狀態(tài)數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的沖擊記錄儀的數(shù)據(jù)存儲在存儲卡或者光盤中，數(shù)據(jù)導出并打印比較麻煩。隨著無線網(wǎng)絡技術(shù)(包括GPRS、ZIGBEE、無線射頻等)的廣泛應用，通過無線數(shù)據(jù)的發(fā)送，可以很方便的利用終端設(shè)備獲取變壓器本體運輸過程中存儲的狀態(tài)數(shù)據(jù)，終端設(shè)備具備可視化界面及打印設(shè)備，便于工作人員使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決上述問題，本實用新型將沖擊記錄儀、機械式壓力平衡閥的功能融合在一起，并加入了車輛速度監(jiān)視、衛(wèi)星定位和數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)裙δ埽瑢崿F(xiàn)變壓器本體運輸過程的智能監(jiān)控。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案為:一種變壓器本體運輸狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng),包括沖擊加速度巡檢模塊、本體內(nèi)部壓力巡檢模塊、供電模塊、電源電量監(jiān)測模塊和變壓器地理位置定位模塊，各模塊均與中央控制模塊連接，所述的本體內(nèi)部壓力巡檢模塊包括本體內(nèi)部壓力傳感器、氣源壓力傳感器和充氣電磁閥，本體內(nèi)部壓力傳感器位于變壓器本體內(nèi)，氣源壓力傳感器位于充氣裝置出氣口，充氣電磁閥設(shè)于變壓器本體管路上，本體內(nèi)部壓力傳感器和氣源壓力傳感器輸出端分別連接第一比較器和第二比較器輸入端，第一比較器輸出端通過繼電器連接充氣電磁閥，第二比較器輸出端通過中央控制模塊接報警單元；變壓器地理位置定位模塊采用GPS/北斗雙定位模塊；中央控制模塊還連接有無線通信模塊和運行速度巡檢模塊。
[0009]本實用新型與現(xiàn)有變壓器運輸遠程監(jiān)控系統(tǒng)的區(qū)別是設(shè)置的檢測模塊更多，更為全面可能影響變壓器運輸過程的各種參數(shù)，實現(xiàn)對變壓器運輸過程的全面監(jiān)測。與現(xiàn)有技術(shù)的主要不同體現(xiàn)在對壓力的監(jiān)測與控制，通過在充氣電磁閥附近的管路壁上設(shè)貼片式壓力傳感器，檢測本體內(nèi)部的壓力，并通過比較電路對測得的壓力值與設(shè)定值比較，當壓力低于設(shè)定值時，控制充氣電磁閥打開，為本體充氣；當本體內(nèi)壓力達到設(shè)定值時，控制電磁閥關(guān)閉，停止充氣。這里所用的壓力傳感器為正表壓型傳感器。另外，還在充氣裝置出氣口處設(shè)置壓力傳感器，在充氣過程中如果檢測到管路內(nèi)的壓力低于設(shè)定值時，即表明氣源匱乏，需要更換充氣裝置。這樣從兩個方面保證了本體內(nèi)部有充足的壓力，實現(xiàn)了運輸過程的安全密封。另外，本實用新型采用GPS/北斗雙定位模塊，實現(xiàn)對運輸過程變壓器位置的定位，并且兩種定位模塊實現(xiàn)冗余備用，有效地減少地理位置定位的盲區(qū)，盡可能的保證對全部地理坐標位置的定位，兩個定位模塊各自獨立工作。
[0010]優(yōu)選的，所述的無線通信模塊包括GPRS模塊和ZIGBEE模塊，分別用于向遠程控制設(shè)備和近距離便攜式終端傳輸數(shù)據(jù)。本實用新型利用GPRS模塊與遠程監(jiān)控中心交換數(shù)據(jù)，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。除具備GPRS遠程通信功能外，還設(shè)有ZIGBEE模塊，可實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)200米范圍內(nèi)可靠有效傳輸，便于采用便攜式終端設(shè)備提取存儲的運輸狀態(tài)數(shù)據(jù)。當工作人員需要獲取歷史數(shù)據(jù)時，啟動ZIGBEE通訊模塊，利用同樣具有ZIGBEE無線通訊功能的便攜式終端設(shè)備獲取歷史數(shù)據(jù)，然后打印或顯示。
[0011]變壓器運輸過程對于運輸車輛行駛速度有要求，速度過快會對變壓器造成損壞。目前都是通過人為對駕駛員作出規(guī)定，但駕駛員在實際駕駛途中是否按規(guī)定速度行駛，并不能知道，這樣還是不能充分監(jiān)控運輸過程的安全性。本實用新型借助運行速度巡檢模塊實時檢測行駛速度并上傳到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心可以設(shè)定值進行比較，若駕駛員超速行駛，可進行報警，然后可以督促駕駛員及時糾正駕駛速度。所述的運行速度巡檢模塊采用光電線速度傳感器，并通過AD轉(zhuǎn)換芯片與中央控制模塊連接。
[0012]所述的沖擊加速度巡檢模塊采用三軸加速度傳感器，并通過AD轉(zhuǎn)換芯片與中央控制模塊連接。三軸加速度傳感器獲取三個方向的加速度數(shù)據(jù)，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換，得到加速度的數(shù)字信息。
[0013]本實用新型還包括環(huán)境溫濕度檢測模塊，該模塊包括溫度傳感器和濕度傳感器，兩傳感器固定在本體油箱頂部，其輸出端接中央控制模塊。實時記錄運輸途中的溫濕度信息，能準確重現(xiàn)變壓器運輸過程的狀態(tài)信息。
[0014]優(yōu)選的，所述的中央控制模塊采用ARM處理器，設(shè)有232通訊接口、485通訊接口、I/O 口。可實現(xiàn)對GPS/北斗定位模塊的控制，并控制GPRS通訊模塊與遠程監(jiān)測后臺通訊。
[0015]本實用新型的優(yōu)點如下:
[0016]1、針對變壓器本體運輸過程設(shè)計，能夠?qū)崟r在線檢測記錄變壓器本體沖擊加速度、本體運行速度、本體內(nèi)部壓力，并記錄環(huán)境溫濕度信息，能準確重現(xiàn)變壓器運輸過程中的狀態(tài)信息。
[0017]2、實時檢測本體內(nèi)壓力情況，及時控制充氣裝置進行補氣，并在充氣裝置氣體匱乏時，更換充氣裝置。
[0018]3、基于GPS和北斗的衛(wèi)星定位模塊，可以全天候、無死角的獲取變壓器所在地理位置，掌握變壓器本體運輸過程動態(tài)。
[0019]4、基于ZIGBEE的無線數(shù)據(jù)發(fā)送接收模塊，可實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)200米范圍內(nèi)可靠有效傳輸，便于采用便攜式終端設(shè)備提取存儲的運輸狀態(tài)數(shù)據(jù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖2是本實用新型的沖擊加速度、速度、本體內(nèi)部壓力、氣源壓力巡檢原理圖；
[0022]圖3是變壓器本體運輸狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)的應用結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖中，1、沖擊加速度巡檢模塊、2、運行速度巡檢模塊，3、本體內(nèi)部壓力巡檢模塊，
4、電源電量監(jiān)測模塊，5、中央控制模塊，6、供電模塊，7、環(huán)境溫濕度檢測模塊，8、無線通信模塊，9、GPS/北斗雙定位模塊，10、三軸加速度傳感器，11、光電線速度傳感器，12、本體內(nèi)部壓力傳感器，13、氣源壓力傳感器，14、ARM處理器，15、第一比較器，16、第二比較器，17、溫濕度傳感器，18、便攜式終端，19,GPS與GPRS集成設(shè)備，20、北斗與GPRS集成設(shè)備，21、監(jiān)控中心。

【具體實施方式】
[0024]一種變壓器本體運輸狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，如圖1、2所示，包括沖擊加速度巡檢模塊1、本體內(nèi)部壓力巡檢模塊3、供電模塊6、電源電量監(jiān)測模塊4、變壓器地理位置定位模塊、無線通信模塊8和運行速度巡檢模塊2，各模塊均與中央控制模塊5連接。所述的中央控制模塊5采用ARM處理器14。所述的本體內(nèi)部壓力巡檢模塊3包括本體內(nèi)部壓力傳感器12、氣源壓力傳感器13和充氣電磁閥，本體內(nèi)部壓力傳感器12位于變壓器本體內(nèi)，氣源壓力傳感器13位于充氣裝置出氣口，充氣電磁閥設(shè)于變壓器本體管路上，本體內(nèi)部壓力傳感器12和氣源壓力傳感器13輸出端分別連接第一比較器15和第二比較器16輸入端，第一比較器15輸出端通過繼電器連接充氣電磁閥，第二比較器16輸出端通過中央控制模塊接報警單元。變壓器地理位置定位模塊采用GPS/北斗雙定位模塊9。所述的無線通信模塊8包括GPRS模塊和ZIGBEE模塊，GPRS模塊用于與遠程控制設(shè)備通信，ZIGBEE模塊用于與便攜式終端連接，傳輸數(shù)據(jù)。所述的運行速度巡檢模塊采用光電線速度傳感器11，并通過AD轉(zhuǎn)換芯片與中央控制模塊連接。所述的沖擊加速度巡檢模塊采用三軸加速度傳感器10，通過螺栓固定在油箱頂部的金屬基座上，并通過AD轉(zhuǎn)換芯片與中央控制模塊連接。該系統(tǒng)還包括環(huán)境溫濕度檢測模塊7，該模塊包括溫度傳感器LM71和濕度傳感器HSl 101，兩傳感器固定在本體油箱頂部，通過螺栓固定在金屬基座上，其輸出端接中央控制模塊。
[0025]圖3展示了變壓器本體運輸狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)的信息流和應用結(jié)構(gòu)圖，由溫濕度傳感器17、三軸加速度傳感器10、光電線速度傳感器11、本體內(nèi)部壓力傳感器12、氣源壓力傳感器13、信號線纜、AD信號處理單元、ARM系統(tǒng)、ZIGBEE無線、GPS與GPRS集成設(shè)備19、北斗與GPRS集成設(shè)備20等組成本體在線運輸監(jiān)測系統(tǒng)，協(xié)助使用的外圍設(shè)備包含了便攜式終端18、移動互聯(lián)網(wǎng)絡、GPS天線、GPS衛(wèi)星、北斗天線、北斗衛(wèi)星、監(jiān)控中心21等，從而構(gòu)成變壓器本體在線監(jiān)測的完整功能、使用組織架構(gòu)。
[0026]本實用新型在變壓器本體運輸過程中的基本工作流程如下:三軸加速度傳感器、速度傳感器、兩壓力傳感器、溫濕度傳感器按照設(shè)定的檢測周期或事件觸發(fā)(瞬間沖擊加速度超過安全閾值)獲取數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)上傳到ARM處理器，ARM處理器對數(shù)據(jù)進行存儲和處理操作，或者本體內(nèi)部壓力值低于設(shè)定閾值時，比較器啟動充氣電磁閥，對變壓器本體進行充氣加壓，本體內(nèi)部壓力恢復到一定水平，關(guān)閉充氣電磁閥。衛(wèi)星定位模塊正常處于休眠狀態(tài)，需要獲取車輛地理位置坐標時，當接收到監(jiān)控中心的定位指令時，中央控制模塊喚醒衛(wèi)星定位模塊，進行衛(wèi)星定位。如果車輛操作人員需要查看變壓器運輸狀態(tài)數(shù)據(jù)或者變壓器運抵現(xiàn)場要查看全運輸過程的狀態(tài)數(shù)據(jù)，用具有ZIGBEE無線通訊功能的終端設(shè)備，發(fā)送讀取數(shù)據(jù)指令，中央控制模塊讀取存儲數(shù)據(jù)后，通過ZIGBEE模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送至終端設(shè)備。
【權(quán)利要求】
1.一種變壓器本體運輸狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括沖擊加速度巡檢模塊、本體內(nèi)部壓力巡檢模塊、供電模塊、電源電量監(jiān)測模塊和變壓器地理位置定位模塊，各模塊均與中央控制模塊連接，其特征在于:所述的本體內(nèi)部壓力巡檢模塊包括本體內(nèi)部壓力傳感器、氣源壓力傳感器和充氣電磁閥，本體內(nèi)部壓力傳感器位于變壓器本體內(nèi)，氣源壓力傳感器位于充氣裝置出氣口，充氣電磁閥設(shè)于變壓器本體管路上，本體內(nèi)部壓力傳感器和氣源壓力傳感器輸出端分別連接第一比較器和第二比較器輸入端，第一比較器輸出端通過繼電器連接充氣電磁閥，第二比較器輸出端通過中央控制模塊接報警單元；變壓器地理位置定位模塊采用GPS/北斗雙定位模塊；中央控制模塊還連接有無線通信模塊和運行速度巡檢模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器本體運輸狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的無線通信模塊包括GPRS模塊和ZIGBEE模塊，分別用于向遠程控制設(shè)備和近距離便攜式終端傳輸數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器本體運輸狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的運行速度巡檢模塊采用光電線速度傳感器，并通過AD轉(zhuǎn)換芯片與中央控制模塊連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器本體運輸狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的沖擊加速度巡檢模塊采用三軸加速度傳感器，并通過AD轉(zhuǎn)換芯片與中央控制模塊連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求上述任一項權(quán)利要求所述的變壓器本體運輸狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:還包括環(huán)境溫濕度檢測模塊，該模塊包括溫度傳感器和濕度傳感器，兩傳感器固定在本體油箱頂部，其輸出端接中央控制模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的變壓器本體運輸狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的中央控制模塊采用ARM處理器，設(shè)有232通訊接口、485通訊接口、I/O 口。
【文檔編號】G05B19/418GK204009562SQ201420485658
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】秦偉, 趙強, 姜良剛, 劉子婷, 王新剛, 仇輝, 劉軍 申請人:山東電力設(shè)備有限公司