變電站設(shè)備觸點(diǎn)狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)總線型網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及變電站設(shè)備觸點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)，具體是一種變電站設(shè)備觸點(diǎn)狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)總線型網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有變電站設(shè)備觸點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)平臺(tái)傳輸不穩(wěn)定、傳輸可靠性差、抗干擾能力差、布線難度大、測(cè)量準(zhǔn)確性差、測(cè)量安全性差、維護(hù)成本高、測(cè)量精度低的問(wèn)題。變電站設(shè)備觸點(diǎn)狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)總線型網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)包括采集層、傳輸層、監(jiān)測(cè)層；所述采集層的數(shù)目為兩個(gè)；每個(gè)采集層均包括m個(gè)SAW溫度傳感器、m個(gè)法向小螺旋天線、一個(gè)螺旋臂偶極子天線、一個(gè)無(wú)線溫度采集器、一路無(wú)線通用串行總線；m個(gè)法向小螺旋天線、螺旋臂偶極子天線、無(wú)線通用串行總線共同構(gòu)成總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。本發(fā)明適用于變電站。
【專利說(shuō)明】變電站設(shè)備觸點(diǎn)狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)總線型網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及變電站設(shè)備觸點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)，具體是一種變電站設(shè)備觸點(diǎn)狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)總線型網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。

【背景技術(shù)】
[0002]變電站設(shè)備在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，其觸點(diǎn)(主要是開關(guān)柜內(nèi)的動(dòng)、靜觸頭和電纜接頭)容易因老化或接觸電阻過(guò)大而出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間發(fā)熱和溫升過(guò)高，由此引發(fā)設(shè)備故障(主要是開關(guān)柜燒毀故障和短路放炮故障)，從而嚴(yán)重威脅電網(wǎng)的安全運(yùn)行。因此，為了防止上述故障的發(fā)生，目前主要采用變電站設(shè)備觸點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)平臺(tái)來(lái)對(duì)變電站設(shè)備觸點(diǎn)(主要是開關(guān)柜內(nèi)的動(dòng)、靜觸頭和電纜接頭)的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，變電站設(shè)備觸點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)平臺(tái)根據(jù)測(cè)溫原理可分為以下幾種:常規(guī)測(cè)溫平臺(tái)、光纖測(cè)溫平臺(tái)、紅外測(cè)溫平臺(tái)、有源無(wú)線測(cè)溫平臺(tái)。實(shí)踐表明，以上各種變電站設(shè)備觸點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)平臺(tái)由于自身結(jié)構(gòu)所限，存在如下問(wèn)題:其一，以上各種變電站設(shè)備觸點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)平臺(tái)均缺少合理的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其均存在傳輸不穩(wěn)定、傳輸可靠性差的問(wèn)題。其二，常規(guī)測(cè)溫平臺(tái)采用熱電偶、熱電阻、半導(dǎo)體溫度傳感器來(lái)測(cè)量變電站設(shè)備觸點(diǎn)的溫度信號(hào)，且依托金屬導(dǎo)線來(lái)傳輸溫度信號(hào)。由于金屬導(dǎo)線具有絕緣性能差的特性，導(dǎo)致其存在抗干擾能力差的問(wèn)題。其三，光纖測(cè)溫平臺(tái)采用光纖溫度傳感器來(lái)測(cè)量變電站設(shè)備觸點(diǎn)的溫度信號(hào)，且依托光纖來(lái)傳輸溫度信號(hào)。由于光纖具有易折、易斷、不耐高溫、積累灰塵后絕緣性能易降低的特性，導(dǎo)致其存在抗干擾能力差、布線難度大的問(wèn)題。其四，紅外測(cè)溫平臺(tái)采用紅外測(cè)溫探頭來(lái)測(cè)量變電站設(shè)備觸點(diǎn)的溫度信號(hào)。由于變電站設(shè)備(主要是開關(guān)柜)內(nèi)部空間狹小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、元件互相遮擋較多，導(dǎo)致紅外測(cè)溫探頭無(wú)法安裝(這是由于紅外測(cè)溫探頭必須與被測(cè)物體保持一定的安全距離，且需要與被測(cè)物體的表面正對(duì))、存在測(cè)量死角，由此導(dǎo)致其存在測(cè)量準(zhǔn)確性差的問(wèn)題。其五，有源無(wú)線測(cè)溫平臺(tái)采用有源(即帶有電池)的無(wú)線溫度傳感器來(lái)測(cè)量變電站設(shè)備觸點(diǎn)的溫度信號(hào)，且依托吸盤天線來(lái)傳輸溫度信號(hào)。由于吸盤天線在高溫環(huán)境下容易發(fā)生尖端放電現(xiàn)象，導(dǎo)致其存在測(cè)量安全性差的問(wèn)題。同時(shí)，由于無(wú)線溫度傳感器需要經(jīng)常更換電池，導(dǎo)致其存在維護(hù)成本高的問(wèn)題。此外，由于高溫環(huán)境會(huì)影響電池的正常工作，導(dǎo)致其存在測(cè)量精度低的問(wèn)題?；诖耍斜匾l(fā)明一種全新的變電站設(shè)備觸點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)平臺(tái)，以解決現(xiàn)有變電站設(shè)備觸點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)平臺(tái)傳輸不穩(wěn)定、傳輸可靠性差、抗干擾能力差、布線難度大、測(cè)量準(zhǔn)確性差、測(cè)量安全性差、維護(hù)成本高、測(cè)量精度低的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有變電站設(shè)備觸點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)平臺(tái)傳輸不穩(wěn)定、傳輸可靠性差、抗干擾能力差、布線難度大、測(cè)量準(zhǔn)確性差、測(cè)量安全性差、維護(hù)成本高、測(cè)量精度低的問(wèn)題，提供了一種變電站設(shè)備觸點(diǎn)狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)總線型網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。
[0004]本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:變電站設(shè)備觸點(diǎn)狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)總線型網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，包括采集層、傳輸層、監(jiān)測(cè)層；所述采集層的數(shù)目為兩個(gè)；每個(gè)采集層均包括m個(gè)SAW(Surface Acoustic Wave,聲表面波)溫度傳感器、m個(gè)法向小螺旋天線、一個(gè)螺旋臂偶極子天線、一個(gè)無(wú)線溫度采集器、一路無(wú)線通用串行總線；m ASAW溫度傳感器與m個(gè)法向小螺旋天線一一對(duì)應(yīng)連接個(gè)法向小螺旋天線、螺旋臂偶極子天線均與無(wú)線通用串行總線無(wú)線連接；m個(gè)法向小螺旋天線、螺旋臂偶極子天線、無(wú)線通用串行總線共同構(gòu)成總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；螺旋臂偶極子天線與無(wú)線溫度采集器連接；所述傳輸層包括一路RS-485總線、一個(gè)主用網(wǎng)關(guān)、一個(gè)備用網(wǎng)關(guān)、WiFi網(wǎng)絡(luò)；兩個(gè)無(wú)線溫度采集器、主用網(wǎng)關(guān)、備用網(wǎng)關(guān)均與RS-485總線連接；主用網(wǎng)關(guān)、備用網(wǎng)關(guān)均與WiFi網(wǎng)絡(luò)無(wú)線連接；所述監(jiān)測(cè)層包括一個(gè)主用測(cè)溫主控終端、一個(gè)備用測(cè)溫主控終端；主用測(cè)溫主控終端、備用測(cè)溫主控終端均與WiFi網(wǎng)絡(luò)無(wú)線連接；m為正整數(shù)，且m為6的倍數(shù)。
[0005]工作時(shí)，將第一個(gè)采集層中的m個(gè)SAW溫度傳感器安裝在開關(guān)柜內(nèi)的各個(gè)動(dòng)、靜觸頭上，將第一個(gè)采集層中的m個(gè)法向小螺旋天線安裝在開關(guān)柜內(nèi)，將第一個(gè)采集層中的螺旋臂偶極子天線和無(wú)線溫度采集器均安裝在開關(guān)柜附近。將第二個(gè)采集層中的m個(gè)SAW溫度傳感器安裝在各個(gè)電纜接頭上，將第二個(gè)采集層中的m個(gè)法向小螺旋天線、螺旋臂偶極子天線、無(wú)線溫度采集器均安裝在電纜接頭附近。將傳輸層中的主用網(wǎng)關(guān)、備用網(wǎng)關(guān)均安裝在變電站監(jiān)控室。將監(jiān)測(cè)層中的主用測(cè)溫主控終端、備用測(cè)溫主控終端均安裝在電網(wǎng)監(jiān)控中心。具體工作過(guò)程如下:第一個(gè)采集層中的m個(gè)SAW溫度傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量開關(guān)柜內(nèi)的各個(gè)動(dòng)、靜觸頭的溫度信號(hào)。第一個(gè)采集層中的無(wú)線溫度采集器通過(guò)螺旋臂偶極子天線向無(wú)線通用串行總線實(shí)時(shí)發(fā)射查詢脈沖。m個(gè)SAW溫度傳感器通過(guò)m個(gè)法向小螺旋天線實(shí)時(shí)訪問(wèn)無(wú)線通用串行總線并獲取查詢脈沖，然后通過(guò)m個(gè)法向小螺旋天線向無(wú)線通用串行總線實(shí)時(shí)發(fā)射攜帶溫度信號(hào)的反饋脈沖。無(wú)線溫度采集器通過(guò)螺旋臂偶極子天線實(shí)時(shí)訪問(wèn)無(wú)線通用串行總線并獲取攜帶溫度信號(hào)的反饋脈沖，并將獲取到的反饋脈沖實(shí)時(shí)解析成溫度信號(hào)，然后將解析得到的溫度信號(hào)實(shí)時(shí)發(fā)送至RS-485總線。第二個(gè)采集層中的m個(gè)SAW溫度傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量各個(gè)電纜接頭的溫度信號(hào)。第二個(gè)采集層中的無(wú)線溫度采集器通過(guò)螺旋臂偶極子天線向無(wú)線通用串行總線實(shí)時(shí)發(fā)射查詢脈沖。m個(gè)SAW溫度傳感器通過(guò)m個(gè)法向小螺旋天線實(shí)時(shí)訪問(wèn)無(wú)線通用串行總線并獲取查詢脈沖，然后通過(guò)m個(gè)法向小螺旋天線向無(wú)線通用串行總線實(shí)時(shí)發(fā)射攜帶溫度信號(hào)的反饋脈沖。無(wú)線溫度采集器通過(guò)螺旋臂偶極子天線實(shí)時(shí)訪問(wèn)無(wú)線通用串行總線并獲取攜帶溫度信號(hào)的反饋脈沖，并將獲取到的反饋脈沖實(shí)時(shí)解析成溫度信號(hào)，然后將解析得到的溫度信號(hào)實(shí)時(shí)發(fā)送至RS-485總線。主用網(wǎng)關(guān)實(shí)時(shí)訪問(wèn)RS-485總線并獲取溫度信號(hào)，然后通過(guò)WiFi網(wǎng)絡(luò)將獲取到的溫度信號(hào)實(shí)時(shí)發(fā)送至主用測(cè)溫主控終端。主用測(cè)溫主控終端對(duì)接收到的溫度信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)匯總、分析、存儲(chǔ)，由此實(shí)現(xiàn)了對(duì)開關(guān)柜內(nèi)的動(dòng)、靜觸頭的溫度和電纜接頭的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在上述過(guò)程中，當(dāng)主用網(wǎng)關(guān)出現(xiàn)故障時(shí)，備用網(wǎng)關(guān)可接替主用網(wǎng)關(guān)進(jìn)行工作，由此保證了監(jiān)測(cè)的連續(xù)性。當(dāng)主用測(cè)溫主控終端出現(xiàn)故障時(shí)，備用測(cè)溫主控終端可接替主用測(cè)溫主控終端進(jìn)行工作，由此同樣保證了監(jiān)測(cè)的連續(xù)性。
[0006]基于上述過(guò)程，與現(xiàn)有變電站設(shè)備觸點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)平臺(tái)相比，本發(fā)明所述的變電站設(shè)備觸點(diǎn)狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)總線型網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)通過(guò)采用全新結(jié)構(gòu)，具備了如下優(yōu)點(diǎn):其一，與以上各種變電站設(shè)備觸點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)平臺(tái)相比，本發(fā)明所述的變電站設(shè)備觸點(diǎn)狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)總線型網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)采用法向小螺旋天線、螺旋臂偶極子天線、無(wú)線通用串行總線共同構(gòu)成了總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其通過(guò)利用總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、所需要的傳輸介質(zhì)少、無(wú)中心節(jié)點(diǎn)、任何節(jié)點(diǎn)的故障都不會(huì)造成全網(wǎng)癱瘓、可靠性高、易于擴(kuò)充的優(yōu)點(diǎn)，具備了合理的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，同時(shí)其綜合了 WiFi網(wǎng)絡(luò)傳輸距離長(zhǎng)、傳輸數(shù)據(jù)量大的優(yōu)點(diǎn)，由此有效增強(qiáng)了傳輸穩(wěn)定性和傳輸可靠性。其二，與常規(guī)測(cè)溫平臺(tái)相比，本發(fā)明所述的變電站設(shè)備觸點(diǎn)狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)總線型網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)采用SAW溫度傳感器替代了熱電偶、熱電阻、半導(dǎo)體溫度傳感器來(lái)測(cè)量變電站設(shè)備觸點(diǎn)的溫度信號(hào)，且采用法向小螺旋天線與螺旋臂偶極子天線替代了金屬導(dǎo)線來(lái)傳輸溫度信號(hào)，由此不再受金屬導(dǎo)線的特性制約，從而有效增強(qiáng)了抗干擾能力。其三，與光纖測(cè)溫平臺(tái)相比，本發(fā)明所述的變電站設(shè)備觸點(diǎn)狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)總線型網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)采用SAW溫度傳感器替代了光纖溫度傳感器來(lái)測(cè)量變電站設(shè)備觸點(diǎn)的溫度信號(hào)，且采用法向小螺旋天線與螺旋臂偶極子天線替代了光纖來(lái)傳輸溫度信號(hào)，由此不再受光纖的特性制約，從而有效增強(qiáng)了抗干擾能力、有效減小了布線難度。其四，與紅外測(cè)溫平臺(tái)相比，本發(fā)明所述的變電站設(shè)備觸點(diǎn)狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)總線型網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)采用SAW溫度傳感器替代了紅外測(cè)溫探頭來(lái)測(cè)量變電站設(shè)備觸點(diǎn)的溫度信號(hào)，由此不再受紅外測(cè)溫探頭無(wú)法安裝、存在測(cè)量死角的制約，從而有效增強(qiáng)了測(cè)量準(zhǔn)確性。其五，與有源無(wú)線測(cè)溫平臺(tái)相比，本發(fā)明所述的變電站設(shè)備觸點(diǎn)狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)總線型網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)采用SAW溫度傳感器替代了有源的無(wú)線溫度傳感器來(lái)測(cè)量變電站設(shè)備觸點(diǎn)的溫度信號(hào)，且采用法向小螺旋天線與螺旋臂偶極子天線替代了吸盤天線來(lái)傳輸溫度信號(hào)，由此一方面不再受吸盤天線在高溫環(huán)境下容易發(fā)生尖端放電現(xiàn)象的制約，從而有效增強(qiáng)了測(cè)量安全性，另一方面由于SAW溫度傳感器屬于無(wú)源器件，不再受電池的制約，從而有效降低了維護(hù)成本、有效提高了測(cè)量精度。綜上所述，本發(fā)明所述的變電站設(shè)備觸點(diǎn)狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)總線型網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)有效解決了現(xiàn)有變電站設(shè)備觸點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)平臺(tái)傳輸不穩(wěn)定、傳輸可靠性差、抗干擾能力差、布線難度大、測(cè)量準(zhǔn)確性差、測(cè)量安全性差、維護(hù)成本高、測(cè)量精度低的問(wèn)題，由此有效防止了變電站設(shè)備故障的發(fā)生，從而有效保障了電網(wǎng)的安全運(yùn)行。
[0007]本發(fā)明有效解決了現(xiàn)有變電站設(shè)備觸點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)平臺(tái)傳輸不穩(wěn)定、傳輸可靠性差、抗干擾能力差、布線難度大、測(cè)量準(zhǔn)確性差、測(cè)量安全性差、維護(hù)成本高、測(cè)量精度低的問(wèn)題，適用于變電站。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0009]變電站設(shè)備觸點(diǎn)狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)總線型網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，包括采集層、傳輸層、監(jiān)測(cè)層；
所述采集層的數(shù)目為兩個(gè)；每個(gè)采集層均包括m個(gè)SAW溫度傳感器、m個(gè)法向小螺旋天線、一個(gè)螺旋臂偶極子天線、一個(gè)無(wú)線溫度采集器、一路無(wú)線通用串行總線；m ASAW溫度傳感器與m個(gè)法向小螺旋天線一一對(duì)應(yīng)連接；m個(gè)法向小螺旋天線、螺旋臂偶極子天線均與無(wú)線通用串行總線無(wú)線連接個(gè)法向小螺旋天線、螺旋臂偶極子天線、無(wú)線通用串行總線共同構(gòu)成總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；螺旋臂偶極子天線與無(wú)線溫度采集器連接；
所述傳輸層包括一路RS-485總線、一個(gè)主用網(wǎng)關(guān)、一個(gè)備用網(wǎng)關(guān)、WiFi網(wǎng)絡(luò)；兩個(gè)無(wú)線溫度采集器、主用網(wǎng)關(guān)、備用網(wǎng)關(guān)均與RS-485總線連接；主用網(wǎng)關(guān)、備用網(wǎng)關(guān)均與WiFi網(wǎng)絡(luò)無(wú)線連接； 所述監(jiān)測(cè)層包括一個(gè)主用測(cè)溫主控終端、一個(gè)備用測(cè)溫主控終端；主用測(cè)溫主控終端、備用測(cè)溫主控終端均與WiFi網(wǎng)絡(luò)無(wú)線連接；m為正整數(shù),且m為6的倍數(shù)。
[0010]具體實(shí)施時(shí)，所述SAW溫度傳感器為音叉型SAW溫度傳感器；所述無(wú)線溫度采集器為WSTM-WSR-ZZ02型無(wú)線溫度采集器；所述主用網(wǎng)關(guān)、備用網(wǎng)關(guān)均為KingGate MGM 3000型網(wǎng)關(guān)；所述主用測(cè)溫主控終端、備用測(cè)溫主控終端均為WSTM-CTU-SC03型測(cè)溫主控終端。
【權(quán)利要求】
1.一種變電站設(shè)備觸點(diǎn)狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)總線型網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，其特征在于:包括采集層、傳輸層、監(jiān)測(cè)層； 所述采集層的數(shù)目為兩個(gè)；每個(gè)采集層均包括m個(gè)SAW溫度傳感器、m個(gè)法向小螺旋天線、一個(gè)螺旋臂偶極子天線、一個(gè)無(wú)線溫度采集器、一路無(wú)線通用串行總線；!11個(gè)SAW溫度傳感器與m個(gè)法向小螺旋天線一一對(duì)應(yīng)連接；m個(gè)法向小螺旋天線、螺旋臂偶極子天線均與無(wú)線通用串行總線無(wú)線連接個(gè)法向小螺旋天線、螺旋臂偶極子天線、無(wú)線通用串行總線共同構(gòu)成總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；螺旋臂偶極子天線與無(wú)線溫度采集器連接； 所述傳輸層包括一路RS-485總線、一個(gè)主用網(wǎng)關(guān)、一個(gè)備用網(wǎng)關(guān)、WiFi網(wǎng)絡(luò)；兩個(gè)無(wú)線溫度采集器、主用網(wǎng)關(guān)、備用網(wǎng)關(guān)均與RS-485總線連接；主用網(wǎng)關(guān)、備用網(wǎng)關(guān)均與WiFi網(wǎng)絡(luò)無(wú)線連接； 所述監(jiān)測(cè)層包括一個(gè)主用測(cè)溫主控終端、一個(gè)備用測(cè)溫主控終端；主用測(cè)溫主控終端、備用測(cè)溫主控終端均與WiFi網(wǎng)絡(luò)無(wú)線連接；m為正整數(shù),且m為6的倍數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站設(shè)備觸點(diǎn)狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)總線型網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，其特征在于:所述SAW溫度傳感器為音叉型SAW溫度傳感器；所述無(wú)線溫度采集器為WSTM-WSR-ZZ02型無(wú)線溫度采集器；所述主用網(wǎng)關(guān)、備用網(wǎng)關(guān)均為KingGate MGM 3000型網(wǎng)關(guān)；所述主用測(cè)溫主控終端、備用測(cè)溫主控終端均為WSTM-CTU-SC03型測(cè)溫主控終端。
【文檔編號(hào)】H02J13/00GK104202405SQ201410458511
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月11日
【發(fā)明者】張軍六, 周雪楓, 姚以沛, 金小平, 吳鋒, 武君 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)山西省電力公司太原供電公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司