一種基于gprs遠(yuǎn)程通訊的高壓輸電線路絕緣子在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種基于GPRS遠(yuǎn)程通訊的高壓輸電線路絕緣子在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括太陽能供電模塊、溫濕度檢測模塊、風(fēng)速檢測模塊、電流檢測模塊、氣壓檢測模塊。所述溫濕度檢測模塊、風(fēng)速檢測模塊、電流檢測模塊、氣壓檢測模塊連接信號處理模塊，信號處理模塊連接單片機控制模塊；太陽能供電模塊分別連接溫濕度檢測模塊、風(fēng)速檢測模塊、電流檢測模塊、氣壓檢測模塊、信號處理模塊、單片機控制模塊；單片機控制模塊通過無線通信模塊與監(jiān)控中心連接。本實用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，通用性好，不僅給工作人員帶來了極大的方便，而且對電網(wǎng)安全運行提供了極大的保障。
【專利說明】
一種基于GPRS遠(yuǎn)程通訊的高壓輸電線路絕緣子在線監(jiān)測系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及高壓輸電線路絕緣子監(jiān)測領(lǐng)域，具體是一種基于GPRS遠(yuǎn)程通訊的高壓輸電線路絕緣子在線監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在電力系統(tǒng)中，絕緣子將電位不同的導(dǎo)電體連接，其必須具有良好的電氣絕緣性能和必要的機械強度性能，其運行狀況對整個輸電系統(tǒng)的安全運行起著非常關(guān)鍵的作用。尤其是在戶外運行的絕緣子，其長期暴露在大氣中，工作環(huán)境惡劣，如戶外溫度的驟冷驟熱，大霧雨雪的潮濕，太陽的暴曬，經(jīng)受風(fēng)吹雨打，還有酸、灰塵等污穢物腐蝕。戶外絕緣子容易出現(xiàn)內(nèi)部裂紋、表面破損，使絕緣強度降低甚至污閃故障，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的可靠性。污閃就是由于絕緣子表面污穢狀態(tài)達(dá)到一定程度，使得絕緣子表面泄漏電流過大，最終導(dǎo)致線路閃絡(luò)的一種現(xiàn)象。部分地區(qū)由于空氣污染嚴(yán)重，污閃事故波及范圍廣、停電時間長，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定性與可靠性。因此，對輸電線路絕緣子電流進行在線監(jiān)測對電網(wǎng)的安全運行具有非常重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種基于GPRS遠(yuǎn)程通訊的高壓輸電線路絕緣子在線監(jiān)測系統(tǒng)，通過安裝在絕緣子的集流環(huán)采集電流信號，同時通過溫濕度傳感器、風(fēng)速檢測模塊、氣壓檢測模塊采集信號，通過信號處理模塊后傳輸給單片機控制模塊，單片機控制模塊將采集到的數(shù)據(jù)信息進行前期處理，經(jīng)無線通訊模塊傳輸至監(jiān)控中心，監(jiān)控中心對接收到的信息進行處理，以判斷絕緣子的污穢狀態(tài)，從而采取一定預(yù)防措施。
[0004]本實用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種基于GPRS遠(yuǎn)程通訊的高壓輸電線路絕緣子在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括太陽能供電模塊、溫濕度檢測模塊、風(fēng)速檢測模塊、電流檢測模塊、氣壓檢測模塊，所述溫濕度檢測模塊、風(fēng)速檢測模塊、電流檢測模塊、氣壓檢測模塊連接信號處理模塊，
[0006]信號處理模塊連接單片機控制模塊；
[0007]太陽能供電模塊分別連接溫濕度檢測模塊、風(fēng)速檢測模塊、電流檢測模塊、氣壓檢測模塊、信號處理模塊、單片機控制模塊；
[0008]單片機控制模塊通過無線通信模塊與監(jiān)控中心連接；
[0009]所述溫濕度檢測模塊包括溫濕度傳感器；
[0010]所述風(fēng)速檢測模塊包括葉輪探頭、霍爾元件、DSP單元，葉輪探頭連接霍爾元件，霍爾元件連接DSP單元；
[0011 ]所述電流檢測模塊包括安裝在絕緣子上面的集流環(huán)；
[0012]所述氣壓檢測模塊包括壓力傳感器；
[0013]所述無線通信模塊為GPRS無線通信模塊。
[0014]所述太陽能供電模塊包括太陽能板、蓄電池、電源轉(zhuǎn)換模塊，太陽能板連接蓄電池，蓄電池連接電源轉(zhuǎn)換模塊。
[0015]所述單片機控制模塊分別連接晶振電路、復(fù)位電路、時鐘電路、存儲模塊。
[0016]所述電源轉(zhuǎn)換模塊包括5種電源轉(zhuǎn)換芯片，分別是:TPS76801Q、TPS7333、MAX764、TPS7350Q、TPS6734IP;
[0017]所述TPS76801Q將5V轉(zhuǎn)換為1.8V，對DSP單元供電；
[0018]所述TPS7333將5V轉(zhuǎn)換為3.3V，對DSP單元供電，對AD轉(zhuǎn)換器供電、以及給溫濕度檢測模塊供電；
[0019]所述MAX764將5V轉(zhuǎn)換為-5V，給信號調(diào)理電路供電；
[0020]所述TPS7350Q將蓄電池電壓轉(zhuǎn)換為5V，給整個系統(tǒng)供電；
[0021]TPS6734IP將5V轉(zhuǎn)換為12V，給氣壓檢測模塊供電。
[0022]所述單片機控制模塊為TMS320F2812的單片機。
[0023]本實用新型一種基于GPRS遠(yuǎn)程通訊的高壓輸電線路絕緣子在線監(jiān)測系統(tǒng)，通過安裝在絕緣子的集流環(huán)采集電流信號，同時通過溫濕度檢測模塊、風(fēng)速檢測模塊、電流檢測模塊、氣壓檢測模塊采集信號，通過信號處理模塊后傳輸給單片機控制模塊，單片機控制模塊將采集到的數(shù)據(jù)信息進行前期處理，經(jīng)無線通信模塊傳輸至監(jiān)控中心，監(jiān)控中心對接收到的信息進行處理，以判斷絕緣子的污穢狀態(tài)，從而采取一定預(yù)防措施。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，通用性好，不僅給工作人員帶來了極大的方便，而且對電網(wǎng)安全運行提供了極大的保障。
【附圖說明】
[0024]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明:
[0025]圖1為本實用新型的系統(tǒng)框圖；
[0026]圖2為本實用新型的AT45DB081B與單片機的硬件連接電路圖；
[0027]圖3為本實用新型系統(tǒng)的實時時鐘電路圖；
[0028]圖4為本實用新型的TMS320F2812單片機供電電路圖；
[0029]圖5為本實用新型的MAX764硬件連接電路圖；
[0030]圖6為本實用新型的TPS7350硬件連接電路圖；
[0031 ]圖7為本實用新型的TPS6734硬件連接電路圖；
[0032]圖8為本實用新型的RC低通濾波電路圖；
[0033]圖9為本實用新型的SHT15的硬件連接電路圖；
[0034]圖1O為本實用新型的MPX2100的硬件連接電路圖。
【具體實施方式】
[0035]一種基于GPRS遠(yuǎn)程通訊的高壓輸電線路絕緣子在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括太陽能供電模塊、溫濕度檢測模塊、風(fēng)速檢測模塊、電流檢測模塊、氣壓檢測模塊。
[0036]所述溫濕度檢測模塊、風(fēng)速檢測模塊、電流檢測模塊、氣壓檢測模塊連接信號處理模塊，
[0037]信號處理模塊連接單片機控制模塊。
[0038]太陽能供電模塊分別連接溫濕度檢測模塊、風(fēng)速檢測模塊、電流檢測模塊、氣壓檢測模塊、信號處理模塊、單片機控制模塊。
[0039]單片機控制模塊通過無線通信模塊與監(jiān)控中心連接。
[0040]所述溫濕度檢測模塊采用型號為SHT15的數(shù)字溫濕度傳感器;該傳感器包含一個電容性聚合體測濕敏感元件和一個用能隙材料制成的測溫元件，具有品質(zhì)優(yōu)越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強的優(yōu)點。
[0041]所述風(fēng)速檢測模塊由葉輪探頭、霍爾元件以及DSP單元組成;所述風(fēng)速檢測模塊采集通過葉輪探頭旋轉(zhuǎn)，通過霍爾元件將旋轉(zhuǎn)的快慢轉(zhuǎn)換為方波信號的周期長短，通過DSP單元進行計數(shù)來得到風(fēng)的級數(shù)。
[0042]所述電流檢測模塊由安裝在絕緣子上面的集流環(huán)進行泄漏電流采集;所述電流檢測模塊的集流環(huán)，用于從高壓輸電線路到鐵塔的絕緣子的低電位端的絕緣子采集電流。
[0043]所述氣壓檢測模塊采用型號為MPX2100的壓力傳感器進行檢測；所述傳感器具有轉(zhuǎn)換精度高、靈敏度高、線性度好的優(yōu)點。
[0044]所述太陽能供電模塊包括太陽能板、蓄電池、電源轉(zhuǎn)換模塊，太陽能板連接蓄電池，蓄電池連接電源轉(zhuǎn)換模塊。所述太陽能板材質(zhì)為單晶硅，所述蓄電池選用長壽命、大容量免維護型硅能二次可充電電池。
[0045]所述電源轉(zhuǎn)換模塊包括5種電源轉(zhuǎn)換芯片，分別是TPS76801Q、TPS7333、MAX764、TPS7350Q以及TPS6734IP;所述TPS76801Q將5V轉(zhuǎn)換為1.8V，對DSP供電；所述TPS7333將5V轉(zhuǎn)換為3.3V，對DSP供電，對外擴AD轉(zhuǎn)換器ADS8364供電以及給溫濕度檢測模塊供電；所述MAX764將5V轉(zhuǎn)換為-5V，給信號調(diào)理電路供電；所述TPS7350Q將蓄電池電壓轉(zhuǎn)換為5V，給整個系統(tǒng)供電;TPS6734IP將5V轉(zhuǎn)換為12V，給氣壓檢測模塊供電。
[0046]所述單片機控制模塊分別連接晶振電路、復(fù)位電路、時鐘電路、存儲模塊。
[0047]所述單片機控制模塊采用型號為MSP430F149的單片機，所述單片機具有快速計算的優(yōu)點。
[0048]所述無線通信模塊采用GPRS無線通信模塊;所述無線通信模塊按數(shù)據(jù)流量計費，具有利用率高的優(yōu)點。
[0049]如圖2所示，為本實用新型的AT45DB081B與單片機的硬件連接電路圖，主要功能是為保持?jǐn)嚯娗闆r下能大容量保存數(shù)據(jù)，選用Atmel公司生產(chǎn)的AT45DB081B，具有8M的存儲容量，同時供電電壓范圍為2.7V-3.6V，工作電流僅為4mA，采用串行連接方式，硬件連接與軟件實現(xiàn)比較簡單，還可以節(jié)省I/O口的使用，可以方便地與單片機控制芯片連接。S0、S1、SCK、/CS、/WP分別與CPU的通用I/O 口相連即可。
[0050]如圖3所示，為本實用新型系統(tǒng)實時時鐘電路圖，系統(tǒng)采用DALLAS半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的高精度實時時鐘芯片DS1302，該芯片可以對年、月、日、星期、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能。其內(nèi)部帶有用于臨時存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器，可以和微處理器采用串行同步通信方式也可以采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)。
[0051 ] 如圖4所示，為本實用新型TMS320F2812單片機供電電路圖，TMS320F2812的內(nèi)核電壓為1.8V，外圍1供電為3.3V，同時對于上電順序也有一定的要求，需要先供3.3V，再供
1.8V。為了滿足DSP供電要求，系統(tǒng)采用了TPS76801Q和TPS7333對DSP供電。在圖中，TPS7333的/EN腳與地連接直接使能，TPS733的FB/PG腳與TPS76801Q的/EN腳相連，當(dāng)TPS7333上加上5V電壓轉(zhuǎn)換為3.3V電壓完成后，F(xiàn)B/PG腳會發(fā)出使能信號連接到TPS76801Q上，使TPS76801Q完成1.8V的轉(zhuǎn)換。
[0052]如圖5、圖6所示，為本實用新型MAX764硬件連接電路圖，在數(shù)據(jù)采集中，運算放大器0P2228需要±5V的電壓，并且都需要受DSP控制。本系統(tǒng)+5V供電選用了 TPS7350Q，-5V供電選用了 MAX764，硬件連接比較簡單。存儲器AT45DB081B以及時鐘電路由TPS7333供電3.3V;ADS8364由TPS7333和TPS7350供電；TPS7333和TPS7350的外圍硬件連接相同；均和圖6相同。
[0053]如圖7所示，為本實用新型TPS6734硬件連接電路圖，氣壓傳感器需要12V電壓，由TPS6734供電。
[0054]如圖8所示，為本實用新型RC低通濾波電路圖，主要功能是實現(xiàn)信號的模擬濾波，本實用新型中使用的A/D轉(zhuǎn)換器是ADS8364，因為它本身就是差分輸入，并且對于低頻信號輸入不會出現(xiàn)過壓的情況，所以不用對波形進行去半波處理。為了盡量減少系統(tǒng)功耗和干擾，選擇無源濾波器作為低通濾器。為了不增加整個系統(tǒng)的體積又能保證濾波效果，串聯(lián)使用兩個RC濾波器。
[0055]如圖9所示，為本實用新型SHT15硬件連接電路圖，它是一款高度集成的溫濕度傳感器芯片，提供全標(biāo)定的數(shù)字輸出，產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。包含一個電容性聚合體測濕敏感元件，一個用能隙材料制成的測溫元件，并在同一芯片上，與14位的A/D轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)無縫連接。
[0056]如圖10所示，為本實用新型MPX2100的硬件連接電路圖，本實用新型選用X型硅壓力傳感器MPX2100，它采用單個X型電阻元件，其壓敏電阻元件呈X型，轉(zhuǎn)換精度高、靈敏度高，具有極好的線性度。信號經(jīng)高精度壓力傳感器MPX2100變?yōu)殡娦盘枺偎腿敕糯箅娐?，進行調(diào)理后成為可以輸出到DSP的A/D模塊的模擬信號。放大器采用三個LM358，它們組成一個儀表放大器，具有高差模增益和高共模抑制比，輸入阻抗高，可調(diào)節(jié)偏置電路。調(diào)節(jié)W1、W2可以調(diào)節(jié)P signal的大小。
[0057]上述的實施例僅為本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，而不應(yīng)視為對于本實用新型的限制，本實用新型的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求記載的技術(shù)方案，包括權(quán)利要求記載的技術(shù)方案中技術(shù)特征的等同替換方案為保護范圍。即在此范圍內(nèi)的等同替換改進，也在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于GPRS遠(yuǎn)程通訊的高壓輸電線路絕緣子在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括太陽能供電模塊、溫濕度檢測模塊、風(fēng)速檢測模塊、電流檢測模塊、氣壓檢測模塊，其特征在于:所述溫濕度檢測模塊、風(fēng)速檢測模塊、電流檢測模塊、氣壓檢測模塊連接信號處理模塊，信號處理模塊連接單片機控制模塊;太陽能供電模塊分別連接溫濕度檢測模塊、風(fēng)速檢測模塊、電流檢測模塊、氣壓檢測模塊、信號處理模塊、單片機控制模塊;單片機控制模塊通過無線通信模塊與監(jiān)控中心連接;所述溫濕度檢測模塊包括溫濕度傳感器;所述風(fēng)速檢測模塊包括葉輪探頭、霍爾元件、DSP單元，葉輪探頭連接霍爾元件，霍爾元件連接DSP單元;所述電流檢測模塊包括安裝在絕緣子上面的集流環(huán);所述氣壓檢測模塊包括壓力傳感器;所述無線通信模塊為GPRS無線通信模塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于GPRS遠(yuǎn)程通訊的高壓輸電線路絕緣子在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述太陽能供電模塊包括太陽能板、蓄電池、電源轉(zhuǎn)換模塊，太陽能板連接蓄電池，蓄電池連接電源轉(zhuǎn)換模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于GPRS遠(yuǎn)程通訊的高壓輸電線路絕緣子在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述單片機控制模塊分別連接晶振電路、復(fù)位電路、時鐘電路、存儲模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于GPRS遠(yuǎn)程通訊的高壓輸電線路絕緣子在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述電源轉(zhuǎn)換模塊包括5種電源轉(zhuǎn)換芯片，分別是:TPS76801Q、TPS7333、MAX764、TPS7350Q、TPS6734IP; 所述TPS7680IQ將5V轉(zhuǎn)換為1.8V，對DSP單元供電； 所述TPS7333將5V轉(zhuǎn)換為3.3V，對DSP單元供電，對AD轉(zhuǎn)換器供電、以及給溫濕度檢測模塊供電； 所述MAX764將5V轉(zhuǎn)換為-5V，給信號調(diào)理電路供電； 所述TPS7350Q將蓄電池電壓轉(zhuǎn)換為5V，給整個系統(tǒng)供電； TPS6734IP將5V轉(zhuǎn)換為12V，給氣壓檢測模塊供電。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于GPRS遠(yuǎn)程通訊的高壓輸電線路絕緣子在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述單片機控制模塊為TMS320F2812的單片機。
【文檔編號】G01D21/02GK205665366SQ201620560355
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月8日
【發(fā)明人】楊雨薇, 張飛, 陳黎, 肖灑, 張鑫蕊, 周采薇, 潘雅清, 黃海洋
【申請人】三峽大學(xué)