電氣設(shè)備機(jī)構(gòu)內(nèi)部溫度監(jiān)控裝置制造方法
【專利摘要】一種電氣設(shè)備機(jī)構(gòu)內(nèi)部溫度監(jiān)控調(diào)節(jié)裝置；包括電加熱器、溫度探頭；還包括溫度監(jiān)控調(diào)節(jié)儀，溫度監(jiān)控調(diào)節(jié)儀包括溫度檢測(cè)輸入模塊、隔離輸入模塊、隔離輸出模塊、數(shù)字量輸入輸出模塊、微處理器、超寬溫液晶顯示器、輸入鍵盤；溫度探頭與溫度檢測(cè)輸入模塊連接，隔離輸入模塊、隔離輸出模塊與數(shù)字量輸入輸出模塊連接，溫度檢測(cè)輸入模塊、數(shù)字量輸入輸出模塊、超寬溫液晶顯示器、輸入鍵盤均與微處理器連接，隔離輸出模塊與電加熱器連接；微處理器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口連接至變電站監(jiān)控系統(tǒng)。本實(shí)用新型是電力系統(tǒng)向智能化、無(wú)人值班發(fā)展的形勢(shì)下的必要技術(shù)手段，能夠協(xié)助運(yùn)維人員及時(shí)監(jiān)視溫度，及時(shí)維護(hù)異常設(shè)備，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
【專利說(shuō)明】電氣設(shè)備機(jī)構(gòu)內(nèi)部溫度監(jiān)控裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種監(jiān)測(cè)裝置，具體地說(shuō)是一種電氣設(shè)備機(jī)構(gòu)內(nèi)部溫度監(jiān)控調(diào)節(jié)
>J-U ρ?α裝直。

【背景技術(shù)】
[0002]目前大中型電氣設(shè)備運(yùn)行中的主要工況逐步實(shí)現(xiàn)智能化采集和監(jiān)控，但設(shè)備輔助機(jī)構(gòu)的因結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、無(wú)電氣運(yùn)行參數(shù)及測(cè)控手段缺乏等原因，如溫濕度等外部條件未引起足夠的重視。電網(wǎng)中應(yīng)用的斷路器機(jī)構(gòu)箱、箱式變電站等電氣設(shè)備因其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各電子元件對(duì)工作溫度環(huán)境要求較高，一般最低工作溫度為一 10°c。然而在我國(guó)西部大部屬高寒地區(qū)，冬季低溫期長(zhǎng)，晝夜溫差較大，-20°c氣溫常見，最低溫度達(dá)一 40°C以下且極端天氣較頻繁。機(jī)構(gòu)輔助加熱裝置工作時(shí)間長(zhǎng)、故障率高。近年來(lái)頻繁發(fā)生因低溫造成的電氣設(shè)備事故屢見不鮮，如油氣路故障，儀器儀表失靈，出現(xiàn)假油位、假密度等，甚至發(fā)生管路凍裂油氣泄漏事故，嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和電網(wǎng)安全。
[0003]目前為保證電氣設(shè)備運(yùn)行溫度條件，一般裝設(shè)輔助加熱設(shè)備，在溫度控制下自動(dòng)投退，但無(wú)法遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)內(nèi)部工作溫度；輔助加熱設(shè)備由電加熱器、溫度控制器等組成，長(zhǎng)期運(yùn)行中易發(fā)生故障，運(yùn)維工作量大，受運(yùn)行環(huán)境溫度條件限制，工作狀態(tài)檢測(cè)困難。據(jù)統(tǒng)計(jì)，西部各省電氣輔助加熱設(shè)備年平均故障率3%?10%，集中發(fā)生在每年11月至次年3月。輔助加熱設(shè)備一般設(shè)計(jì)在電氣設(shè)備機(jī)構(gòu)箱的底部或角落，在外部溫度較低情況下，由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)等原因，空氣循環(huán)性較差，不能保證設(shè)備內(nèi)部溫度平衡，也就是輔助加熱設(shè)備不能保證提高每個(gè)角落設(shè)備的工作溫度。近年來(lái)電網(wǎng)發(fā)展迅速，國(guó)網(wǎng)公司實(shí)施調(diào)控一體化，變電站全部實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控和無(wú)人值班，電氣設(shè)備內(nèi)部工作溫度的監(jiān)測(cè)監(jiān)控更加成為保證設(shè)備運(yùn)行的重要條件。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種電氣設(shè)備機(jī)構(gòu)內(nèi)部溫度監(jiān)控調(diào)節(jié)裝置；該裝置能夠采集電氣設(shè)備機(jī)構(gòu)箱體內(nèi)部的溫度信息，并將溫度信息實(shí)時(shí)上傳于運(yùn)行中的變電站監(jiān)控系統(tǒng)，針對(duì)電氣設(shè)備內(nèi)部各元件最低工作溫度條件及時(shí)啟動(dòng)加熱器，當(dāng)設(shè)備工作溫度最低點(diǎn)低于設(shè)定值時(shí)，向監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出主動(dòng)報(bào)警，使監(jiān)控人員掌握設(shè)備工作溫度和輔助加熱設(shè)備工作狀態(tài)，及時(shí)檢修輔助加熱設(shè)備。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案如下:一種電氣設(shè)備機(jī)構(gòu)內(nèi)部溫度監(jiān)控調(diào)節(jié)裝置；包括電加熱器、溫度探頭；其特征在于:還包括溫度監(jiān)控調(diào)節(jié)儀，溫度監(jiān)控調(diào)節(jié)儀包括溫度檢測(cè)輸入模塊、隔離輸入模塊、隔離輸出模塊、數(shù)字量輸入輸出模塊、微處理器、超寬溫液晶顯示器、輸入鍵盤；溫度探頭與溫度檢測(cè)輸入模塊連接，隔離輸入模塊、隔離輸出模塊與數(shù)字量輸入輸出模塊連接，溫度檢測(cè)輸入模塊、數(shù)字量輸入輸出模塊、超寬溫液晶顯示器、輸入鍵盤均與微處理器連接，隔離輸出模塊與電加熱器連接；微處理器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口連接至變電站監(jiān)控系統(tǒng)。
[0006]本實(shí)用新型對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備內(nèi)部全方位溫度監(jiān)測(cè)，自動(dòng)控制加熱和風(fēng)循環(huán)裝置，利用網(wǎng)絡(luò)通訊將監(jiān)測(cè)結(jié)果主動(dòng)上傳和報(bào)警至監(jiān)控中心。
[0007]本實(shí)用新型電加熱器采用風(fēng)機(jī)風(fēng)扇加熱器；溫度探頭至少是兩個(gè)、采用熱電偶溫度探頭，按設(shè)備監(jiān)測(cè)需要，分別安裝在電氣設(shè)備內(nèi)部多個(gè)不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)，利用多個(gè)熱電偶溫度探頭對(duì)電氣設(shè)備機(jī)構(gòu)內(nèi)部電子元件的工作溫度條件實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳變電站監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)最低點(diǎn)設(shè)備溫度低于設(shè)定值(低于一 10°C啟動(dòng)風(fēng)循環(huán)設(shè)備和1000W風(fēng)機(jī)風(fēng)扇加熱器、繼續(xù)下降低于-12°C、低于一 15°C時(shí)分別發(fā)出三級(jí)黃色、二級(jí)橙色、一級(jí)紅色)向變電站監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出主動(dòng)報(bào)警，使監(jiān)控人員掌握設(shè)備工作溫度和輔助加熱設(shè)備工作狀態(tài)，及時(shí)通知運(yùn)維人員檢修輔助加熱設(shè)備。風(fēng)機(jī)風(fēng)扇加熱器具備風(fēng)循環(huán)和補(bǔ)充加熱功能，能使電氣設(shè)備內(nèi)部空氣流通，使設(shè)備內(nèi)部各角落溫度平衡，確保各元件的工作溫度條件，溫度達(dá)到額定值風(fēng)機(jī)風(fēng)扇加熱器停止工作，報(bào)警解除。
[0008]本實(shí)用新型工作原理大致是:微處理器定時(shí)讀取溫度檢測(cè)輸入模塊溫度值，通過(guò)數(shù)字量輸入模塊輸入加熱、均溫、通風(fēng)等控溫裝置的運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)，以及手動(dòng)操控開關(guān)狀態(tài)；采集到的溫度數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)校準(zhǔn)后，與狀態(tài)信息一同送往超寬溫液晶顯示器顯示，并附加時(shí)間標(biāo)記后，按順序存儲(chǔ)在微處理器的循環(huán)存儲(chǔ)器中，以備查詢統(tǒng)計(jì)、調(diào)試檢查時(shí)使用；同時(shí)，按約定數(shù)據(jù)格式協(xié)議通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送至監(jiān)控系統(tǒng)，使監(jiān)控中心人員能及時(shí)掌握電氣設(shè)備運(yùn)行情況；微處理器根據(jù)手動(dòng)操控開關(guān)(由軟件設(shè)置完成)狀態(tài)，選擇手動(dòng)模式或正常模式。手動(dòng)模式運(yùn)行時(shí)，微處理器只完成數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、顯示、存儲(chǔ)和上傳；正常模式運(yùn)行時(shí)，微處理器繼續(xù)處理溫度數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，提取最高溫度、最低溫度、最大溫差、平均溫度，計(jì)算每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫度變化率(每分鐘溫度變化值的絕對(duì)值)；當(dāng)最高溫度 > 啟動(dòng)通風(fēng)溫度設(shè)置時(shí)，啟動(dòng)通風(fēng)裝置；當(dāng)最高溫度>高溫報(bào)警溫度設(shè)置時(shí)，啟動(dòng)通風(fēng)裝置，并同時(shí)輸出高溫報(bào)警信號(hào)；當(dāng)最高溫度 < 高溫報(bào)警溫度設(shè)置時(shí)，解除高溫報(bào)警信號(hào)；當(dāng)最高溫度 < 關(guān)閉通風(fēng)溫度設(shè)置時(shí)，延時(shí)關(guān)閉通風(fēng)裝置；當(dāng)最低溫度 < 啟動(dòng)加熱溫度設(shè)置時(shí)，啟動(dòng)加熱裝置；當(dāng)最低溫度<低溫報(bào)警溫度設(shè)置時(shí)，啟動(dòng)加熱裝置，并同時(shí)輸出低溫報(bào)警信號(hào)；當(dāng)最低溫度>低溫報(bào)警溫度設(shè)置時(shí)，解除低溫報(bào)警信號(hào)；當(dāng)最低溫度>關(guān)閉加熱溫度設(shè)置時(shí)，延時(shí)關(guān)閉加熱裝置；當(dāng)最大溫差>啟動(dòng)均溫溫度設(shè)置時(shí)，啟動(dòng)均溫裝置；當(dāng)最大溫差>溫差報(bào)警溫度設(shè)置時(shí)，啟動(dòng)均溫裝置，并同時(shí)輸出溫差報(bào)警信號(hào)；當(dāng)最大溫差<溫差報(bào)警溫度設(shè)置時(shí)，解除溫差報(bào)警信號(hào)；當(dāng)最大溫差<關(guān)閉均溫溫度設(shè)置時(shí)，延時(shí)關(guān)閉均溫裝置；當(dāng)最大溫度變化率>變溫報(bào)警設(shè)置時(shí)，輸出變溫報(bào)警信號(hào)；否則，解除變溫報(bào)警。通過(guò)長(zhǎng)時(shí)監(jiān)測(cè)平均溫度變化，可以確定設(shè)備運(yùn)行環(huán)境溫度，根據(jù)溫度高低自動(dòng)調(diào)整控溫裝置延時(shí)關(guān)閉時(shí)間，避免頻繁啟停。溫控驅(qū)動(dòng)及報(bào)警輸出均通過(guò)數(shù)字量輸出模塊經(jīng)隔離送出。各個(gè)溫度設(shè)置值可以通過(guò)鍵盤操作查驗(yàn)、修改。通過(guò)以上工作步驟循環(huán)，完成設(shè)備運(yùn)行多點(diǎn)溫度監(jiān)控，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息遠(yuǎn)傳。
[0009]本實(shí)用新型的實(shí)用新型人為高壓電網(wǎng)工作人員，常年在高壓變電一線工作。近年來(lái)電氣設(shè)備由于低溫問(wèn)題造成的事故頻發(fā)，問(wèn)題主要集中在SF6斷路器機(jī)構(gòu)，目前操作動(dòng)力主要壓縮空氣或液壓油儲(chǔ)存能量，提供斷路器操作動(dòng)力。這些操動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)都較復(fù)雜，對(duì)工作溫度條件要求高，不得低于-10°C，低溫下極易造成密度計(jì)失靈、內(nèi)部密封件滲漏、液氣壓動(dòng)力不足或管路凝結(jié)造成不暢等故障。
[0010]本實(shí)用新型自動(dòng)采集電氣設(shè)備機(jī)構(gòu)箱體內(nèi)部的溫度信息，并實(shí)時(shí)上傳于運(yùn)行中的變電站監(jiān)控系統(tǒng)，針對(duì)電氣設(shè)備內(nèi)部各元件最低工作溫度條件及時(shí)啟動(dòng)電加熱器，向運(yùn)行維護(hù)人員及時(shí)報(bào)警使其掌握設(shè)備溫度信息；當(dāng)設(shè)備工作溫度最低點(diǎn)低于設(shè)定值時(shí)，向監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出主動(dòng)報(bào)警，使監(jiān)控人員掌握設(shè)備工作溫度和輔助加熱設(shè)備工作狀態(tài)，及時(shí)通知運(yùn)維人員檢修輔助加熱設(shè)備。本實(shí)用新型是電力系統(tǒng)向智能化、無(wú)人值班發(fā)展的形勢(shì)下的必要技術(shù)手段，能夠協(xié)助運(yùn)維人員及時(shí)監(jiān)視溫度，及時(shí)維護(hù)異常設(shè)備，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0012]圖2是本實(shí)用新型的電器部分結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中:1 一溫度監(jiān)控調(diào)節(jié)儀，2—溫度探頭，3—電加熱器，4 一溫度檢測(cè)輸入模塊，5—微處理器，6—超寬溫液晶顯示器，7—輸入鍵盤，8—網(wǎng)絡(luò)接口，9一隔離輸入模塊，10—隔離輸出模塊、11—數(shù)字量輸入輸出模塊，12—電加熱器接口，13—工作電源開關(guān)，14一溫度探頭接口，15—?dú)んw。

【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1與圖2所示:一種電氣設(shè)備機(jī)構(gòu)內(nèi)部溫度監(jiān)控調(diào)節(jié)裝置；包括電加熱器3、溫度探頭2 ;還包括溫度監(jiān)控調(diào)節(jié)儀I，溫度監(jiān)控調(diào)節(jié)儀I包括溫度檢測(cè)輸入模塊4、隔離輸入模塊9、隔離輸出模塊10、數(shù)字量輸入輸出模塊11、微處理器5、超寬溫液晶顯不器6、輸入鍵盤7 ;溫度探頭2與溫度檢測(cè)輸入模塊4連接，隔離輸入模塊9、隔離輸出模塊10與數(shù)字量輸入輸出模塊11連接，溫度檢測(cè)輸入模塊4、數(shù)字量輸入輸出模塊11、超寬溫液晶顯示器6、輸入鍵盤7均與微處理器5連接，隔離輸出模塊10與電加熱器3連接；微處理器5通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口 8連接至變電站監(jiān)控系統(tǒng)。
[0015]溫度監(jiān)控調(diào)節(jié)儀I還包括殼體15，超寬溫液晶顯示器6、輸入鍵盤7、網(wǎng)絡(luò)接口 8設(shè)在殼體15，殼體15還設(shè)有電加熱器接口 12、溫度探頭接口 14與工作電源開關(guān)13 ;溫度監(jiān)控調(diào)節(jié)儀由外部提供220V交流工作電源。
[0016]電加熱器3采用風(fēng)機(jī)風(fēng)扇加熱器，是直接外購(gòu)成品，斯普威爾HGM050-1200W風(fēng)機(jī)風(fēng)扇加熱器，交流220V工作電源，空氣流動(dòng)45m2/h，具有PTC恒溫發(fā)熱、無(wú)明火、熱轉(zhuǎn)換率高、工作穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，自帶超溫度保護(hù)功能，運(yùn)行安全可靠，卡固導(dǎo)軌安裝方便；風(fēng)機(jī)風(fēng)扇加熱器設(shè)有的PTC風(fēng)扇加熱模塊，有強(qiáng)迫內(nèi)部空氣循環(huán)裝置增強(qiáng)輔助加熱設(shè)備效果，確保角落設(shè)備得到溫度補(bǔ)充。
[0017]溫度探頭2至少是兩個(gè)，溫度探頭接口 14為多個(gè)，本實(shí)施例圖1所示溫度探頭2是兩個(gè)，溫度探頭接口 14是四個(gè)；溫度探頭2采用熱電偶溫度探頭，按電氣設(shè)備監(jiān)測(cè)需要，分別安裝在電氣設(shè)備內(nèi)部多個(gè)不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)，多路檢測(cè)各重要部位溫度，可靠的有線連接，對(duì)內(nèi)部設(shè)備的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行精確測(cè)量采集。
[0018]溫度檢測(cè)輸入模塊4選用LM95701數(shù)字型溫度測(cè)量芯片，工作溫度范圍_40?+150°C，用于獲取多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的溫度信息傳輸?shù)轿⑻幚砥鳌?br> [0019]隔離輸入模塊9為8路，光電隔離；用于檢測(cè)外部設(shè)備狀態(tài)，以及手動(dòng)應(yīng)急操作時(shí)強(qiáng)制啟動(dòng)/停止加溫、均溫、通風(fēng)等控溫設(shè)備開關(guān)等。
[0020]隔離輸出模塊10為8路，光繼電器隔離；用于驅(qū)動(dòng)加熱、均溫、通風(fēng)等溫控設(shè)備運(yùn)行、輸出運(yùn)行狀態(tài)以及報(bào)警信號(hào)指示等。
[0021 ] 微處理器5為32位單片系統(tǒng)，完成溫度及狀態(tài)檢測(cè)輸入；根據(jù)控制要求進(jìn)行處理，控制控溫設(shè)備運(yùn)行，并確認(rèn)運(yùn)行狀態(tài)；測(cè)量數(shù)據(jù)及運(yùn)行狀態(tài)記錄、顯示，按要求通過(guò)RJ45網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送監(jiān)控中心。
[0022]超寬溫液晶顯示器6選用HGS256641，工作溫度_30?+60°C，可顯示256*64點(diǎn)陣，用于顯示各點(diǎn)的檢測(cè)溫度、溫度變化趨勢(shì)、設(shè)置溫度警戒值、設(shè)備運(yùn)行等當(dāng)前工作狀態(tài)。
[0023]輸入鍵盤7內(nèi)部程序人機(jī)對(duì)話設(shè)置鍵盤，用于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試、查看測(cè)量數(shù)據(jù)、設(shè)置運(yùn)行模式，設(shè)置報(bào)警和控制參數(shù)等。
[0024]網(wǎng)絡(luò)接口 8選用RJ45接口，10M/100M，RS232 ;用于接入變電站監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)和報(bào)警數(shù)據(jù)的上傳，通過(guò)符合IEC61850信息接入規(guī)范的以太網(wǎng)絡(luò)接口。
[0025]電加熱器接口 12，控制外部加熱和空氣循環(huán)設(shè)備的啟動(dòng)和停止，根據(jù)設(shè)定溫度對(duì)加熱設(shè)備的自動(dòng)啟動(dòng)和停止控制，實(shí)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部空氣的對(duì)流和加熱補(bǔ)償。
【權(quán)利要求】
1.一種電氣設(shè)備機(jī)構(gòu)內(nèi)部溫度監(jiān)控調(diào)節(jié)裝置，包括電加熱器、溫度探頭；其特征在于:還包括溫度監(jiān)控調(diào)節(jié)儀(I )，溫度監(jiān)控調(diào)節(jié)儀(I)包括溫度檢測(cè)輸入模塊(4)、隔離輸入模塊(9)、隔離輸出模塊(10)、數(shù)字量輸入輸出模塊(11)、微處理器(5)、超寬溫液晶顯示器(6)與輸入鍵盤(7);溫度探頭(2)與溫度檢測(cè)輸入模塊(4)連接，隔離輸入模塊(9)、隔離輸出模塊(10)與數(shù)字量輸入輸出模塊(11)連接，溫度檢測(cè)輸入模塊(4)、數(shù)字量輸入輸出模塊(11)、超寬溫液晶顯示器(6)、輸入鍵盤(7)均與微處理器(5)連接，隔離輸出模塊(10)與電加熱器(3)連接；微處理器(5)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口(8)連接至變電站監(jiān)控系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電氣設(shè)備機(jī)構(gòu)內(nèi)部溫度監(jiān)控調(diào)節(jié)裝置，其特征在于:溫度監(jiān)控調(diào)節(jié)儀(I)還包括殼體(15)，超寬溫液晶顯示器(6)、輸入鍵盤(7)、網(wǎng)絡(luò)接口(8)設(shè)在殼體(15)，殼體(15)還設(shè)有電加熱器接口( 12)、溫度探頭接口( 14)與工作電源開關(guān)(13)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種電氣設(shè)備機(jī)構(gòu)內(nèi)部溫度監(jiān)控調(diào)節(jié)裝置，其特征在于:溫度探頭(2)至少是兩個(gè)。
4.如權(quán)利要求3所述的一種電氣設(shè)備機(jī)構(gòu)內(nèi)部溫度監(jiān)控調(diào)節(jié)裝置，其特征在于:電加熱器(3)是風(fēng)機(jī)風(fēng)扇加熱器。
【文檔編號(hào)】G05D23/30GK204189052SQ201420598084
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月16日
【發(fā)明者】王長(zhǎng)海, 馬利民, 劉海潮, 齊世飛, 王軼慧, 周玉娟 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司, 國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司檢修公司