專利名稱：變電站端子箱濕度遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
變電站端子箱濕度遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí) 用新型涉及一種變電站相關(guān)設(shè)備，特別涉及一種用于變電站端子箱濕度計(jì)算 機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
端子箱是變電站的重要設(shè)備，起著動(dòng)力、控制、測(cè)量和保護(hù)作用。在南方地區(qū)，雨季 較長(zhǎng)，降雨較多，濕氣較大，再加上端子箱底部封堵也不嚴(yán)密，當(dāng)晝夜溫差較大時(shí)，箱內(nèi)濕度 就大，有端子排銹蝕和水珠現(xiàn)象形成。一旦端子箱受潮嚴(yán)重，將造成交、直流回路對(duì)地絕緣 電阻降低，或接地或短路，使保護(hù)發(fā)送誤報(bào)、誤動(dòng)或拒動(dòng)等情況，存在著嚴(yán)重的事故隱患。盡 管有些端子箱安裝有防潮加熱器，如果不對(duì)其運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，一旦加熱器無法工作，給 電力系統(tǒng)安全運(yùn)行帶來影響。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種實(shí)現(xiàn)變電站端子箱箱內(nèi)濕度在線 實(shí)時(shí)監(jiān)控的變電站端子箱濕度遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理系統(tǒng)，當(dāng)濕度較大時(shí)，發(fā)出報(bào)警信息，運(yùn)行人 員遠(yuǎn)程啟動(dòng)加熱器和排氣扇進(jìn)行驅(qū)潮，對(duì)驅(qū)潮裝置的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視，從而減少運(yùn)行巡 視人員的工作量，減少安全隱患，提高了變電站自動(dòng)化水平。本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的一種變電站端子箱濕度遠(yuǎn) 程監(jiān)控與管理系統(tǒng)，包括濕度監(jiān)控終端、數(shù)據(jù)集中器和監(jiān)控計(jì)算機(jī)，所述濕度監(jiān)控終端與數(shù) 據(jù)集中器之間無線連接，數(shù)據(jù)集中器和監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間有線或者無線通信連接，所述濕度 監(jiān)控終端安裝在端子箱內(nèi)，所述數(shù)據(jù)集中器位于控制室。該實(shí)用新型進(jìn)一步具體為還可以包括中繼模塊，所述中繼模塊位于濕度監(jiān)控終端和數(shù)據(jù)集中器之間，無線 連接濕度監(jiān)控終端和數(shù)據(jù)集中器。所述濕度監(jiān)控終端配置成路由器，所述數(shù)據(jù)集中器配置為協(xié)調(diào)器。所述中繼模塊配置為路由器。所述濕度監(jiān)控終端包括電源、數(shù)字式濕度傳感器、MCU、繼電器驅(qū)動(dòng)電路和ZigBee RF芯片，所述電源同時(shí)連接到數(shù)字式濕度傳感器、MCU、繼電器驅(qū)動(dòng)電路和ZigBee RF芯片， 數(shù)字式濕度傳感器、繼電器驅(qū)動(dòng)電路和ZigBeeRF芯片均連接到MCU，所述電源采用220V交 直流兩用供電。所述中繼模塊包括電源、MCU和ZigBee RF芯片，所述電源連接到MCU和ZigBee RF芯片，ZigBee RF芯片連接到MCU。所述數(shù)據(jù)集中器包括電源、MCU、ZigBee RF芯片和以太網(wǎng)接口，電源同時(shí)連接到 MCU、ZigBee RF芯片和以太網(wǎng)接口，ZigBee RF芯片和以太網(wǎng)接口分別連接到MCU，所述數(shù) 據(jù)集中器通過以太網(wǎng)接口與監(jiān)控計(jì)算機(jī)連接，所述電源采用220V交直流兩用供電。本實(shí)用新型變電站端子箱濕度遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的非接觸式數(shù)據(jù)傳輸，不需要布線，不需要改變現(xiàn)有的變電站端子箱體結(jié)構(gòu)，具有更強(qiáng)的環(huán)境 適用能力和更高的性價(jià)比。通過實(shí)時(shí)追蹤端子箱內(nèi)的濕度信息，當(dāng)可能產(chǎn)生凝露時(shí)，發(fā)出 報(bào)警信息，提醒工作人員啟動(dòng)加熱器和排氣扇進(jìn)行驅(qū)潮，能夠有效地預(yù)防受潮、凝露而引起 的二次回路的短路、接地，保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)等事故，減少災(zāi)害損失，減輕運(yùn)行巡視人員的工作 量，對(duì)供電可靠性的提高將起到重要的作用。
下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。圖1為本實(shí)用新型變電站端子箱濕度遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖。圖2為本實(shí)用新型中的濕度監(jiān)控終端的硬件結(jié)構(gòu)圖。圖3為本實(shí)用新型中的中繼模塊的硬件結(jié)構(gòu)圖。圖4為本實(shí)用新型中的數(shù)據(jù)集中器的硬件結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型變電站端子箱濕度遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理系統(tǒng)包括濕度監(jiān)控終 端1、數(shù)據(jù)集中器2和監(jiān)控計(jì)算機(jī)3。所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)3中安裝有濕度遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理軟件。 濕度監(jiān)控終端1與數(shù)據(jù)集中器2之間無線連接，數(shù)據(jù)集中器2和監(jiān)控計(jì)算機(jī)3之間有線或 者無線通信連接。濕度監(jiān)控終端1安裝在端子箱的導(dǎo)軌上，可實(shí)時(shí)采集監(jiān)測(cè)端子箱內(nèi)的濕度信息， 并把這些信息通過無線方式傳送到位于控制室中的數(shù)據(jù)集中器2。數(shù)據(jù)集中器2再將各個(gè) 端子箱的濕度信息匯總后，通過以太網(wǎng)，將這些信息傳送到監(jiān)控計(jì)算機(jī)3，監(jiān)控計(jì)算機(jī)3對(duì) 濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、處理和信息發(fā)布，通過圖形化的界面，工作人員在監(jiān)控計(jì)算機(jī)3上就可 以對(duì)端子箱的工作環(huán)境和驅(qū)潮裝置的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控。濕度監(jiān)控終端1和數(shù)據(jù)集中器2之間通過無線方式進(jìn)行通信，采用基于IEEE 802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)的ZigBee協(xié)議，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)采用Mesh架構(gòu)。ZigBee通信采用免費(fèi)的2. 4GHz信 道，將多個(gè)節(jié)點(diǎn)信息集中于個(gè)域網(wǎng)的中心協(xié)調(diào)器，通過協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)程管理所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。 ZigBee協(xié)議支持自組網(wǎng)，能夠方便靈活地加入或撤銷監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)。ZigBee協(xié)議規(guī)定，Mesh網(wǎng) 絡(luò)由協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、路由器節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)組成。協(xié)調(diào)器和路由器的任務(wù)是發(fā)送和路由數(shù)據(jù)， 不可休眠；終端不路由數(shù)據(jù)，不發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)可以休眠；協(xié)調(diào)器同時(shí)是網(wǎng)絡(luò)的發(fā)起和組織者， 并對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行維護(hù)。由于端子箱內(nèi)可提供可靠的供電電源，將濕度監(jiān)控終端1配置成路由器，這樣濕 度監(jiān)控終端1就可以互為中繼，為其他濕度監(jiān)控終端1路由數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)集中器2配置為協(xié)調(diào) 器，負(fù)責(zé)建立和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)。由于濕度監(jiān)控終端1傳輸數(shù)據(jù)的距離有限，當(dāng)其和數(shù)據(jù)集中器2 因通信距離太遠(yuǎn)或存在遮擋物而無法建立通信聯(lián)系時(shí)，可在適當(dāng)?shù)奈恢冒惭b中繼模塊4，中 繼模塊4位于濕度監(jiān)控終端1和數(shù)據(jù)集中器2之間，無線連接濕度監(jiān)控終端1和數(shù)據(jù)集中 器2，輔助二者建立通信聯(lián)系。中繼模塊4同樣配置為路由器。數(shù)據(jù)集中器2與監(jiān)控計(jì)算機(jī)3之間的通信使用的是變電站內(nèi)原有的信息通道，采 用標(biāo)準(zhǔn)的電力系統(tǒng)通信協(xié)議，不需要另外鋪設(shè)通信線路，監(jiān)控計(jì)算機(jī)3可以非常方便地獲 取現(xiàn)地信息。請(qǐng)參閱圖2，為本實(shí)用新型中的濕度監(jiān)控終端的硬件結(jié)構(gòu)圖，所述濕度監(jiān)控終端1 包括電源12、數(shù)字式濕度傳感器14、MCU(微控制器)16、繼電器驅(qū)動(dòng)電路17和ZigBee RF芯片18。所述電源12同時(shí)連接到數(shù)字式濕度傳感器14、MCU 16、繼電器驅(qū)動(dòng)電路17和ZigBee RF芯片18，給各部件供電。數(shù)字式濕度傳感器14、繼電器驅(qū)動(dòng)電路17和ZigBee RF 芯片18均連接到MCU 16，由MCU 16控制。電源12采用220V交直流兩用的電源供電，避免在發(fā)生交流斷電情況下，系統(tǒng)無法 工作。濕度的測(cè)量采用數(shù)字式濕度傳感器14，不需要進(jìn)行溫漂處理，能快速地獲得環(huán)境的濕 度信息，并將信息保存在自身的RAM(數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器)中。MCU 16是控制核心，通過串行總線 獲取數(shù)字式濕度傳感器14的濕度信息，將數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單處理后，將其打包，通過ZigBee RF 芯片18發(fā)送給數(shù)據(jù)集中器2。MCU 16能根據(jù)遠(yuǎn)程命令通過繼電器驅(qū)動(dòng)電路17控制加熱器 和排氣扇運(yùn)作，并監(jiān)控二者的運(yùn)行狀況，一旦出現(xiàn)異常，立即將異常信息上傳給遠(yuǎn)方的監(jiān)控 計(jì)算機(jī)3，通知運(yùn)行人員及時(shí)處理。當(dāng)濕度降低到一定范圍，MCU16發(fā)出命令，停止加熱器和 排氣扇運(yùn)行。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)濕度監(jiān)控終端1的監(jiān)控，每個(gè)濕度監(jiān)控終端1都對(duì)應(yīng)一個(gè)唯一的地 址，監(jiān)控計(jì)算機(jī)3的遠(yuǎn)程監(jiān)控命令直接下達(dá)到濕度監(jiān)控終端1。在通信程序設(shè)計(jì)上，根據(jù) A0DV(按需距離矢量)協(xié)議計(jì)算路由信息，不僅能夠快速獲取最優(yōu)的路由信息，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的 非協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，能夠重新計(jì)算路由，將數(shù)據(jù)包快速送達(dá)指定地址。請(qǐng)參閱圖3，是本實(shí)用新型中的中繼模塊的硬件結(jié)構(gòu)圖，中繼模塊4不需要進(jìn)行濕 度測(cè)量和繼電器輸出，只起到中繼的作用，因此在硬件上，比上述濕度監(jiān)控終端1少了數(shù)字 式濕度傳感器以及繼電器驅(qū)動(dòng)電路，軟件上只需要按照Z(yǔ)igBee規(guī)約實(shí)現(xiàn)路由算法。中繼模 塊4包括電源42、MCU(微控制器)44和ZigBee RF芯片46。所述電源42連接到MCU 44和 ZigBee RF芯片46，給其供電，ZigBee RF芯片46連接到MCU 44，由其控制。請(qǐng)參閱圖4，是本實(shí)用新型中的數(shù)據(jù)集中器的硬件結(jié)構(gòu)圖，數(shù)據(jù)集中器硬件部分包 括電源22、MCU 24,ZigBee RF芯片26和以太網(wǎng)接口 28。電源22同時(shí)連接到MCU24、ZigBee RF芯片26和以太網(wǎng)接口 28，為各部件供電，ZigBee RF芯片26和以太網(wǎng)接口 28分別連接 到MCU 24，由其控制。電源22采用220V交直流兩用供電，在MCU 24的控制下，通過ZigBeeRF芯片26 與濕度監(jiān)控終端1進(jìn)行無線數(shù)據(jù)交換，在軟件上，必須將ZigBee RF芯片26配置為協(xié)調(diào)器 模式。以太網(wǎng)接口 28提供硬件接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中器2和監(jiān)控計(jì)算機(jī)3之間的數(shù)據(jù)交換。變電站的監(jiān)控計(jì)算機(jī)3上安裝有濕度遠(yuǎn)程監(jiān)控及管理系統(tǒng)軟件，從功能上講，它 通過以太網(wǎng)，獲取各個(gè)端子箱的濕度信息，對(duì)信息進(jìn)行解析后，在圖形界面上顯示，按時(shí)間 段將濕度信息做成報(bào)表，提供查詢和打印功能。當(dāng)濕度升高，超過警戒線，系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信 息。這時(shí)候，工作人員可以遠(yuǎn)程啟動(dòng)驅(qū)潮加熱器和排氣扇，報(bào)警預(yù)置值可以通過軟件進(jìn)行設(shè) 置。在加熱器和排氣扇啟動(dòng)命令發(fā)出后，系統(tǒng)會(huì)監(jiān)視其運(yùn)行狀況，如果發(fā)現(xiàn)無法啟動(dòng)，系統(tǒng) 將發(fā)出報(bào)警信息，提醒工作人員及時(shí)處理。使用本實(shí)用新型變電站端子箱濕度遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理系統(tǒng)的工作過程的一個(gè)示例 如下所述。濕度監(jiān)控終端1通過數(shù)字式濕度傳感器14每20s采集一次端子箱內(nèi)的濕度信息， 通過串行總線送到MCU 16,MCU 16將數(shù)據(jù)按照一定的格式打包后，通過ZigBee RF芯片18 按照Z(yǔ)igBee規(guī)約將數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)集中器2，數(shù)據(jù)集中器通過ZigBee RF芯片26收到濕度監(jiān)控終端1的數(shù)據(jù)后，將其保存在自身的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，如果監(jiān)控計(jì)算機(jī)3向其召測(cè)數(shù)據(jù)， 數(shù)據(jù)集中器2就將所召測(cè)的數(shù)據(jù)按照標(biāo)準(zhǔn)的電力系統(tǒng)規(guī)約打包，通過以太網(wǎng)接口 28傳送到 監(jiān)控計(jì)算機(jī)3，監(jiān)控計(jì)算 機(jī)3收到數(shù)據(jù)后，對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)解析、標(biāo)度轉(zhuǎn)換后存儲(chǔ)在自身的數(shù) 據(jù)庫(kù)中，并將實(shí)時(shí)濕度值顯示在人機(jī)界面上。如果濕度值超過報(bào)警預(yù)置值，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警 信息，這時(shí)候工作人員遠(yuǎn)程發(fā)出啟動(dòng)驅(qū)潮加熱器和排氣扇命令，二者啟動(dòng)工作，系統(tǒng)對(duì)其運(yùn) 行情況進(jìn)行監(jiān)視。如果濕度降到驅(qū)潮停止預(yù)置值，系統(tǒng)發(fā)出命令，驅(qū)潮裝置停止工作。
權(quán)利要求一種變電站端子箱濕度遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理系統(tǒng)，其特征在于包括濕度監(jiān)控終端、數(shù)據(jù)集中器和監(jiān)控計(jì)算機(jī)，所述濕度監(jiān)控終端與數(shù)據(jù)集中器之間無線連接，數(shù)據(jù)集中器和監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間有線或者無線通信連接，所述濕度監(jiān)控終端安裝在端子箱內(nèi)，所述數(shù)據(jù)集中器位于控制室。
2.如權(quán)利要求1所述的變電站端子箱濕度遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理系統(tǒng)，其特征在于還包括 中繼模塊，所述中繼模塊位于濕度監(jiān)控終端和數(shù)據(jù)集中器之間，無線連接濕度監(jiān)控終端和 數(shù)據(jù)集中器。
3.如權(quán)利要求1或2所述的變電站端子箱濕度遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理系統(tǒng)，其特征在于所 述濕度監(jiān)控終端配置成路由器，所述數(shù)據(jù)集中器配置為協(xié)調(diào)器。
4.如權(quán)利要求2所述的變電站端子箱濕度遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理系統(tǒng)，其特征在于所述中 繼模塊配置為路由器。
5.如權(quán)利要求1或2所述的變電站端子箱濕度遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理系統(tǒng)，其特征在于所 述濕度監(jiān)控終端包括電源、數(shù)字式濕度傳感器、MCU、繼電器驅(qū)動(dòng)電路和ZigBeeRF芯片，所 述電源同時(shí)連接到數(shù)字式濕度傳感器、MCU、繼電器驅(qū)動(dòng)電路和ZigBee RF芯片，數(shù)字式濕度 傳感器、繼電器驅(qū)動(dòng)電路和ZigBee RF芯片均連接到MCU。
6.如權(quán)利要求5所述的變電站端子箱濕度遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理系統(tǒng)，其特征在于所述電 源采用220V交直流兩用供電。
7.如權(quán)利要求2所述的變電站端子箱濕度遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理系統(tǒng)，其特征在于所述中 繼模塊包括電源、MCU和ZigBee RF芯片，所述電源連接到MCU和ZigBee RF芯片，ZigBee RF芯片連接到MCU。
8.如權(quán)利要求1或2所述的變電站端子箱濕度遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理系統(tǒng)，其特征在于所 述數(shù)據(jù)集中器包括電源、MCU、ZigBee RF芯片和以太網(wǎng)接口，電源同時(shí)連接到MCU、ZigBee RF芯片和以太網(wǎng)接口，ZigBee RF芯片和以太網(wǎng)接口分別連接到MCU，所述數(shù)據(jù)集中器通過 以太網(wǎng)接口與監(jiān)控計(jì)算機(jī)連接。
9.如權(quán)利要求8所述的變電站端子箱濕度遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理系統(tǒng)，其特征在于所述電 源采用220V交直流兩用供電。
專利摘要一種變電站端子箱濕度遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理系統(tǒng)，包括濕度監(jiān)控終端、數(shù)據(jù)集中器和監(jiān)控計(jì)算機(jī)，所述濕度監(jiān)控終端與數(shù)據(jù)集中器之間無線連接，數(shù)據(jù)集中器和監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間有線或者無線通信連接，所述濕度監(jiān)控終端安裝在端子箱內(nèi)，所述數(shù)據(jù)集中器位于控制室。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的非接觸式數(shù)據(jù)傳輸，不需要布線，不需要改變現(xiàn)有的變電站端子箱體結(jié)構(gòu)，通過實(shí)時(shí)追蹤端子箱內(nèi)的濕度信息，當(dāng)可能產(chǎn)生凝露時(shí)，發(fā)出報(bào)警信息，提醒工作人員啟動(dòng)加熱器和排氣扇進(jìn)行驅(qū)潮，能夠有效地減少災(zāi)害損失，減輕運(yùn)行巡視人員的工作量，對(duì)供電可靠性的提高將起到重要的作用。
文檔編號(hào)H02J13/00GK201570902SQ200920183108
公開日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者楊耿杰, 賴安定, 郭謀發(fā), 高偉 申請(qǐng)人:泉州科力電氣有限公司