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變電站設(shè)備觸點(diǎn)狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)星型網(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)星型網(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)量精度低的問題。變電站設(shè)備觸點(diǎn)狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)星型網(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)無線溫度采集器；m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)法向小螺旋天線與螺旋臂偶極子天線共同構(gòu)成星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。本發(fā)明適用于變電站。
【專利說明】變電站設(shè)備觸點(diǎn)狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)星型網(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)星型網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。

【背景技術(shù)】
[0002]變電站設(shè)備在長期運(yùn)行過程中，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大而出現(xiàn)長時(shí)間發(fā)熱和溫升過高，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題。其三，光纖測(cè)溫平臺(tái)采用光纖溫度傳感器來測(cè)量變電站設(shè)備觸點(diǎn)的溫度信號(hào)，且依托光纖來傳輸溫度信號(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、布線難度大的問題。其四，紅外測(cè)溫平臺(tái)采用紅外測(cè)溫探頭來測(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)確性差的問題。其五，有源無線測(cè)溫平臺(tái)采用有源(即帶有電池)的無線溫度傳感器來測(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)量安全性差的問題。同時(shí)，由于無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)量精度低的問題?；诖?，有必要發(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)量精度低的問題，提供了一種變電站設(shè)備觸點(diǎn)狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)星型網(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)星型網(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)無線溫度采集器;mfSAW溫度傳感器與m個(gè)法向小螺旋天線一一對(duì)應(yīng)連接邱個(gè)法向小螺旋天線均與螺旋臂偶極子天線無線連接個(gè)法向小螺旋天線與螺旋臂偶極子天線共同構(gòu)成星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；螺旋臂偶極子天線與無線溫度采集器連接；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)、電力線網(wǎng)絡(luò)；兩個(gè)無線溫度采集器、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)均與電力線網(wǎng)絡(luò)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)溫主控終端均與電力線網(wǎng)絡(luò)連接仰為正整數(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)采集層中的無線溫度采集器通過螺旋臂偶極子天線向m個(gè)法向小螺旋天線實(shí)時(shí)發(fā)射查詢脈沖。m個(gè)SAW溫度傳感器通過m個(gè)法向小螺旋天線實(shí)時(shí)接收查詢脈沖，并通過m個(gè)法向小螺旋天線向螺旋臂偶極子天線實(shí)時(shí)發(fā)射攜帶溫度信號(hào)的反饋脈沖。無線溫度采集器通過螺旋臂偶極子天線實(shí)時(shí)接收攜帶溫度信號(hào)的反饋脈沖，并將接收到的反饋脈沖實(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)采集層中的無線溫度采集器通過螺旋臂偶極子天線向m個(gè)法向小螺旋天線實(shí)時(shí)發(fā)射查詢脈沖。m個(gè)SAW溫度傳感器通過m個(gè)法向小螺旋天線實(shí)時(shí)接收查詢脈沖，并通過m個(gè)法向小螺旋天線向螺旋臂偶極子天線實(shí)時(shí)發(fā)射攜帶溫度信號(hào)的反饋脈沖。無線溫度采集器通過螺旋臂偶極子天線實(shí)時(shí)接收攜帶溫度信號(hào)的反饋脈沖，并將接收到的反饋脈沖實(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RS-485總線并獲取溫度信號(hào)，然后通過電力線網(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)星型網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)通過采用全新結(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)星型網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)采用法向小螺旋天線與螺旋臂偶極子天線共同構(gòu)成了星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其通過利用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制簡(jiǎn)單、故障診斷和隔離容易、方便服務(wù)、擴(kuò)展性好的優(yōu)點(diǎn)，具備了合理的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，同時(shí)其綜合了電力線網(wǎng)絡(luò)不需要重新架設(shè)、只要有電線就能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞的優(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)星型網(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)星型網(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)星型網(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)星型網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)采用SAW溫度傳感器替代了有源的無線溫度傳感器來測(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)星型網(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)量精度低的問題，適用于變電站。

【專利附圖】

【附圖說明】
[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)星型網(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)無線溫度采集器；mfSAW溫度傳感器與m個(gè)法向小螺旋天線一一對(duì)應(yīng)連接邱個(gè)法向小螺旋天線均與螺旋臂偶極子天線無線連接；m個(gè)法向小螺旋天線與螺旋臂偶極子天線共同構(gòu)成星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；螺旋臂偶極子天線與無線溫度采集器連接;
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)、電力線網(wǎng)絡(luò)；兩個(gè)無線溫度采集器、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)均與電力線網(wǎng)絡(luò)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)溫主控終端均與電力線網(wǎng)絡(luò)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；所述無線溫度采集器為WSTM-WSR-ZZ02型無線溫度采集器；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)星型網(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)無線溫度采集器;m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)連接邱個(gè)法向小螺旋天線均與螺旋臂偶極子天線無線連接；m個(gè)法向小螺旋天線與螺旋臂偶極子天線共同構(gòu)成星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；螺旋臂偶極子天線與無線溫度采集器連接; 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)、電力線網(wǎng)絡(luò)；兩個(gè)無線溫度采集器、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)均與電力線網(wǎng)絡(luò)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)溫主控終端均與電力線網(wǎng)絡(luò)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)星型網(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；所述無線溫度采集器為WSTM-WSR-ZZ02型無線溫度采集器；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)】G01K11/22GK104165703SQ201410458488
【公開日】2014年11月26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, 郭殿奎, 仝海梅, 王海峰, 范志宇, 高榮貴 申請(qǐng)人:國網(wǎng)山西省電力公司太原供電公司, 國家電網(wǎng)公司