智能開關柜在線測控裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能開關柜在線測控裝置，該裝置包括操控終端、配電測量模塊、無線測溫變送模塊、電源適配器以及無線溫度傳感器，所述操控終端根據(jù)時間軸生成溫度信息的波形以及電流信息的波形并將溫度信息的波形與電流信息的波形的升降趨勢相比對，在兩波形的升降趨勢不一致時生成異常告警信息，所述顯示模塊用于顯示所述高溫報警信號和異常告警信息。該測控裝置不僅可以對開關柜內(nèi)的溫度和濕度進行監(jiān)測，還能大致分析出柜內(nèi)高溫是由負載過大還是由元器件故障造成的。該測控裝置可以方便運行人員獲知高溫險情，還能使運行人員及時獲知安全隱患，以便于及時消除安全隱患。
【專利說明】
智能開關柜在線測控裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及電氣設備技術領域，更具體地說，它涉及一種智能開關柜在線測控裝置。
【背景技術】
[0002]開關柜是電力傳輸系統(tǒng)中常用的輸電設備，主要由負荷開關、熔斷器和電動操作機構(gòu)等電器零器件構(gòu)成，所述電動操作機構(gòu)用于操作負荷開關的接通和斷開，利用電動操作機構(gòu)人們就可以在高壓開關柜的監(jiān)控室里對高壓開關柜實行遠程操作。開關柜的設備在運行時，因柜內(nèi)發(fā)熱元器件比較多，溫升過高會引起電氣的機械性能和電氣性能下降，最后導致高壓電氣的工作故障，甚至造成嚴重事故。為了保證高壓電氣在工作年限內(nèi)安全運行，必須將柜內(nèi)溫升控制在標注規(guī)定的允許溫度之內(nèi)。
[0003]申請?zhí)枮镃N201521021900.0的中國專利公開了一種帶報警功能的開關柜，該開關柜內(nèi)裝有溫度傳感器和報警器，當柜內(nèi)溫度過高時，報警器會發(fā)出報警信號，提醒運行人員及時采取措施，防止出現(xiàn)安全事故。
[0004]但是，這種開關柜雖然能在柜內(nèi)溫度過高時報警，但是并不能大致檢測出可能已經(jīng)出現(xiàn)故障的元器件。在一般情況下運行人員會將高溫與負載過大聯(lián)系起來，而開關柜元器件繁多且開關柜不能隨意操作，運行人員通常不會排查元器件，這就導致安全隱患不能及時被消除，開關柜再次出現(xiàn)高溫甚至出現(xiàn)險情是早晚的事。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種智能開關柜在線測控裝置，該測控裝置具有自檢功能，在開關柜內(nèi)溫度過高時能大致判斷出高溫是由負載過大還是元器件故障引起的，方便及時消除隱患。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術方案:
一種智能開關柜在線測控裝置，包括操控終端、與操控終端通信連接的配電測量模塊和變送器模塊、用于向操控終端和配電測量模塊供電的電源適配器以及設于開關柜內(nèi)的無線溫度傳感器，所述無線溫度傳感器測量開關柜內(nèi)采樣點的溫度并通過變送器模塊將測量到的溫度信息發(fā)送給操控終端，所述配電測量模塊采集所述采樣點的電流并將采集到電流信息通過變送器模塊發(fā)送給操控終端，所述操控終端包括通訊模塊、主控模塊、存儲模塊、處理模塊、顯示模塊和繼電器輸出模塊，所述主控模塊在柜內(nèi)溫度超過設定值時生成高溫報警信號，所述處理模塊根據(jù)時間軸生成所述溫度信息的波形以及所述電流信息的波形并將溫度信息的波形與電流信息的波形的升降趨勢相比對，在兩波形的升降趨勢不一致時生成異常告警信息，所述顯示模塊用于顯示所述高溫報警信號和異常告警信息。
[0007]通過上述方案，在柜內(nèi)溫度過高時，裝置會發(fā)出高溫報警信息，且裝置會比對采樣點的溫度信號波形與采樣點的電壓或電流波形，若溫度信號的波形的變化趨勢與電壓或電流信號的波形的變化趨勢不一致，可以大致認為高溫不是由負載的過大直接造成的，如此可以大致判斷出采樣點的元器件是否故障。該測控裝置可以方便運行人員及時獲知安全隱患，消除安全隱患。
[0008]作為優(yōu)選方案:所述無線溫度傳感器與變送器模塊以ZigBee信號通信。
[0009]ZigBee無線傳輸技術具有功耗低、可靠性高、抗干擾性強且容易布網(wǎng)，用在此處可以是測控裝置可靠采集數(shù)據(jù)。
[0010]作為優(yōu)選方案:所述電源適配器為導軌式電源適配器。
[0011]作為優(yōu)選方案:所述顯示模塊為觸摸式顯示屏。
[0012]作為優(yōu)選方案:所述測控裝置還包括用于檢測開關柜內(nèi)控制濕度的濕度檢測模塊。
[0013]通過上述方案，可以監(jiān)控開關柜內(nèi)的空氣濕度，避免濕度過大影響到柜內(nèi)元器件的正常運行。
[0014]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點是:該測控裝置不僅可以對開關柜內(nèi)的溫度和濕度進行監(jiān)測，還能大致分析出柜內(nèi)高溫是由負載過大還是由元器件故障造成的。該測控裝置可以方便運行人員獲知高溫險情，還能使運行人員及時獲知安全隱患，以便于及時消除安全隱患。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的原理框圖。
【具體實施方式】
[0016]參照圖1，一種智能開關柜在線測控裝置，包括操控終端、變送器模塊、以及配電測量模塊。其中操控終端包括主控模塊、通訊模塊、開關量采集模塊、顯示模塊、繼電器輸出模塊以及處理模塊。操控終端以導軌式電源適配器供電，操控終端的工作電壓為24V。變送器模塊外接220V的交流電源。操控終端的通訊模塊為RS485通訊接口，變送器模塊也配備RS485通訊接口，變送器模塊與操控終端通過通訊總線連接且兩者以Modbus-Rtu協(xié)議通信。開關柜內(nèi)裝有若干無線溫度傳感器，無線溫度傳感器對開關柜內(nèi)的采樣點的溫度進行測量，采樣點為柜內(nèi)元器件的線路接點。無線溫度傳感器集成ZigBee發(fā)送模塊，變送器模塊集成ZigBee接收模塊，無線溫度傳感器將測量到的采樣點的溫度通過ZigBee無線信號發(fā)送給變送器模塊，變送器模塊將接收到的溫度信息加以轉(zhuǎn)換使之成為可被操控終端識別的信息并將轉(zhuǎn)化后的溫度信息發(fā)送給操控終端。操控終端將接收到的溫度信息存入存儲模塊中。主控模塊將接收到的溫度信息中的溫度值與設定值相比較，若前者大于后者，主控模塊生成高溫報警信號，操控終端向運行值班室的上位機發(fā)送高溫報警信號，且顯示模塊顯示該高溫報警信號，值班室中的運行人員就能及時獲知開關柜溫度過高。操控終端的開關量采樣模塊用于采集線路刀閘、斷路器等的狀態(tài)信息。操控終端的繼電器輸出模塊用于控制柜內(nèi)的風機、加熱器、除濕器等動作。在開關柜內(nèi)安裝電壓互感器和電流互感器，其中電壓互感器用于采集加在元器件的采樣點兩端的電壓;而電流互感器用于采集流經(jīng)元器件的采樣點的電流。電壓互感器和電流互感器的輸出端與配電測量模塊的輸入端連接。配電測量模塊集成RS485通訊接口，配電測量模塊與操控終端通過通訊總線連接并以Modbus-Rtu協(xié)議通信。導軌式電源為配電測量模塊提供5V的工作電壓。電壓互感器和電流互感器的輸出端與操控終端的信號輸入端連接，電壓互感器和電流互感器將采集到的電壓信息和電流信息發(fā)送至操控終端。操控終端將接收到的電壓和電流信息存入存儲模塊中。另外，在開關柜內(nèi)還裝有若干濕度傳感器，濕度傳感器與變送器模塊連接，濕度傳感器將檢測到的柜內(nèi)的濕度信息發(fā)送給變送器模塊，變送器模塊將濕度信息轉(zhuǎn)換并發(fā)送給操控終端，主控模塊將接收到的濕度信息中的濕度值與設定值相比較，在前者大于后者時，主控模塊生成高濕度報警信號，操控終端向上位機發(fā)送高濕度報警信號。
[0017]操控終端的處理模塊內(nèi)置繪制波形的程序，處理模塊將操控終端接收到的溫度信息以及電壓和電流信息以時間軸繪制成溫度信號的波形圖以及電壓和電流信號的波形圖。操控終端的顯示模塊為觸摸式顯示屏，操控終端搭載交互界面，供運行人員與操控終端進行人機交互。觸摸式顯示屏對溫度信號的波形以及電壓和電流信號的波形予以顯示。通過電壓波形，運行人員可以得知元器件的工作電壓是否穩(wěn)定。處理模塊內(nèi)置比對算法，用于計算電壓信號的跳變范圍和比對溫度信號的波形與電流信號的波形的升降趨勢。該算法任意取一個時間點的電壓值與標準電壓值相比較，求出兩值之差的絕對值，將絕對值與參考值比較大小，若前者小于后者，說明電壓信號的跳變出于正常范圍內(nèi)，元器件的工作電壓相對穩(wěn)定;反之則不穩(wěn)定。該算法調(diào)取任意兩個時間點tl和t2的溫度值Tl和T2以及電流值Il和12，將Il與12相減得出差值Cl，將Tl與T2相減得出差值C2，之后將C2、C3與零比較判斷兩者的正負。若Cl和C2均為正數(shù)或均為負數(shù)，說明溫度信號的波形與電流信號的波形的升降趨勢一致，否則就是升降趨勢不一致。對于正產(chǎn)工作的元器件，元器件的發(fā)熱量與流過其的電流大小直接相關，流過元器件的電流升高，元器件的發(fā)熱量就會增大，反之就會減小。若流經(jīng)元器件的電流變小但元器件溫度不降反升或是流經(jīng)元器件的電流變大但元器件的溫度不升反降，說明元器件可能出現(xiàn)故障了。在這種情況下，處理模塊生成異常告警信息，操控終端向上位機發(fā)送異常告警信息，同時觸摸式顯示屏顯示該異常告警信息。
[0018]運行人員得知高溫報警信號后，趕赴現(xiàn)場對異常的開關柜進行巡檢，運行人員可以從觸摸式顯示屏上查看溫度信號波形、電壓信號波形以及電流信號波形，在工作電壓穩(wěn)定的前提下，若電流信號波形與溫度信號波形的升降趨勢一致，基本可以排除元器件故障的情況，此時可以認為開關柜溫度過高是由負載過大導致的，運行人員可以提高限制負載的方式來給開關柜降溫;若電流信號波形與溫度信號波形的升降趨勢不一致，可以判斷為元器件故障，應該對柜內(nèi)元器件進行排查檢修，消除安全隱患。
[0019]本發(fā)明除了對開關柜的運行狀態(tài)監(jiān)控外，還能大致的分析出柜內(nèi)是否有元器件故障，方便運營和維護。
[0020]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種智能開關柜在線測控裝置，其特征是:包括操控終端、與操控終端通信連接的配電測量模塊和變送器模塊、用于向操控終端和配電測量模塊供電的電源適配器以及設于開關柜內(nèi)的無線溫度傳感器，所述無線溫度傳感器測量開關柜內(nèi)采樣點的溫度并通過變送器模塊將測量到的溫度信息發(fā)送給操控終端，所述配電測量模塊采集所述采樣點的電流并將采集到電流信息通過變送器模塊發(fā)送給操控終端，所述操控終端包括通訊模塊、主控模塊、存儲模塊、處理模塊、顯示模塊和繼電器輸出模塊，所述主控模塊在柜內(nèi)溫度超過設定值時生成高溫報警信號，所述處理模塊根據(jù)時間軸生成所述溫度信息的波形以及所述電流信息的波形并將溫度信息的波形與電流信息的波形的升降趨勢相比對，在兩波形的升降趨勢不一致時生成異常告警信息，所述顯示模塊用于顯示所述高溫報警信號和異常告警信息。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能開關柜在線測控裝置，其特征是:所述無線溫度傳感器與變送器模塊以ZigBee信號通信。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能開關柜在線測控裝置，其特征是:所述電源適配器為導軌式電源適配器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能開關柜在線測控裝置，其特征是:所述顯示模塊為觸摸式顯示屏。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能開關柜在線測控裝置，其特征是:所述測控裝置還包括用于檢測開關柜內(nèi)控制濕度的濕度檢測模塊。
【文檔編號】G01D21/02GK106054763SQ201610338249
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月19日
【發(fā)明人】王立
【申請人】杭州施厚能源科技有限公司