智能开关柜在线测控装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种智能开关柜在线测控装置，该装置包括操控终端、配电测量模块、无线测温变送模块、电源适配器以及无线温度传感器，所述操控终端根据时间轴生成温度信息的波形以及电流信息的波形并将温度信息的波形与电流信息的波形的升降趋势相比对，在两波形的升降趋势不一致时生成异常告警信息，所述显示模块用于显示所述高温报警信号和异常告警信息。该测控装置不仅可以对开关柜内的温度和湿度进行监测，还能大致分析出柜内高温是由负载过大还是由元器件故障造成的。该测控装置可以方便运行人员获知高温险情，还能使运行人员及时获知安全隐患，以便于及时消除安全隐患。
【专利说明】
智能开关柜在线测控装置
技术领域
[0001]本发明涉及电气设备技术领域，更具体地说，它涉及一种智能开关柜在线测控装置。
【背景技术】
[0002]开关柜是电力传输系统中常用的输电设备，主要由负荷开关、熔断器和电动操作机构等电器零器件构成，所述电动操作机构用于操作负荷开关的接通和断开，利用电动操作机构人们就可以在高压开关柜的监控室里对高压开关柜实行远程操作。开关柜的设备在运行时，因柜内发热元器件比较多，温升过高会引起电气的机械性能和电气性能下降，最后导致高压电气的工作故障，甚至造成严重事故。为了保证高压电气在工作年限内安全运行，必须将柜内温升控制在标注规定的允许温度之内。
[0003]申请号为CN201521021900.0的中国专利公开了一种带报警功能的开关柜，该开关柜内装有温度传感器和报警器，当柜内温度过高时，报警器会发出报警信号，提醒运行人员及时采取措施，防止出现安全事故。
[0004]但是，这种开关柜虽然能在柜内温度过高时报警，但是并不能大致检测出可能已经出现故障的元器件。在一般情况下运行人员会将高温与负载过大联系起来，而开关柜元器件繁多且开关柜不能随意操作，运行人员通常不会排查元器件，这就导致安全隐患不能及时被消除，开关柜再次出现高温甚至出现险情是早晚的事。
【发明内容】
[0005]针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种智能开关柜在线测控装置，该测控装置具有自检功能，在开关柜内温度过高时能大致判断出高温是由负载过大还是元器件故障引起的，方便及时消除隐患。
[0006]为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案:
一种智能开关柜在线测控装置，包括操控终端、与操控终端通信连接的配电测量模块和变送器模块、用于向操控终端和配电测量模块供电的电源适配器以及设于开关柜内的无线温度传感器，所述无线温度传感器测量开关柜内采样点的温度并通过变送器模块将测量到的温度信息发送给操控终端，所述配电测量模块采集所述采样点的电流并将采集到电流信息通过变送器模块发送给操控终端，所述操控终端包括通讯模块、主控模块、存储模块、处理模块、显示模块和继电器输出模块，所述主控模块在柜内温度超过设定值时生成高温报警信号，所述处理模块根据时间轴生成所述温度信息的波形以及所述电流信息的波形并将温度信息的波形与电流信息的波形的升降趋势相比对，在两波形的升降趋势不一致时生成异常告警信息，所述显示模块用于显示所述高温报警信号和异常告警信息。
[0007]通过上述方案，在柜内温度过高时，装置会发出高温报警信息，且装置会比对采样点的温度信号波形与采样点的电压或电流波形，若温度信号的波形的变化趋势与电压或电流信号的波形的变化趋势不一致，可以大致认为高温不是由负载的过大直接造成的，如此可以大致判断出采样点的元器件是否故障。该测控装置可以方便运行人员及时获知安全隐患，消除安全隐患。
[0008]作为优选方案:所述无线温度传感器与变送器模块以ZigBee信号通信。
[0009]ZigBee无线传输技术具有功耗低、可靠性高、抗干扰性强且容易布网，用在此处可以是测控装置可靠采集数据。
[0010]作为优选方案:所述电源适配器为导轨式电源适配器。
[0011]作为优选方案:所述显示模块为触摸式显示屏。
[0012]作为优选方案:所述测控装置还包括用于检测开关柜内控制湿度的湿度检测模块。
[0013]通过上述方案，可以监控开关柜内的空气湿度，避免湿度过大影响到柜内元器件的正常运行。
[0014]与现有技术相比，本发明的优点是:该测控装置不仅可以对开关柜内的温度和湿度进行监测，还能大致分析出柜内高温是由负载过大还是由元器件故障造成的。该测控装置可以方便运行人员获知高温险情，还能使运行人员及时获知安全隐患，以便于及时消除安全隐患。
【附图说明】
[0015]图1为本发明的原理框图。
【具体实施方式】
[0016]参照图1，一种智能开关柜在线测控装置，包括操控终端、变送器模块、以及配电测量模块。其中操控终端包括主控模块、通讯模块、开关量采集模块、显示模块、继电器输出模块以及处理模块。操控终端以导轨式电源适配器供电，操控终端的工作电压为24V。变送器模块外接220V的交流电源。操控终端的通讯模块为RS485通讯接口，变送器模块也配备RS485通讯接口，变送器模块与操控终端通过通讯总线连接且两者以Modbus-Rtu协议通信。开关柜内装有若干无线温度传感器，无线温度传感器对开关柜内的采样点的温度进行测量，采样点为柜内元器件的线路接点。无线温度传感器集成ZigBee发送模块，变送器模块集成ZigBee接收模块，无线温度传感器将测量到的采样点的温度通过ZigBee无线信号发送给变送器模块，变送器模块将接收到的温度信息加以转换使之成为可被操控终端识别的信息并将转化后的温度信息发送给操控终端。操控终端将接收到的温度信息存入存储模块中。主控模块将接收到的温度信息中的温度值与设定值相比较，若前者大于后者，主控模块生成高温报警信号，操控终端向运行值班室的上位机发送高温报警信号，且显示模块显示该高温报警信号，值班室中的运行人员就能及时获知开关柜温度过高。操控终端的开关量采样模块用于采集线路刀闸、断路器等的状态信息。操控终端的继电器输出模块用于控制柜内的风机、加热器、除湿器等动作。在开关柜内安装电压互感器和电流互感器，其中电压互感器用于采集加在元器件的采样点两端的电压;而电流互感器用于采集流经元器件的采样点的电流。电压互感器和电流互感器的输出端与配电测量模块的输入端连接。配电测量模块集成RS485通讯接口，配电测量模块与操控终端通过通讯总线连接并以Modbus-Rtu协议通信。导轨式电源为配电测量模块提供5V的工作电压。电压互感器和电流互感器的输出端与操控终端的信号输入端连接，电压互感器和电流互感器将采集到的电压信息和电流信息发送至操控终端。操控终端将接收到的电压和电流信息存入存储模块中。另外，在开关柜内还装有若干湿度传感器，湿度传感器与变送器模块连接，湿度传感器将检测到的柜内的湿度信息发送给变送器模块，变送器模块将湿度信息转换并发送给操控终端，主控模块将接收到的湿度信息中的湿度值与设定值相比较，在前者大于后者时，主控模块生成高湿度报警信号，操控终端向上位机发送高湿度报警信号。
[0017]操控终端的处理模块内置绘制波形的程序，处理模块将操控终端接收到的温度信息以及电压和电流信息以时间轴绘制成温度信号的波形图以及电压和电流信号的波形图。操控终端的显示模块为触摸式显示屏，操控终端搭载交互界面，供运行人员与操控终端进行人机交互。触摸式显示屏对温度信号的波形以及电压和电流信号的波形予以显示。通过电压波形，运行人员可以得知元器件的工作电压是否稳定。处理模块内置比对算法，用于计算电压信号的跳变范围和比对温度信号的波形与电流信号的波形的升降趋势。该算法任意取一个时间点的电压值与标准电压值相比较，求出两值之差的绝对值，将绝对值与参考值比较大小，若前者小于后者，说明电压信号的跳变出于正常范围内，元器件的工作电压相对稳定;反之则不稳定。该算法调取任意两个时间点tl和t2的温度值Tl和T2以及电流值Il和12，将Il与12相减得出差值Cl，将Tl与T2相减得出差值C2，之后将C2、C3与零比较判断两者的正负。若Cl和C2均为正数或均为负数，说明温度信号的波形与电流信号的波形的升降趋势一致，否则就是升降趋势不一致。对于正产工作的元器件，元器件的发热量与流过其的电流大小直接相关，流过元器件的电流升高，元器件的发热量就会增大，反之就会减小。若流经元器件的电流变小但元器件温度不降反升或是流经元器件的电流变大但元器件的温度不升反降，说明元器件可能出现故障了。在这种情况下，处理模块生成异常告警信息，操控终端向上位机发送异常告警信息，同时触摸式显示屏显示该异常告警信息。
[0018]运行人员得知高温报警信号后，赶赴现场对异常的开关柜进行巡检，运行人员可以从触摸式显示屏上查看温度信号波形、电压信号波形以及电流信号波形，在工作电压稳定的前提下，若电流信号波形与温度信号波形的升降趋势一致，基本可以排除元器件故障的情况，此时可以认为开关柜温度过高是由负载过大导致的，运行人员可以提高限制负载的方式来给开关柜降温;若电流信号波形与温度信号波形的升降趋势不一致，可以判断为元器件故障，应该对柜内元器件进行排查检修，消除安全隐患。
[0019]本发明除了对开关柜的运行状态监控外，还能大致的分析出柜内是否有元器件故障，方便运营和维护。
[0020]以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种智能开关柜在线测控装置，其特征是:包括操控终端、与操控终端通信连接的配电测量模块和变送器模块、用于向操控终端和配电测量模块供电的电源适配器以及设于开关柜内的无线温度传感器，所述无线温度传感器测量开关柜内采样点的温度并通过变送器模块将测量到的温度信息发送给操控终端，所述配电测量模块采集所述采样点的电流并将采集到电流信息通过变送器模块发送给操控终端，所述操控终端包括通讯模块、主控模块、存储模块、处理模块、显示模块和继电器输出模块，所述主控模块在柜内温度超过设定值时生成高温报警信号，所述处理模块根据时间轴生成所述温度信息的波形以及所述电流信息的波形并将温度信息的波形与电流信息的波形的升降趋势相比对，在两波形的升降趋势不一致时生成异常告警信息，所述显示模块用于显示所述高温报警信号和异常告警信息。2.根据权利要求1所述的智能开关柜在线测控装置，其特征是:所述无线温度传感器与变送器模块以ZigBee信号通信。3.根据权利要求1所述的智能开关柜在线测控装置，其特征是:所述电源适配器为导轨式电源适配器。4.根据权利要求1所述的智能开关柜在线测控装置，其特征是:所述显示模块为触摸式显示屏。5.根据权利要求1所述的智能开关柜在线测控装置，其特征是:所述测控装置还包括用于检测开关柜内控制湿度的湿度检测模块。
【文档编号】G01D21/02GK106054763SQ201610338249
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月19日
【发明人】王立
【申请人】杭州施厚能源科技有限公司