本發(fā)明屬于電力設(shè)備維護領(lǐng)域，具體地說涉及一種電力設(shè)備溫度監(jiān)測方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著電力行業(yè)、供電及用電企業(yè)自動化建設(shè)和改造不斷發(fā)展完善，為提高勞動生產(chǎn)力，增加經(jīng)濟效益和保障輸變配電系統(tǒng)運行可靠性，電力設(shè)備運行狀態(tài)在線監(jiān)測和故障診斷日益受到人們的重視。

溫度是評價電力設(shè)備運行狀態(tài)的重要指標之一。在一些特殊場合，溫度過高可能會引起設(shè)備損壞、燃燒、甚至爆炸等事故。特別是斷路器、刀閘開關(guān)、電纜、母線等高壓電力設(shè)備，由于故障測試手段有限，尤其在開關(guān)箱和封閉母線內(nèi)溫度超限點不易被發(fā)現(xiàn)。隨著溫升時間的延長，溫度超限處因發(fā)熱而加大氧化程度，進而可能造成燒毀母線、觸頭、接點毀盤、停電等重大事故。由于電力設(shè)備從過熱到事故發(fā)生有一個過程。因此，通過對電力設(shè)備溫度無線監(jiān)測可以防止和杜絕此類事故的發(fā)生。

目前，比較常用的電力高壓設(shè)備測溫方法有：電傳感器測溫法、紅外測溫法、光纖測溫法等。電傳感器（如熱敏電阻）測溫法在高壓場合使用有局限性，存在器件、供電電源線及信號傳輸線高壓隔離問題。紅外測溫法是利用紅外感溫原理的一種非接觸式測溫方法，精度較低，響應(yīng)較慢，只能測到設(shè)備表面溫度，且環(huán)境中的粉塵、煙霧、水霧和位置對焦偏差都會導(dǎo)致所測數(shù)據(jù)產(chǎn)生較大誤差，一般用于人工定期巡檢。另外，熱成像儀價格昂貴，某些發(fā)熱點被遮擋也限制了紅外測溫儀的使用。光纖測溫法是以感溫光纖的某個（些）點或整條光纖作為溫度傳感器的一種方法，精度高、靈敏度和重復(fù)性好、損耗小，適合遠程傳輸信號。光纖測溫從測量到傳輸均采用光信號，無電信號引入，且光纖耐腐蝕、絕緣，適宜高電壓、強電磁環(huán)境，在高壓電力設(shè)備的測點位置接觸安裝方便。但是，作為光纖測溫系統(tǒng)組成部分的測量主機價格昂貴，在測點少的情況下，平均成本很高。此外，光纖在潮濕和積塵時的絕緣性能也受到懷疑。

為解決這些問題，需發(fā)明適用的一種電力設(shè)備溫度監(jiān)測方法和系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有電力高壓設(shè)備測溫方法精度低、成本高、環(huán)境適應(yīng)性差等問題，提供了一種電力設(shè)備溫度監(jiān)測方法和系統(tǒng)。

本發(fā)明提出的一種電力設(shè)備溫度監(jiān)測方法，包括：監(jiān)測終端收集電力設(shè)備的溫度信息，判斷所述溫度信息是否位于所述電力設(shè)備正常工作所需的溫度范圍內(nèi)，如果所述溫度信息位于所述溫度范圍外，則所述監(jiān)測終端將所述電力設(shè)備的溫度參數(shù)信息通過無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給監(jiān)測單元，監(jiān)測單元接收到所述溫度參數(shù)信息后，將所述溫度參數(shù)信息通過以太網(wǎng)發(fā)送給遠程監(jiān)測中心，所述遠程監(jiān)測中心根據(jù)所述溫度參數(shù)信息確定所述電力設(shè)備的位置，并將所述電力設(shè)備的位置信息發(fā)送給電力維修人員；如果所述溫度信息位于所述溫度范圍內(nèi)，則所述監(jiān)測終端不需要發(fā)送所述溫度參數(shù)信息給所述監(jiān)測單元。

進一步地，所述溫度參數(shù)信息至少包括：所述溫度信息，所述電力設(shè)備的型號，所述電力設(shè)備的位置，所述電力設(shè)備所處的外部環(huán)境溫度，所述溫度信息的采集時間。

進一步地，所述監(jiān)測單元先使用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議與所述監(jiān)測單元通信，如果通信失敗，則使用移動通信網(wǎng)絡(luò)與所述監(jiān)測單元通信。

進一步地， 所述監(jiān)測終端按照預(yù)配置的周期向所述監(jiān)測中心發(fā)送所述監(jiān)測終端的工作狀態(tài)信息，其中所述工作狀態(tài)信息包括監(jiān)控正常狀態(tài)、監(jiān)控異常狀態(tài)。

優(yōu)選地，如果所述監(jiān)測終端發(fā)送的工作狀態(tài)信息為監(jiān)控異常狀態(tài)，收到所述工作狀態(tài)信息的所述監(jiān)控中心將所述工作狀態(tài)信息通過以太網(wǎng)發(fā)送給所述遠程監(jiān)測中心，所述遠程監(jiān)測中心通過移動通信網(wǎng)絡(luò)通知所述電力維修人員所述監(jiān)測終端的位置信息。

本發(fā)明提出的一種電力設(shè)備溫度監(jiān)測系統(tǒng)，包括：遠程監(jiān)測中心（1）、以太網(wǎng)（2）、監(jiān)測單元（3）、監(jiān)測終端（4），其中所述監(jiān)測終端（4）通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)或移動通信網(wǎng)絡(luò)與所述監(jiān)測單元（3）連接，所述監(jiān)測單元（3）通過所述以太網(wǎng)（2）與所述遠程監(jiān)測中心（1）連接。

進一步地，所述監(jiān)測單元（3）包括集中器（5）、協(xié)調(diào)器（6）、路由器（7）組成，其中，所述集中器（5）與所述協(xié)調(diào)器（6）相連，所述集中器（5）通過所述以太網(wǎng)（2）與所述遠程監(jiān)測中心（1）連接，所述路由器（7）與所述協(xié)調(diào)器（6）相連，所述路由器（7）與所述監(jiān)測終端（4）通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)或移動通信網(wǎng)絡(luò)通信連接。

優(yōu)選地，所述集中器（5）由可編程控制器及與其連接的觸摸屏組成。

進一步地，所述監(jiān)測終端（4）由CPU單元（401）、測溫單元（402）、無線通信單元（403）、電池供電單元（404）和電池電量檢測單元（405）組成，其中所述CPU單元（401）與所述測溫單元（402）、所述無線通信單元（403）、所述電池供電單元（404）和所述電池電量檢測單元（405）分別連接，所述無線通信單元（403）與所述電池供電單元（404）連接。

本發(fā)明提供的一種電力設(shè)備溫度監(jiān)測方法和系統(tǒng)，采用傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)用于電力設(shè)備溫度無線檢測，能夠在不影響設(shè)備安全運行狀態(tài)下實現(xiàn)對電力設(shè)備溫度的實時監(jiān)測，對導(dǎo)致事故的過熱點進行早期檢測和診斷，及時發(fā)現(xiàn)引發(fā)事故的潛在原因并采取相應(yīng)管理措施，有效提高電力設(shè)備安全性和供電可靠性，對電網(wǎng)運行具有重大的安全意義和經(jīng)濟價值。另外，溫度測量準確，可以徹底解決電氣絕緣問題，而且不受氣候環(huán)境和電力設(shè)備結(jié)構(gòu)的影響，可以測量室內(nèi)外任何高壓帶電體有溫度事故隱患點的溫度，并對監(jiān)測點實現(xiàn)在線監(jiān)測，很好地解決了高壓觸點溫度在線監(jiān)測的問題。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1是本發(fā)明所述的一種電力設(shè)備溫度監(jiān)測方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明所述的一種電力設(shè)備溫度監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明所述的監(jiān)測單元的結(jié)構(gòu)圖；

圖4是本發(fā)明所述的監(jiān)測終端的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

功能概述

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有電力高壓設(shè)備測溫方法精度低、成本高、環(huán)境適應(yīng)性差等問題，提供了一種電力設(shè)備溫度監(jiān)測方法和系統(tǒng)。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明的實施例及實施例中的技術(shù)特征可以相互結(jié)合，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。此外，為了便于描述，在下文中使用了步驟號，但這不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制，另外，在以下方法中描述的各個步驟雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。

方法實施例

根據(jù)本發(fā)明的實施例，提出了一種電力設(shè)備溫度監(jiān)測方法。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明方法實施例的一種電力設(shè)備溫度監(jiān)測方法的流程圖，包括如下步驟：

步驟S102，監(jiān)測終端收集電力設(shè)備的溫度信息，判斷所述溫度信息是否位于所述電力設(shè)備正常工作所需的溫度范圍內(nèi), 如果所述溫度信息位于所述溫度范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)入步驟S110，如果所述溫度信息位于所述溫度范圍外，轉(zhuǎn)入步驟S104；

步驟S104，所述監(jiān)測終端將所述電力設(shè)備的所述溫度參數(shù)信息通過無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給監(jiān)測單元；

步驟S106，所述監(jiān)測單元接收到所述溫度參數(shù)信息后，將所述溫度參數(shù)信息通過以太網(wǎng)發(fā)送給遠程監(jiān)測中心；

步驟S108，所述遠程監(jiān)測中心根據(jù)所述溫度參數(shù)信息確定所述電力設(shè)備的位置，并將所述電力設(shè)備的位置信息發(fā)送給電力維修人員，流程結(jié)束；

步驟S110，所述監(jiān)測終端不需要發(fā)送溫度參數(shù)信息給所述監(jiān)測單元流程結(jié)束。

進一步地，所述溫度參數(shù)信息至少包括：所述溫度信息，所述電力設(shè)備的型號，所述電力設(shè)備的位置，所述電力設(shè)備所處的外部環(huán)境溫度，所述溫度信息的采集時間。

進一步地，所述監(jiān)測單元先使用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議與所述監(jiān)測單元通信，由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的可靠性差，如果通信失敗，則使用可靠性更高的移動通信網(wǎng)絡(luò)（如第4代移動通訊網(wǎng)絡(luò)）與所述監(jiān)測單元通信。

進一步地， 所述監(jiān)測終端按照預(yù)配置的周期向所述監(jiān)測中心發(fā)送所述監(jiān)測終端的工作狀態(tài)信息，其中所述工作狀態(tài)信息包括監(jiān)控正常狀態(tài)、監(jiān)控異常狀態(tài)。

優(yōu)選地，如果所述監(jiān)測終端發(fā)送的工作狀態(tài)信息為監(jiān)控異常狀態(tài)（例如所述監(jiān)測終端的電池電量不足），收到所述工作狀態(tài)信息的所述監(jiān)控中心將所述工作狀態(tài)信息通過以太網(wǎng)發(fā)送給所述遠程監(jiān)測中心，所述遠程監(jiān)測中心通過移動通信網(wǎng)絡(luò)通知所述電力維修人員所述監(jiān)測終端的位置信息，所述電力維修人員收到所述位置信息后去尋找所述監(jiān)測終端并進行故障清除。

如圖2所示，本發(fā)明提出一種電力設(shè)備溫度監(jiān)測系統(tǒng)，包括：遠程監(jiān)測中心（1）、以太網(wǎng)（2）、監(jiān)測單元（3）、監(jiān)測終端（4），其中所述監(jiān)測終端（4）通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)或移動通信網(wǎng)絡(luò)與所述監(jiān)測單元（3）連接，所述監(jiān)測單元（3）通過所述以太網(wǎng)（2）與所述遠程監(jiān)測中心（1）連接。

進一步地，如圖3所示，所述監(jiān)測單元（3）包括集中器（5）、協(xié)調(diào)器（6）、路由器（7）組成，其中，所述集中器（5）與所述協(xié)調(diào)器（6）相連，所述集中器（5）通過所述以太網(wǎng)（2）與所述遠程監(jiān)測中心（1）連接，所述路由器（7）與所述協(xié)調(diào)器（6）相連，所述路由器（7）與所述監(jiān)測終端（4）通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)或移動通信網(wǎng)絡(luò)通信連接。

優(yōu)選地，所述集中器（5）由可編程控制器及與其連接的觸摸屏組成。

進一步地，如圖4所示，所述監(jiān)測終端（4）由CPU單元（401）、測溫單元（402）、無線通信單元（403）、電池供電單元（404）和電池電量檢測單元（405）組成，其中所述CPU單元（401）與所述測溫單元（402）、所述無線通信單元（403）、所述電池供電單元（404）和所述電池電量檢測單元（405）分別連接，所述無線通信單元（403）與所述電池供電單元（404）連接。

工作時，所述監(jiān)測終端采用低功耗數(shù)字式溫度傳感器,采用納瓦技術(shù)的低功耗單片機，外圍電路選擇低電壓、低功耗的CMOS 元件，各監(jiān)測終端都配有唯一的地址編號。所述監(jiān)測終端采用發(fā)送/無響應(yīng)模式向所述監(jiān)測集中器傳送數(shù)據(jù)，所述監(jiān)測終端之間不進行數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸方式采用API模式。Zigbee無線通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議采用Mesh網(wǎng)絡(luò)配置，Mesh網(wǎng)絡(luò)由協(xié)調(diào)器、路由器和監(jiān)測終端組成。

所述監(jiān)測終端以數(shù)字式測溫芯片為傳感器，單片機為控制核心，采用低功耗設(shè)計、電池供電與電池電量檢測方式，解決了無源環(huán)境下的供電問題；數(shù)據(jù)傳輸采用無線通信方式，解決了絕緣、布線問題，實現(xiàn)對單點溫度的測量。監(jiān)測集中器對所測節(jié)點溫度數(shù)據(jù)進行采集、管理和顯示，由PLC和作為人機界面的觸摸屏構(gòu)成，當溫度越限時，自動發(fā)出報警信息，通過以太網(wǎng)將本地數(shù)據(jù)傳送到遠程溫度監(jiān)測中心。監(jiān)測中心采集各集中器的溫度、電池電量等數(shù)據(jù)，對溫度數(shù)據(jù)和節(jié)點編號進行管理和發(fā)布，對溫度異常實現(xiàn)短信報警功能。

協(xié)調(diào)器和路由器的任務(wù)是接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，不可休眠，宜采用供電系統(tǒng)提供電源；終端不接收數(shù)據(jù)，不發(fā)送數(shù)據(jù)時可以休眠，采用電池供電；由于終監(jiān)測端傳輸數(shù)據(jù)的距離有限，當監(jiān)測終端和協(xié)調(diào)器因通信距離太遠或存在遮擋物而無法建立通信聯(lián)系時，路由器可作為中繼，輔助二者建立通信聯(lián)系。

單片機額定電壓為3.3V，且工作于最低頻率。API模式具有易于管理一個到多個目標節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸，接收到的數(shù)據(jù)幀可以指示發(fā)送設(shè)備地址，支持高級ZigBee地址、高級網(wǎng)絡(luò)診斷和遠端配置等特點。數(shù)據(jù)通信波特率為4800bps，幀格式為8位數(shù)據(jù)位、無奇偶校驗位、1位停止位。

監(jiān)測集中器有兩個RS-485接口，一個與ZigBee網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)器相連，通過建立無線通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對各溫度監(jiān)測終端數(shù)據(jù)的采集；另一個與觸摸屏相連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)布。

為了提高系統(tǒng)的開放性，PLC通過基于OPC規(guī)范的以太網(wǎng)2通信擴展模塊CP243-1與遠程監(jiān)測中心1通信。要實現(xiàn)以太網(wǎng)2連接，需將PLC定義為S7服務(wù)器。監(jiān)測中心的應(yīng)用軟件采用Delphi 7.0，數(shù)據(jù)庫采用Oracle 9i。通過該應(yīng)用軟件，可對各終端（T）測點進行實時在線監(jiān)測；自動發(fā)出溫度越限報警信息；對歷史溫度、歷史報警信息進行查詢；對各測點的地址、限值進行管理；對電池電量檢測單元進行監(jiān)控。應(yīng)用軟件通過OPC服務(wù)器訪問集中器4 PLC單元的S7服務(wù)器，訪問過程為：OPC服務(wù)器為客戶端程序提供了讀取PLC數(shù)據(jù)的標準接口，應(yīng)用程序通過該接口向OPC服務(wù)器提出讀/寫數(shù)據(jù)請求，OPC服務(wù)器根據(jù)請求讓PLC執(zhí)行相應(yīng)操作，并將結(jié)果反饋給客戶端程序。

本發(fā)明提供的一種電力設(shè)備溫度監(jiān)測方法和系統(tǒng)，采用傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)用于電力設(shè)備溫度無線檢測，能夠在不影響設(shè)備安全運行狀態(tài)下實現(xiàn)對電力設(shè)備溫度的實時監(jiān)測，對導(dǎo)致事故的過熱點進行早期檢測和診斷，及時發(fā)現(xiàn)引發(fā)事故的潛在原因并采取相應(yīng)管理措施，有效提高電力設(shè)備安全性和供電可靠性，對電網(wǎng)運行具有重大的安全意義和經(jīng)濟價值。另外，溫度測量準確，可以徹底解決電氣絕緣問題，而且不受氣候環(huán)境和電力設(shè)備結(jié)構(gòu)的影響，可以測量室內(nèi)外任何高壓帶電體有溫度事故隱患點的溫度，并對監(jiān)測點實現(xiàn)在線監(jiān)測，很好地解決了高壓觸點溫度在線監(jiān)測的問題。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。