[实用新型]电力设备状态监测与预警系统

说明书

本实用新型涉及一种电力设备状态监测与预警系统，尤其是涉及多个设备多个触头的温度监测与预警系统。

电力系统中设备触头（主要是母排触头、开关触头、电缆接头等）由于闭合不佳、接触不良、污秽存在等多种原因在运行中过热，给高压开关柜自身、乃至配电网带来安全隐患，甚至造成事故；如果母排温度过高会发生严重氧化，设备寿命骤减；电缆接头温度长时间过高，可能会引起电缆接头发生爆炸，造成大规模停电事故；光纤互感器将应用得越来越多，对于开关柜内的温湿度环境要求更高。

随着智能电网的发展，实时、自动化采集得到的电气量信息在电力系统的智能化建设中突显出重要的地位。温度作为电力运行状态的重要参数，需要进行实时测量，目前的测温系统主要采用接触式的测温传感器，而目前对电力系统可靠性的要求越来越高，不可能因为测温设备出现问题后停电检修或者更换。同时，目前的测温系统主要采用RS485等总线技术将数据传输到变电站的站控中心，不符合目前智能变电站建设中数据传输与控制网络化的相关规定与IEC61850协议。当前的测温系统也不能进行电力系统的状态分析与预测，不能有效地预防事故的发生。

本实用新型的目的在于提供一种电力设备状态监测与预警系统，解决现有技术对电力可靠性可能产生影响且功能单一的问题。

本实用新型的目的是这样实现的，电力设备状态监测与预警系统，包括温度数据采集装置、数据传输网络、站控层；温度数据采集装置包括测温终端和开关柜数据汇聚节点，其中测温终端包括红外测温探头与CC2530射频电路，两者之间通过SPI通信连接；开关柜数据汇聚节点包含ZigBee网络协调器和基于ARM的数据处理与以太网发送电路，两者之间采用串口通信方式连接；ZigBee网络协调器与多个CC2530射频电路组成星形网络；红外测温探头采集温度数据，并通过CC2530射频电路发送给开关柜数据汇聚节点的ZigBee网络协调器，ZigBee网络协调器接收多个测温终端的温度数据，传输给基于ARM的数据处理与以太网发送电路，并将数据打包成IEC61850通信协议规定的数据帧格式发送出去，通过双绞线将数据传输给监控中心的主机；监控主机通过基于LabVIEW的显示界面，将接收到的数据进行实时显示；同时通过站控层软件程序，实现基于最小二乘法的状态参数估计和基于趋势外推法的温度预测。

本实用新型具有如下有益效果，本实用新型电力设备状态监测与预警系统，可以在电力设备最小绝缘距离之外通过远距离红外测温探头采集温度，利用低功耗的ZigBee无线通信方式将数据传输给开关柜数据汇聚节点，采用IEC61850协议将数据传输到站控层，然后进行温度显示、预测、电力设备状态估计，同时还可以将预警信息和报警信号通过短信发出，实现无人值守。本实用新型主要应用于电力系统中需要实时测量温度的高压设备并进行实时分析。

图1是本实用新型电力设备状态监测与预警系统结构示意图；

图1是本实用新型电力设备状态监测与预警系统结构示意图；

图2是本实用新型设备状态分析与状态估计流程图。

图中，1.红外测温探头，2.CC2530射频电路，3.开关柜数据汇聚节点，4.温度数据采集装置，5.数据传输网络，6.站控层，7.监控中心主机，8.GSM/GPRS短信收发模块，9.监控中心显示器，10.工业交换机，11.测温终端。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

电力设备状态监测与预警系统，参见图1，包括温度数据采集装置4、数据传输网络5、站控层6。

温度数据采集装置4包括测温终端11和开关柜数据汇聚节点3，其中测温终端11包括红外测温探头1与CC2530射频电路2，红外测温探头1与CC2530射频电路2通过SPI通信连接；开关柜数据汇聚节点3包含ZigBee网络协调器和基于ARM的数据处理与以太网发送电路，二者采用串口通信方式连接。ZigBee网络协调器与多个CC2530射频电路2组成星形网络。

红外测温探头1采集温度数据，并通过CC2530射频电路2发送给开关柜数据汇聚节点3的ZigBee网络协调器，ZigBee网络协调器接收到多个测温终端11的温度数据，然后传输给基于ARM的数据处理与以太网发送电路，将数据打包成IEC61850通信协议规定的数据帧格式发送出去，通过双绞线将数据传输给监控中心的主机；监控主机通过基于LabVIEW的显示界面，将接收到的数据进行实时显示；同时通过站控层软件程序，实现基于最小二乘法的状态参数估计和基于最小方差算法的温度预测。