一种配变温度监测与状态预警装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种配变温度监测与状态预警装置，包括：485就地通讯模块，用于与已安装的TTU通讯并提取变压器二次侧用电数据；温度采集模块，用于采集变压器所处的环境温度、变压器顶油温度；绕组温度计算模块，用于根据采集到的数据计算得到被测变压器的绕组温度；预警模块，包括温升预警、过载预警及缺相预警，温升预警为当顶油温度或者绕组温度相比环境温度超出一定数值时，终端通过GPRS网络发送预警信息，过载预警为当负载超过设定的容量百分比时发出预警，缺相预警为变压器二次侧某相电压失电时给出预警；通讯模块，用于将正常数据和预警数据通过GPRS网络上报至远程通讯服务器。该装置能够保证变压器的运行可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电测仪表
，具体涉及一种配变温度监测与状态预警装置。
技术介绍
配变温度监测与状态预警装置属于配网自动化的底层，主要采集配变变压器的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、有功电能、无功电能、顶油温度及环境温度；计算绕组温度并记录存储这些数据，对用电质量的监控越来越重要。正在建设配网自动化的国家和地区无疑是配变终端最大的市场，保证产品的可靠性和经济性，才有可能进入市场。国内配变技术主要是应用单片机，结合A/D采样芯片进行信号采样，实现变压器本地监测，运行人员通过抄表器采集配变终端监测数据，在主站系统统计分析数据。随着通信技术的发展，配变终端开始使用远程通信技术，配变运行时的异常能够及时上报，运行人员通过监控主站及时处理配变故障；通信方式主要是RS485、红外、GPRS等方式。目前国内对配变智能装置有一定的研究，一般具备实时数据采集功能、电压监测统计功能、事件、信号告警功能、数据记录及统计功能、记录数据保存功能、对时功能、谐波监测功能（可选）、远程控制功能（可选）及自动无功补偿控制功能（可选、监控终端）。但未见有配电变压器绕组温度研究的报告。基于以上，有必要提供监测、计算配变变压器绕组温度的设备，以保证变压器的运行可靠性，提高变压器的运行寿命，减少不必要的财产损失。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服现有技术存在的不足，提供一种配变温度监测与状态预警装置，该装置能够监测配变变压器的电气参数、温度数据，并计算绕组温度，通过对温度进行监测来判断当前变压器运行状态是否正常，以保证变压器的运行可靠性。本技术是通过以下技术方案实现的：一种配变温度监测与状态预警装置，所述配变温度监测与状态预警装置包括：485就地通讯模块，用于与已安装的TTU通讯并提取变压器二次侧用电数据；温度采集模块，用于采集变压器所处的环境温度、变压器顶油温度；绕组温度计算模块，用于将采集到的变压器二次侧用电数据、环境温度及变压器顶油温度数据输入模型，计算得到被测变压器的绕组温度；预警模块，包括温升预警、过载预警及缺相预警，温升预警为当顶油温度或者绕组温度相比环境温度超出一定数值时，终端通过GPRS网络发送预警信息，过载预警为当负载超过设定的容量百分比时发出预警，缺相预警为变压器二次侧某相电压失电时给出预警；及通讯模块，用于将正常数据和预警数据通过GPRS网络上报至远程通讯服务器，通讯服务器通过WEB页面来展示当前变压器的运行信息。所述485就地通讯模块包括：485通讯电路，用于通过与就地TTU连接并提取485数字信号；信号隔离电路，为了保护485线路不被误接的高电压信号损耗而设计的保护电路；及主从控制电路；用于控制和就地TTU的485主从通讯。所述步骤2中的温度采集模块包括环境温度通道和顶油温度采集通道。所述步骤3中的绕组计算模块用于计算变压器绕组温度，其步骤如下：步骤301：输入变压器的基本参数；步骤302：计算模型相关参数；步骤303：输入环境温度、顶油温度、就地变压器低压侧电流、电压值；步骤304：建立模型；步骤305：求解得到绕组温度。本技术的有益效果是：本技术能够监测配变变压器的电气参数、温度数据，并计算绕组温度，通过对温度进行监测来判断当前变压器运行状态是否正常，以保证变压器的运行可靠性，提高变压器的运行寿命，减少不必要的财产损失。附图说明图1是本技术的结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术作详细描述。本专利技术的主要成果配变温度监测与状态预警装置，是电力公司运行部门为监控配电变压器运行使用的设备。本装置硬件系统采用以ARM公司最新的内核Cortex-M3作为MCU，辅以电能计量芯片、AD采集模块、GPRS模块完成对电气参数和环境数据的采集。《国家电网公司输变电设备状态监测系统标准化设计方案》中明确提出“应根据变压器油温、运行电流数据、冷却系统运行方式、环境温度等，诊断变压器是否有过热问题”。通过收集各种不同容量的配电变压器的温升数据，结合环境温度，顶油温度，变压器运行负载计算出绕组温度。为了预测变压器在当前运行条件下顶层油温及绕组温度的变化情况，本装置开发了变压器热路计算模型。如图1所示，一种配变温度监测与状态预警装置的硬件功能模块图，硬件是保证装置能够安全运行的基础。本配变装置采用cortex-m3内核芯片+GPRS+485+存储模块+实时时钟模块组成，硬件在设计过程中考虑到装置安装于变压器二次侧，电磁兼容运行条件要求非常严格，因此设计好的硬件将进行EMC实验，高低温实验，确保硬件能够在变压器环境下安全稳定的工作，没有出现失真，罢工的现象。ARM系统1为整个硬件的核心，运行装置功能的代码，处理数据，完成日常数据和预警数据的推送功能，ARM系统采用以ARM公司新型内核Cortex-M3芯片，运行速度快，含有DSP处理单元可以快速处理浮点型数据。LCD/KEY10为装置按键处理和液晶显示单元，LCD实时显示日常显示数据，如三相电压、电流、电能、功率、功率因数、顶油温度、绕组温度数据。当有按键按下时，LCD还将显示按键设置的相应界面。KEY作为按键处理单元用于按键设置装置相关参数，确保电气参数采集正确，让程序选择正确的模型。485接口11用于与其它装置级联，通信采用DL/T645-2007协议，任何支持此规约的装置或者设备都可与之通信。485接口12同485接口11一样，系统这样设置的原因是为了能够与更多的设备级联，同时当某一个接口无法使用时另一个接口还可以作为备用接口。GPRS(GeneralPacketRadioService)模块13为一个网络通信模块，可以进行TCP上网，发收短信，装置正是通过GPRS模块进行TCP连接将所有日常数据以及预警数据发送至服务器，当预警特别严重时例如顶油温度过高，或者绕组温度过高，装置将通过GPRS模块发送短信预警。电源14为确保硬件能够正常工作，电源分为两个部分，当正常工作时也就是变压器没有停运，硬件通过变压器分得的电压进行工作，当变压器停运时硬件设计了一个电池电源，能够为装置工作24小时之久，这样可以让装置及时的处理因变压器停运而造成的数据丢失现象。环境温度16、顶油温度17部分用于采集温度，采集温度使用一颗AD转换芯片采样精度为16位，确保温度采集准确，采集的温度将参与模型计算绕组温度。自动报警18包括两部分，一部分是装置上设计预警指示灯，当有预警发生时预警灯亮；另一部分就是网络预警和短信预警，该功能通过GPRS模块实现，当有预警发生时MCU推送预警数据，GPRS模块将预警数据通过TCP发送至服务器，特别地当有重要预警如温度过高，温升过大等，装置还将发送预警短信，通知用户及时处理预警信息。USB接口19部分为本地维护端口，可以通过此接口进行程序更新维护，为装置提供更稳定更安全的服本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配变温度监测与状态预警装置，其特征在于所述配变温度监测与状态预警装置包括：485就地通讯模块，用于与已安装的TTU通讯并提取变压器二次侧用电数据；温度采集模块，用于采集变压器所处的环境温度、变压器顶油温度；绕组温度计算模块，用于将采集到的变压器二次侧用电数据、环境温度及变压器顶油温度数据输入模型，计算得到被测变压器的绕组温度；预警模块，包括温升预警、过载预警及缺相预警，温升预警为当顶油温度或者绕组温度相比环境温度超出一定数值时，终端通过GPRS网络发送预警信息，过载预警为当负载超过设定的容量百分比时发出预警，缺相预警为变压器二次侧某相电压失电时给出预警；及通讯模块，用于将正常数据和预警数据通过GPRS网络上报至远程通讯服务器，通讯服务器通过WEB页面来展示当前变压器的运行信息。

【技术特征摘要】
1.一种配变温度监测与状态预警装置，其特征在于所述配变温度监测与状态预警装置包括：
485就地通讯模块，用于与已安装的TTU通讯并提取变压器二次侧用电数据；
温度采集模块，用于采集变压器所处的环境温度、变压器顶油温度；
绕组温度计算模块，用于将采集到的变压器二次侧用电数据、环境温度及变压器顶油温度数据输入模型，计算得到被测变压器的绕组温度；
预警模块，包括温升预警、过载预警及缺相预警，温升预警为当顶油温度或者绕组温度相比环境温度超出一定数值时，终端通过GPRS网络发送预警信息，过载预警为当负载超过设定...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐睿，杨滨，李正荣，李庆，
申请(专利权)人：上海海能信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31