配網變壓器溫度監控系統的制作方法

本實用新型涉及配電網控制
技術領域：
，特別涉及配網變壓器溫度監控系統。
背景技術：
：為及時發現運行設備超負荷運載或存在接觸不良導致發熱的情況，電力系統行業把設備測溫作為一項日常巡視工作，尤其是需要對配電網變壓器進行測溫。目前，獲取配電變壓器的出線接頭溫度的方法是通過紅外電子槍獲取的，測溫工作雖然簡單，但在配電網絡中，變壓器分布分散，數量眾多，因此，傳統的采用紅外電子槍測溫效率低下，耗時長、花費人力大、實時性差。技術實現要素：基于此，有必要針對傳統的對配電網變壓器進行測溫方式效率低下的缺陷，提供一種配網變壓器溫度監控系統。一種配網變壓器溫度監控系統，包括：電源電路、溫度檢測電路、處理模塊和第一無線通信模塊，所述電源電路分別與所述溫度檢測電路、所述處理模塊和所述第一無線通信模塊連接，所述溫度檢測電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、熱電阻R6、電阻R7、電容C1、電容C2和運算放大器，所述電阻R2與所述電源電路的輸出端連接，所述電阻R2與所述電阻R7串聯，所述電阻R7接地，所述電阻R1與所述電阻R2并聯，所述電阻R1與所述熱電阻R6串聯，所述熱電阻R6接地，所述運算放大器的反向輸入端依次通過所述電阻R3和所述電阻R2連接至所述電源電路的輸出端，所述運算放大器的同向輸入端依次通過電阻R5和電阻R1連接至所述電源電路的輸出端，所述運算放大器的輸出端通過電阻R4與所述處理模塊連接，所述運算放大器的電源端與所述電源電路的輸出端連接，并通過電容C1接地，所述運算放大器的接地端通過電容C2接地。在一個實施例中，所述電源電路包括電池板接口J1、電池接口J2、二極管D1和穩壓電路，所述電池板接口J1用于與太陽能電池板連接，所述電池接口J2用于與蓄電池連接，所述電池板接口J1與所述二極管D1的正極連接，所述電池接口J2與所述二極管D1的負極連接，所述二極管D1的負極與穩壓電路的輸入端連接，所述穩壓電路的輸出端用于作為所述電源電路的輸出端。在一個實施例中，所述穩壓電路包括電容C4、電容C5、電容C6、電容C7和穩壓芯片VR1，所述二極管D1的負極分別與所述電容C4的一端、所述電容C5的一端、所述電容C6的一端、所述電容C7的一端和穩壓芯片VR1的輸入端連接，所述電容C4的另一端、所述電容C5的另一端、所述電容C6的另一端、所述電容C7的另一端和所述穩壓芯片VR1的接地端分別接地，所述穩壓芯片VR1的輸出端用于作為所述電源電路的輸出端。在一個實施例中，所述處理模塊包括單片機STC12C5410AD。在一個實施例中，所述單片機的ADC0針腳與所述運算放大器的輸出端連接。在一個實施例中，所述第一無線通信模塊包括nRF24L01無線模塊。在一個實施例中，所述nRF24L01無線模塊的第一針腳接地，第二針腳與所述電源電路的輸出端連接，第三針腳、第四針腳、第五針腳、第六針腳、第七針腳和第八針腳分別與所述處理模塊的第二十七針腳、第十五針腳、第二十六針腳、第二針腳、第二十五針腳和第一針腳連接。在一個實施例中，所述配網變壓器溫度監控系統還包括模數轉換模塊，所述溫度檢測電路通過所述模數轉換模塊與所述處理模塊連接。在一個實施例中，所述配網變壓器溫度監控系統還包括第二無線通信模塊，所述第二無線通信模塊通過無線網絡與所述第一無線通信模塊連接。在一個實施例中，所述配網變壓器溫度監控系統還包括顯示模塊，所述顯示模塊與所述第二無線通信模塊連接。上述配網變壓器溫度監控系統，通過溫度檢測電路在配電網變壓器現場進行溫度檢測，處理模塊根據溫度檢測電路的電壓變化計算溫度形成信號，并通過無線發射模塊將信號發送至遠程的監控端，實現了對配電網變壓器的溫度的遠程的實時監控，有效提高了溫度監控的效率。附圖說明圖1為一實施例的配網變壓器溫度監控系統的模塊框圖；圖2為一實施例的溫度檢測電路的電路原理圖；圖3為一實施例的電源電路的電路原理圖；圖4為一實施例的處理模塊的芯片針腳示意圖；圖5為一實施例的第一無線通信模塊的芯片針腳示意圖；圖6為另一實施例的配網變壓器溫度監控系統的模塊框圖；圖7為一實施例的配網變壓器溫度監控系統的監控流程示意圖。具體實施方式為了便于理解本實用新型，下面將參照相關附圖對本實用新型進行更全面的描述。附圖中給出了本實用新型的較佳實施例。但是，本實用新型可以以許多不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本實用新型的公開內容的理解更加透徹全面。如圖1所示，其為一實施例的一種配網變壓器溫度監控系統，包括：電源電路、溫度檢測電路、處理模塊和第一無線通信模塊，所述電源電路分別與所述溫度檢測電路、所述處理模塊和所述第一無線通信模塊連接，如圖2所示，所述溫度檢測電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、熱電阻R6、電阻R7、電容C1、電容C2和運算放大器，所述電阻R2與所述電源電路的輸出端連接，所述電阻R2與所述電阻R7串聯，所述電阻R7接地，所述電阻R1與所述電阻R2并聯，所述電阻R1與所述熱電阻R6串聯，所述熱電阻R6接地，所述運算放大器的反向輸入端依次通過所述電阻R3和所述電阻R2連接至所述電源電路的輸出端，所述運算放大器的同向輸入端依次通過電阻R5和電阻R1連接至所述電源電路的輸出端，所述運算放大器的輸出端通過電阻R4與所述處理模塊連接，所述運算放大器的電源端與所述電源電路的輸出端連接，并通過電容C1接地，所述運算放大器的接地端通過電容C2接地。例如，所述電源電路的輸出端、電阻R2與電阻R7順序串聯且電阻R7接地，所述電源電路的輸出端、電阻R1與熱電阻R6順序串聯且熱電阻R6接地，并且，電阻R1與電阻R2并聯，所述電源電路的輸出端、電阻R2、電阻R3與運算放大器的反向輸入端順序串聯，所述電源電路的輸出端、電阻R1、電阻R5與運算放大器的同向輸入端順序串聯，第一無線通信模塊與處理模塊連接，處理模塊通過電阻R4與運算放大器的輸出端連接。其中，如圖2所示，電阻R1、電阻R2、電阻R7為三個高精度阻值電阻，熱電阻R6為PT100溫度傳感器，電阻R1、電阻R2、電阻R6和電阻R7組成一個電橋，運算放大器型號為AD620BR，其為一個高精度的運算放大器，在本實施例中，該運算放大器做電壓跟隨器作用，不對電橋輸出電壓進行放大。由于運算放大器具有高輸入阻抗的特性，可視為電阻R3、電阻R5分流電流為0，那么，圖2中A、B兩點間的電壓差為UAB＝UR2，則熱電阻R6(PT100)的阻值與溫度對應函數關系為y＝0.388x+100，式1其中，y為熱電阻R6的阻值，單位Ω，x為溫度，單位℃。由圖2可知，運算放大器輸出端VIN輸出電壓與電源電路輸出端的電壓關系為：由式1、式2可計算熱電阻R6即配電網變壓器的溫度值。本實施例中，通過溫度檢測電路在配電網變壓器現場進行溫度檢測，處理模塊根據溫度檢測電路的電壓變化計算溫度形成信號，并通過無線發射模塊將信號發送至遠程的監控端，實現了對配電網變壓器的溫度的遠程的實時監控，有效提高了溫度監控的效率。為了實現對溫度檢測電路、處理模塊和第一無線通信模塊的供電，在一個實施例中，如圖3所示，所述電源電路包括電池板接口J1、電池接口J2、二極管D1和穩壓電路，所述電池板接口J1用于與太陽能電池板連接，所述電池接口J2用于與蓄電池連接，所述電池板接口J1與所述二極管D1的正極連接，所述電池接口J2與所述二極管D1的負極連接，所述二極管D1的負極與穩壓電路的輸入端連接，所述穩壓電路的輸出端用于作為所述電源電路的輸出端。工作時，所述電池板接口J1與太陽能電池板連接，所述電池接口J2與蓄電池連接，太陽能電池板獲取太陽能后轉換為電能，向蓄電池供電，并對蓄電池充電，蓄電池的電能通過穩壓電路輸出至溫度檢測電路、處理模塊和第一無線通信模塊，對溫度檢測電路、處理模塊和第一無線通信模塊供電。二極管D1能夠防止蓄電池向太陽能電池板反充電，在光線充足的情況下由太陽能電池板供電并向蓄電池充電，而光線不足時由蓄電池供電。這樣，能夠實現對溫度檢測電路、處理模塊和第一無線通信模塊長期有效的供電。為了對蓄電池的電壓和太陽能電池板的電壓穩壓后輸出，在一個實施例中，請再次參見圖3，所述穩壓電路包括電容C4、電容C5、電容C6、電容C7和穩壓芯片VR1，所述二極管D1的負極分別與所述電容C4的一端、所述電容C5的一端、所述電容C6的一端、所述電容C7的一端和穩壓芯片VR1的輸入端連接，所述電容C4的另一端、所述電容C5的另一端、所述電容C6的另一端、所述電容C7的另一端和所述穩壓芯片VR1的接地端分別接地，所述穩壓芯片VR1的輸出端用于作為所述電源電路的輸出端。本實施例中，穩壓芯片VR1將太陽能電池板或蓄電池的電壓轉換成3.3V。例如，該電源電路還包括開關S1，所述二極管D1的負極通過開關S1分別與所述電容C4的一端、所述電容C5的一端、所述電容C6的一端、所述電容C7的一端和穩壓芯片VR1的輸入端連接，通過開關S1能夠實現對溫度檢測電路、處理模塊和第一無線通信模塊的供電和斷電，從而實現控制上述模塊的開啟和關閉。在一個實施例中，如圖4所示，所述處理模塊包括單片機STC12C5410AD。單片機STC12C5410AD為增強型的單片機，該型號單片機在工程領域應用廣泛。因其端口具有模數轉換功能，搭建電路時無需再外接模數轉換器，故采用該單片機STC12C5410AD可在一定程度上簡化電路。例如，所述單片機的ADC0針腳與所述運算放大器的輸出端連接。在一個實施例中，如圖5所示，所述第一無線通信模塊包括nRF24L01無線模塊。請結合圖4和圖5，所述nRF24L01無線模塊的第一針腳接地，第二針腳與所述電源電路的輸出端連接，第三針腳、第四針腳、第五針腳、第六針腳、第七針腳和第八針腳分別與所述處理模塊的第二十七針腳、第十五針腳、第二十六針腳、第二針腳、第二十五針腳和第一針腳連接，例如，nRF24L01無線模塊的第三針腳、第四針腳、第五針腳、第六針腳、第七針腳和第八針腳分別與所述單片機STC12C5410AD的P2.1針腳、P2.6針腳、P2.0針腳、P2.3針腳、P1.7針腳以及P2.2針腳連接。該nRF24L01無線模塊的第一針腳接地，第二針腳接電源電路的輸出端，第三針腳為工作模式選擇(接收或發射)，第四針腳為使能端，第五針腳為SPI時鐘，第六針腳為SPI輸入，第七針腳為SPI輸出，第八針腳為中斷輸出。nRF24L01無線模塊工作頻段在2.4GHz～2.5GHz之間，在數據量較少、通信距離短時具有很高的性價比。nRF24L01無線模塊內置了晶體振蕩器、頻率合成器、調制器、功率放大器等功能模塊，具有輸出功率、通信頻道調等功能。該模塊具有低功耗的優點，非常適合太陽能電池組合供電的方式，在功率發射為-6dBm時，模塊的工作電流只有9mA，處于接收狀態時其電流只有12.3mA。同時，采用多種低功率工作模式(掉電模式和空閑模式)使節能設計更方便。為了實現對電壓變化的數值轉換為數字信號，在一個實施例中，所述配網變壓器溫度監控系統還包括模數轉換模塊，所述溫度檢測電路通過所述模數轉換模塊與所述處理模塊連接。這樣，能夠將溫度檢測電路產生的模擬信號的轉換為數字信號，便于處理模塊的計算。為了實現對第一無線通信模塊發射的信號的遠程接收，在一個實施例中，如圖6所示，所述配網變壓器溫度監控系統還包括第二無線通信模塊，所述第二無線通信模塊通過無線網絡與所述第一無線通信模塊連接。例如，該監控端設置第二無線通信模塊，該第一無線通信模塊用于向第二無線通信模塊發送信號，第二無線通信模塊用于接收由第一無線通信模塊發送的信號，這樣，監控端能夠通過第二無線通信模塊接收到遠程(現場)監控的溫度，實現對配電網變壓器的溫度的遠程監控。如圖7所示，在接收端的監控流程包括如下步驟：步驟a，設置變壓器號。在本實施例中，每個變壓器號對應一個溫度檢測電路、處理模塊和第一無線通信模塊。步驟b，發送采集指令。本步驟中，通過第二無線通信模塊向第一無線通信模塊發送采集指令。這樣處理模塊接收到指令后，處理模塊接收溫度檢測電路的信號。步驟c，接收數據。本步驟中，第二無線通信模塊接收第一無線通信模塊發送的檢測信號。步驟d，數據翻譯。監控端將檢測信號翻譯為可顯示的溫度數據。步驟e，溫度顯示。監控端通過顯示模塊將溫度數據顯示，便于用戶查看。為了快捷方便地顯示配電網變壓器的溫度監控情況，在一個實施例中，請再次參見圖6，所述配網變壓器溫度監控系統還包括顯示模塊，所述顯示模塊與所述第二無線通信模塊連接。例如，該監控端設置有顯示模塊，該顯示模塊用于顯示第二無線通信模塊接收的信號，例如，通過信號轉換，以圖形化方式將該溫度檢測信號顯示。下面是數據處理的一個具體實施例：系統數據處理過程(1)數據的寫入數據寫入是為了進行變壓器的選擇，選擇變壓器后，經過編碼，再通過串口向下位機發送。(2)數據讀取數據讀取串口的信息，經過譯碼，再通過顯示控件顯示出來，同時通過與定值比較，若溫度高于定值，則發出告警信號，告警燈亮紅色，若低于溫度定值，則告警燈亮綠色。(3)數據編碼A、指令編碼指令編碼是指由系統向下位機發送用于選擇采集哪臺變壓器溫度的編碼，指令編碼由4個字節組成，第1個字節為報文頭，固定為aaH,中間兩個字節為變壓器地址，可取0000H-FFFEH，最后1個字節為停止符，固定為FFH，其結構表1所示。表1指令幀格式數據編碼是指由下位機向系統發送的相應變壓器的溫度數據，數據編碼由5個字節組成，第1個字節為報文頭，固定為aaH,第2個字節為A相溫度數據，可取00H-FEH，第3個數據為B相溫度數據，可取00H-FEH，第4位為C相溫度數據，可取00H-FEH，最后1個字節為停止符，固定為FFH，其結構表2所示。1字節aaH報文頭2字節00H-FFHA相溫度3字節00H-FEHB相溫度4字節00H-FEHC相溫度5字節FFH停止符表2指令幀格式應該說明的是，上述系統實施例中，所包括的各個模塊只是按照功能邏輯進行劃分的，但并不局限于上述的劃分，只要能夠實現相應的功能即可；另外，各功能單元的具體名稱也只是為了便于相互區分，并不用于限制本實用新型的保護范圍。另外，本領域普通技術人員可以理解實現上述各實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬件來完成，相應的程序可以存儲于可讀取存儲介質中。以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不移動矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。當前第1頁1 2 3