一种电力无线测温系统

技术领域

本发明涉及高压电气设备温度监测技术领域，具体涉及一种电力无线测温系统。

背景技术

电气设备是在电力系统中对发电机、变压器、电力线路、断路器等设备的统称，电压等级在1000V以上者为高压电气设备，电压等级在1000V及以下者为低压电气设备。对电气设备来说，在运行中一定需要导线，但每种导线都有自己的最高承受电流负荷范围，如果电流负荷异常，超出导线原有承受能力，就会瞬间提高导线温度，进而将导线烧毁，因此需要对电气设备进行温度监测处理，及时发现、及时处理电气设备温度过高的问题。高压电气设备温度监测点都处于高电压、大电流、强磁场的环境中，甚至有的监测点还处在密闭的空间中，由于强电磁噪声和高压绝缘、空间的限制等问题，通常的温度测量方法无法解决这些问题导致无法使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于高压电气设备、能够解决高压电气设备上温度不易实时在线监测的难题并能够预测高压电气设备后期的温度变化，以便及时预警和维护的电力无线测温系统。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种电力无线测温系统，包括云服务平台、数据采集模块、智能终端、警示模块、数据库和温度管理预测模块，所述云服务平台的输出端分别与所述数据采集模块的输入端、所述智能终端的输入端、所述警示模块的输入端、所述数据库的输入端和所述温度管理预测模块的输入端相连接，所述数据采集模块的输出端、所述智能终端的输出端、所述温度管理预测模块的输出端分别与所述云服务平台的输入端相连接，所述智能终端的输入端与所述数据库的输出端相连接，所述数据库的输入端与所述智能终端的输出端相连接；

所述数据采集模块用于采集电气设备中测温点处的温度信息并整理后发送给所述云服务平台，所述云服务平台用于整合分析所述温度信息得到整合分析结果、存储所述整合分析结果和发所述整合分析结果给所述数据库和所述温度管理预测模块、基于整合分析结果输出警示信息给所述警示模块，所述警示模块用于基于所述警示信息进行警示；所述数据库用于存储所述温度信息和所述整合分析结果以供查询；所述智能终端用于查询及显示所述温度信息、所述整合分析结果和所述警示信息以及为所述云服务平台设定其进行整合分析所需的参数；所述温度管理预测模块用于根据所述整合分析结果建立温度预测模型并利用所述温度预测模型对各所述测温点的温度进行预测；所述云服务平台还用于管理所述所述数据采集模块、所述智能终端、所述警示模块、所述数据库和所述温度管理预测模块。

所述云服务平台包括中央处理单元、信息收发单元和存储单元，所述中央处理单元分别与所述信息收发单元、所述存储单元相连接，所述信息收发单元用于接收所述温度信息、发送所述整合分析结果和输出所述警示信息，所述中央处理单元用于整合分析所述温度信息得到整合分析结果，所述存储单元用于存储所述整合分析结果。

所述存储单元包括本地存储器和云存储器。

所述数据采集模块包括无线温度采集单元、现场智能管理单元、通信管理单元和定位数据采集单元，所述无线温度采集单元和所述定位数据采集单元分别与所述现场智能管理单元相连接，所述现场智能管理单元与所述通信管理单元相连接，所述无线温度采集单元用于采集电气设备中测温点处的温度数据，所述定位数据采集单元用于采集所述温度数据对应的定位数据，所述现场智能管理单元用于对所述温度数据和所述定位数据进行整理而获得温度信息并发送给所述通信管理单元，所述通信管理单元用于发送所述温度信息。

所述无线温度采集单元为安装在所述测温点处的无线温度传感装置，所述现场智能管理单元为现场智能分机，所述通信管理单元为通信管理机，所述定位数据采集单元为所述无线温度传感装置上的编码器；所述无线温度传感装置与所述现场智能分机通过无线电波信号连接，所述现场智能分机与所述通信管理机通过无线电波信号连接或通过总线连接。

所述无线温度传感装置包括依次连接的温度传感器、采样滤波电路、信号调制放大电路和无线发射电路。

所述警示模块包括警示灯和/或蜂鸣器。

所述智能终端包括显示单元、报警记录查询单元、系统参数查询单元、系统参数设置单元、管理员模式设置单元，所述显示单元用于显示所述温度信息和所述整合分析结果，所述报警记录查询单元用于查询所述警示信息，所述系统参数设置单元用于为所述云服务平台设定其进行整合分析所需的参数，所述管理员模式设置单元用于供所述智能终端的使用者进行模式设定和登录。

所述温度管理预测模块包括温度整合管理单元、温度预测模型建模单元和温度模拟预测单元，所述温度整合管理单元与所述温度预测模型建模单元相连接，所述温度预测模型建模单元与所述温度模拟预测单元相连接，所述温度整合管理用于获取和整合所述整合分析结果，所述温度预测模型建模单元用于根据所述整合分析结果建立所述温度预测模型，所述温度模拟预测单元用于利用所述温度预测模型对各所述测温点的温度进行预测。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、本发明从根本上解决了高压设备接点运行温度不易实时在线监测的难题，可实现对温度监测进行分级警示处理，并对温度警示相关数据进行储存和发送，并对系统查阅权限进行两级设定，可对系统数据进行保护，避免系统数据丢失或被任意篡改；

2、本发明可以建立温度预测模型，将采集到的温度数据代入到所述温度预测模型中进行预测，可实时预测高压电气设备的后期温度变化，实现了高压设备热故障预知维护。

附图说明

附图1为本发明的电力无线测温系统的连接示意图。

附图2为本发明的电力无线测温系统中无线温度传感装置的结构示意图。

附图3为本发明的电力无线测温系统中采用的温度警示流程图。

附图4为本发明的电力无线测温系统中采用的系统权限管理流程图。

附图5为本发明的电力无线测温系统中采用的温度预测流程图。

以上附图中：1、云服务平台；2、数据采集模块；3、警示模块；4、数据库；5、温度管理预测模块；6、智能终端；7、中央处理单元；8、信息收发单元；9、存储单元；10、无线温度采集单元；11、现场智能管理单元；12、通信管理单元；13、定位数据采集单元；14、温度整合管理单元；15、温度预测模型建模单元；16、温度模拟预测单元；17、显示单元；18、报警记录查询单元；19、系统参数查询单元；20、系统参数设置单元；21、管理员模式设置单元；22、温度传感器；23、采样滤波电路；24、信号调制放大电路；25、无线发射电路。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。

实施例一：如附图1所示，一种电力无线测温系统，包括云服务平台1、数据采集模块2、智能终端6、警示模块3、数据库4和温度管理预测模块5。云服务平台1的输出端分别与数据采集模块2的输入端、智能终端6的输入端、警示模块3的输入端、数据库4的输入端和温度管理预测模块5的输入端相连接，数据采集模块2的输出端、智能终端6的输出端、温度管理预测模块5的输出端分别与云服务平台1的输入端相连接，智能终端6的输入端与数据库4的输出端相连接，数据库4的输入端与智能终端6的输出端相连接。

数据采集模块2用于采集电气设备中测温点处的温度信息并整理后发送给云服务平台1，具体功能包括对高压电气设备进行温度采集、整理、定位和发送，故温度信息包括温度以及测得温度的位置信息等。云服务平台1设置在工作站中，其用于整合分析温度信息得到整合分析结果、存储整合分析结果和发整合分析结果给数据库4和温度管理预测模块5、基于整合分析结果输出警示信息给警示模块3，云服务平台1还用于管理数据采集模块2、智能终端6、警示模块3、数据库4和温度管理预测模块5，还可以用于对高压电气设备进行远程平台式管理。警示模块3用于基于警示信息进行警示，即在高压电气设备发生温度故障时进行分级警示。数据库4用于存储温度信息和整合分析结果以供查询。智能终端6用于查询及显示温度信息、整合分析结果和警示信息以及为云服务平台1设定其进行整合分析所需的参数。温度管理预测模块5用于对温度信息进行整合，根据整合分析结果建立温度预测模型并利用温度预测模型对各测温点的温度进行预测。

云服务平台1包括中央处理单元7、信息收发单元8和存储单元9。中央处理单元7分别与信息收发单元8、存储单元9相连接。信息收发单元8用于收发各类信息，包括接收温度信息、发送整合分析结果和输出警示信息，中央处理单元7用于整合分析温度信息得到整合分析结果，存储单元9用于存储整合分析结果。存储单元9包括本地存储器和云存储器。

数据采集模块2包括无线温度采集单元10、现场智能管理单元11、通信管理单元12和定位数据采集单元13。无线温度采集单元10和定位数据采集单元13分别与现场智能管理单元11相连接，现场智能管理单元11与通信管理单元12相连接。无线温度采集单元10用于采集高压电气设备中测温点处的温度数据，定位数据采集单元13用于采集温度数据对应的定位数据，现场智能管理单元11用于对温度数据和定位数据进行整理而获得温度信息并发送给通信管理单元12，通信管理单元12用于接收现场智能管理单元11发来的温度信息并发送温度信息到云服务平台1。

无线温度采集单元10为安装在测温点处的无线温度传感装置，现场智能管理单元11为现场智能分机，通信管理单元12为通信管理机，定位数据采集单元13为无线温度传感装置上的编码器。无线温度传感装置与现场智能分机通过无线电波信号连接，现场智能分机与通信管理机通过无线电波信号连接或通过RS485总线连接。其中，无线温度传感装置所安装到的测温点包括每台高压开关、母线接头、户外刀闸、变压器等容易产生高温的电气接点处。

如附图2所示，无线温度传感装置包括依次连接的温度传感器22、采样滤波电路23、信号调制放大电路24和无线发射电路25。

警示模块3包括警示灯和/或蜂鸣器，警示灯和蜂鸣器可以分别设置于高压电气设备外部和工作站的监控室内部等合适位置。

智能终端6包括显示单元17、报警记录查询单元18、系统参数查询单元19、系统参数设置单元20、管理员模式设置单元21。显示单元17用于显示温度信息和整合分析结果等数据，报警记录查询单元18用于查询警示信息，即提供报警记录查询页面和数据，系统参数设置单元20用于为云服务平台1设定其进行整合分析所需的参数，即提供系统参数设置页面以设定或更改系统参数，管理员模式设置单元21用于供智能终端6的使用者进行模式设定和登录，即提供管理员模式页面和系统管理员权限。

云服务平台1与温度管理预测模块5之间通过无线电波信号互联。温度管理预测模块5包括温度整合管理单元14、温度预测模型建模单元15和温度模拟预测单元16。温度整合管理单元14与温度预测模型建模单元15相连接，温度预测模型建模单元15与温度模拟预测单元16相连接。温度整合管理用于获取和整合云服务平台1发来的整合分析结果，温度预测模型建模单元15用于根据整合分析结果建立温度预测模型，温度模拟预测单元16用于利用温度预测模型对各测温点的温度进行预测。

上述电力无线测温系统的使用方法包括以下步骤：

a）使用智能终端6开启系统，并对系统中数据进行调整和设定，数据采集模块2对高压开关、母线接头、户外刀闸、变压器等容易产生高温的电气接点处的温度进行采集和整理，且对各个电气节点处的定位数据与温度数据匹配发送到云服务平台1。

b）云服务平台1将采集数据进行分析整合处理，监测温度为A，温度报警参数分为两个档：警告参数：警告上限为60℃，警告下限为-10℃；报警参数：报警上限为90℃，报警下限为-20℃。温度回差默认设定为3℃，当超过报警或者警告温度上/下限之后，温度要小于或者大于上/下限3℃才认为恢复到上一个状态，设置温度回差可避免温度在阈值温度上下波动情况下频繁产生报警或警告事件。附图3所示，当-10℃＜A＜60℃时，温度处于正常数据范围内，当-20℃＜A≤-10℃或者60℃≤A＜90℃时，温度处于警告数据范围内，通过警示模块3进行警告处理，当A≤-20℃或者90℃≤A，温度处于报警数据范围内，通过警示模块3进行报警处理。当进行警告和报警处理时，可将关于异常温度的描述、温度、异常登记、起始时间和截止时间进行记录处理，并将温度监测数据记录、警告数据记录和报警数据记录发送到数据库4和智能终端6。

c）数据库4对温度监测数据记录、警告数据记录和报警数据记录进行保存处理，智能终端6对温度监测数据记录、警告数据记录和报警数据记录进行保存和显示处理，使用者或管理人员可通过智能终端6登录到系统中，如附图4所示，系统包括两级验证处理，一级验证处理为用户登录账户和登录密码，二级验证处理为系统登录账户和登录密码，通过一级验证处理之后进入正常用户页面，可在智能终端6中进入报警记录查询单元18和系统参数查询单元19，拥有一级权限，可查阅温度警告、报警记录和系统数据参数的权限，当同时通过一级验证处理和二级验证处理时，可在智能终端6中进入报警记录查询单元18、系统参数查询单元19、系统参数设置单元20和管理员模式设置单元21，拥有二级权限，拥有管理员权限同时可对温度警告、报警记录进行查阅，且可对系统数据参数进行查阅和设定更改，当用户未通过一级验证处理，则直接登出系统，当用户通过一级验证处理，而未通过二级验证处理，则依旧显示通过验证，所拥有的权限仍然是一级验证处理通过后的一级权限。

该实施方式具体解决了背景技术中现有的高压电气设备温度监测点都处于高电压、大电流、强磁场的环境中，甚至有的监测点还处在密闭的空间中，由于强电磁噪声和高压绝缘、空间的限制等问题，通常的温度测量方法无法解决这些问题导致无法使用的问题。

如附图5所示，对于温度管理预测模块5，使用时，当进行警告和报警处理时，可将关于异常温度的描述、温度、异常登记、起始时间和截止时间进行记录处理，并将温度监测数据记录、警告数据记录和报警数据记录发送到所述温度管理预测模块5中，所述温度管理预测模块5对每一项温度监测数据记录、警告数据记录、报警数据记录以及关于异常温度的描述、温度、异常登记、起始时间和截止时间的记录数据进行整合管理形成每一条温度监测数据关系链，不断累积堆叠形成温度监测资料库，并根据温度监测资料库中每一条温度监测数据关系链中的关联关系，进行复合审计整理每一条温度监测数据关系链中逻辑关系的相同点和不同点，然后依据上述材料数据建立温度预测模型，然后将所述数据采集模块2采集到的温度数据代入到所述温度预测模型中进行预测，可实时预测高压电气设备的后期温度变化，实现了高压设备热故障预知维护。

上述方案中，通过设置云服务平台1、数据采集模块2、警示模块3、数据库4和智能终端6，采用无线电波进行信号传输，传感器安装在高压设备上，与接收设备之间无电气连接，因此该系统从根本上解决了高压设备接点运行温度不易实时在线监测的难题，可实现对温度监测进行两级警示处理，并对温度警示相关数据进行储存和发送，并对系统查阅权限进行两级设定，可对系统数据进行保护，避免系统数据丢失或被任意篡改。

进一步的，参照说明书附图1和附图5，通过设置温度管理预测模块5，可将温度监测相关数据，不断累积堆叠形成温度监测资料库，然后依据上述材料数据建立温度预测模型，将采集到的温度数据代入到所述温度预测模型中进行预测，可实时预测高压电气设备的后期温度变化，实现了高压设备热故障预知维护。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。