开关柜无线测温

发表时间: 2019-08-29 10:54:50


在建设智能化电网的背景下,传统的火电厂也 在向数字化电厂发展,各种传感设备、数据采集设 备大量应用于电厂。其中无线传感网络得到越来越 多的应用,然而这些系统通常设计成就地监测的 形式,极少有将系统扩展到远端,实现移动监测。且当下电厂数据中心多采用传统“竖井式” 的构架,这种构架方式易形成信息孤岛,使得资源 形成“独占式”,资源利用率低下,存储资源的利用 率只有 35%~50%。随着云计算的发展,云服务器对 物理资源的整合为电厂数据中心的改造升级提供了 新的思路。因此,对云服务器应用的探索将为基于 云计算的数字化电厂的构建提供有价值的参考。 当前,手机操作系统主要分为 Google 开源的 Android 系统、苹果的 IOS 系统以及微软的 Windows phone 系统 3 类。

Android 系统以其开源的特性在手 机操作系统市场中占有率最高。 基于此,针对 500 kV 主变压器高压侧中性点、 避雷器的接头及 500 kV GIS 套管接头的温度监测, 设计了基于工业无线传感网络技术的远程温度监 测与预警系统。将监测系统扩展到远端,设计了基 于云服务器 试,系统运 1 系统设 1。1 无线测温 温度是 运行温度、 地判断变压 变压器高压 头、电缆接 电抗器、消 过载、紧固 目前各厂站 方式容易出 有一些使用 高,抗干扰 等缺点[7]。相 统采用无线 (WSN)技 实现设备运 在线监测, 基于无 统采用分层 线温度传感 温仪和 1 无线温度传 无线发送温 线温度信息 无线服务( 中心分析判 程监测与管 示、实时/历 报警和设备 无线温 块、微处理 度进行采集 线数据传输 器和无线通 传感器节点 网将其传送 于设备在户 考虑环境因 及可能出现器的无线测温 运行稳定。 设计方案 温系统 是各电力设备 相对温升、 压器等设备工 压侧中性点、避 头、闸刀触点 消弧线圈、电 固松动、散热 站多采用手持 出现漏报、误 用了分布式光 扰能力强,但 相比于以上 线温度传感 技术,可将其 运行温度、温 为设备的安 无线传感网络 层、分散系统 感器、2 个无 个管理中心组 传感器安装在 温度数据;无 息,并可通过 (GPRS)等方 判断温度数据 管理,包括各 历史趋势、统 备隐患分析。 温度传感终端 理器控制模块 集,并通过无 输基站。 通信模块组成 点信息,并通 送至管理中心 户外使用,无 因素、终端整 现的屏蔽现象温手机终端系统 运行的重要外 相间温差等信 工作状态是否 避雷器的接头 点、开关触点 容器等处而言 不良等原因导 持式红外测温器 报的现象,且 光纤测温系统 存在工程投资 2 种测温方式 器,它基于 其直接安装在 升和相间温差 全运行提供数 络的远程温度 统思想,整个 线数据传输基 组成,其结构 被测设备表面 线数据传输基 RS-485、以 方式传输到管 ,在 PC 上通 各个温度参数 统计报表和报 由温度监测模 等构成,用于 线通信网络将 无线数据传输 成,主要用于接 通过串口通信 ,实现实时处 线温度传感器 体的密闭性能 象对通信的削弱 热 http:/ 统。经过实际 外在表征,根 信息可以较准 正常。对于头及 GIS 套管 点、铜排连接 言,可能会因 导致温度升高 器测温,但这 且实时性差。 统,虽然实时 资大,布线困 式,无线测温 于无线传感网 在可能的发热 差的高可靠实 数据支持。 度监测与预警 个系统由 12 个 基站(或终端 构如图 1 所示 面,实时测量 基站负责收集 太网、通用分 管理中心;管 通过软件实现 数的实时数据 警等,给予温 模块、ZigBe 于对待测点的 将信息发送至 输基站由微处 接收、汇聚周 RS-485 或以 处理和显示。 器终端应该充 能、通信距离 弱。


无线传感器 感器主电路, 同时无线传 得系统与被测 18]。由于高压 是需要注意的 天线和环形天 端侧的电荷特 极易产生尖开发服务器是本系 迁移到云端。 服务器分离。 组成,主要功 趋势、统计报 备由无线测温 现场数据的采 实现数据传输 由监控平台通 务器,手机端 信,获得服务 现远程数据显 服务用于接收 便于实时查 图 4 手机终端 cture of the mo 要点 境下的无线传 器与高压设备 无线传感器节 器在硬件上采 在一定程度 传感器节点的 测点等电位, 压设备的特殊 的关键问题。 天线,处于高 特别密集,其 尖端放电现象系统的核心, 目前,由于条 监控平台由 功能是温度 报表、高值/低 温终端、传 采集与上传。 输的主要通道 通过工业级 端通过移动 3G 务器数据。 显示功能,后 收云服务器数 查询。 端系统结构 obile terminal 传感器节点 备直接接触。 节点长期稳定 采用金属外壳 度上起到了电 的系统地线与 有效解决了 殊性,无线通 通常,天线 高压系统附近 其附近空气 象,因此高压 63 未来监控平 条件的限制, 由通讯管理机 数据实时显 低值报警等。 输基站等组 道,无线传感 3G/4G 路由 G/4G 网络与 后台用户数据 数据,数据以 system 在复杂电磁 定可靠运行是 壳,包裹无线 电磁屏蔽的作 与外壳相连, 了高压绝缘问 通信的天线设 线可以分为柱 近的柱形天线 中的电场较 压系统中不宜

采用柱形天 用异形微型 用时的尖端 应用需要。 对于现场高 3。1。2 通信干 无线传 情况下高压 磁场和一些 和脉冲磁场 SF6 间 电磁干扰在 存在,对于 是,这些同 能持续很短 也是瞬间的 也恢复正常 可以长期保 3。2 手机终端 无线测 Android 系统 和人机接口 与用户交互 显示界面。 入,云服务 经解密才能 得监控数据F 后台服 采用 UDP 议(TCP)和 协议,TCP 系统资源较 而 UDP 虽 资源低,传天线,也不适 型平板天线, 端放电现象, 同时,无线传 高压设备正常 干扰 传感器节点采 压设备周围主 些脉冲磁场, 场对无线传感 隙击穿放电和 在2。405~2。48 于无线传感器 同频干扰属于 短的时间,因 的,瞬态电磁 常。故无线传 保持良好的通 端结构 测温手机终端 统,终端结构 口层,具体如 互的界面,主 登录界面负 务器数据经密 能得到正确数 据的主要途径 图 5 手 Fig。5 The mobi 服务层主要负 协议从云服 和 UDP 协议 是面向连接 较高,传输效 虽然面向非连 传输效率高。 宜用环形天线 极大地减少在 满足高压复杂 传感器节点功 运行无影响 采用 2。4 GHz I 要存在频率为 实验证明 5 级 感节点通信基本 和真空间隙击 85 GHz频带 节点来说属于 瞬态电磁干扰 此对无线传感 干扰结束,无 感器节点在强 通信。 端以云服务器 构分为 2 层, 图 5 所示[17] 要分为登录界 负责用户号和 码进行了加密 数据;而数据表 径。手机终端结构 ile terminal str 责后台数据 务器获取数据 作为传输层 接的,虽然可靠 效率低,对网络 接、可靠性低 通过比较, 热 http:/ 线。所以系统 在高压设备上 杂电磁环境下 功率处于毫瓦 。ISM 频段,正 为 50 Hz 的工 级持续工频磁 本没有影响[ 击穿放电产生 内有较强的信 于同频干扰。 扰,这种干扰 感器网络的干 无线传感器网 强电磁场环境 器为中心,基 ,即后台服务 。人机接口作 界面和数据表 和用户密码的 密,接收后只 表格则是用户 ructure 的获取,手机 据。传输控制 2 种主要的传 靠性高,但占 络状况要求高 低,但占用系 最终选择 U热 力 发 电 //www。rlfd。co 统采上使下的 瓦级, 正常工频磁场[19]。 生的信号。但扰只干扰网络境下基于务层作为表格的输只有户获机端制协传输占用高;系统UDP 协议 3。3 3。3。 为帧用户型主测点数目而后的描点数登录更新数据数据发送返回 *数据 3。3。 为 2 线程用过出。 前, 网络保实解决问题需要定义 口, 实现要流电om。cn 议作为后台网 手机终端主 。1 数据帧格式 表 1 列出了 帧头,仅作为 户号,用户号 主要分为 3 种 点数据。手机 目的 UDP 帧 后发送请求测 描述信息;最 数据的填充。 录时只需请求 新。这种将信 据流量,同时 Table 1 据帧 帧头 0* 帧头 送帧 0x5A 0x 0x5A 0x 回帧 0x5A 0x 0x5A 0x 据前标有“0x“表示 。2 数据实时更 针对数据实 2 s。数据的实 程池中采用固 过程中捕获所 网络请求直 线程阻塞。 络任务的分离 实时数据更新 采用后台任 决Service后台 题。由于后台 要在每次数据 义 interface 接 能够实现数 现数据实时更 流程如图 6 所网络的传输协 要技术 式设计 了 UDP 数据 为标识用,用 号是识别用户 种,分别标识 机终端首先向 帧,以确定需 测点信息的数 最后发送请求 测点数目与 求 1 次即可, 信息分开请求 时也增加了系 表 1 UDP 帧 1 The UDP fr 头 1* 用户标识 0-3 x5A 0-232-1 x5A 0-232-1 x5A 0-232-1 x5A 0-232-1 示采用十六进制, 更新设计 实时更新的需 实时更新采用 固定频率的线 所有可能的异 直接使用套接 这三者的结 离,使得程序 新任务的实现 任务形式设计 台进程与主界 台进程中的数 据更新后通知 接口,再经 S 数据更新后反 更新后的传递 所示[22]。 协议[20-21]。 据帧的格式, 用户标识 0— 户身份的主要 识测点数目、 向云服务器发 需要填充的表 数据帧,以此 求测点数据的 与测点信息在 而测点数据 求的设计,极 系统实时更新 帧格式 rame format ta 包类型 帧 100,101- ,251 0 100 0 101- 0 251 0 否则为十进制。 需求,设计后 用 Service+线 线程。注意在 异常,否则线 接字 Socket, 结合实现了主 序具有良好的 现。计服务器数据 界面Activity 数据处于实时 知用户接口刷 Service 预留的 反馈到主界面 递。手机终端 2017 年 其中前 2 位 —3 用来标识 要标志。包类 测点信息、 发送请求测点 表格的大小; 此来获得测点 的帧,完成测 在每次客户端 据则需要实时 极大地节省了 新的稳定性

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