一種配電變壓器溫度監(jiān)測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例公開了一種配電變壓器溫度監(jiān)測裝置，包括：第一溫度傳感器，用于測量配電變壓器的運行溫度，得到運行溫度模擬信號；第二溫度傳感器，用于測量所述配電變壓器所處的環(huán)境溫度，得到環(huán)境溫度模擬信號；分別與所述第一溫度傳感器和所述第二溫度傳感器相連的溫度采樣芯片，用于對接收到的上述模擬信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到相應(yīng)的數(shù)字信號；以及與所述溫度采樣芯片相連的微控制器，用于讀取所述數(shù)字信號，并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的實際溫度值。由此相關(guān)工作人員可通過所述微控制器來實時獲取得到所述配電變壓器的運行溫度和環(huán)境溫度，進而實現(xiàn)了對配電變壓器的運行溫度及溫升情況的在線監(jiān)測。
【專利說明】一種配電變壓器溫度監(jiān)測裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及溫度監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及一種配電變壓器溫度監(jiān)測裝置。【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)配電變壓器的運行溫度和/或溫升超限時極易發(fā)生配電變壓器過溫?zé)龤鹿?，如此不僅帶來巨大的經(jīng)濟損失，還會造成該配電臺區(qū)供電范圍內(nèi)的長時間停電。
[0003]因此有必要對配電變壓器的運行溫度及溫升情況進行在線監(jiān)測，以便在發(fā)現(xiàn)配電變壓器存在運行溫度和/或溫升超限等安全隱患時，可及時對其運行工況進行相應(yīng)調(diào)整，從而避免所述配電變壓器過溫?zé)龤鹿实陌l(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種配電變壓器溫度監(jiān)測裝置，以實現(xiàn)對所述配電變壓器的運行溫度及溫升情況的在線監(jiān)測。
[0005]一種配電變壓器溫度監(jiān)測裝置，包括:
[0006]第一溫度傳感器，用于測量配電變壓器的運行溫度，得到運行溫度模擬信號；
[0007]第二溫度傳感器，用于測量所述配電變壓器所處的環(huán)境溫度，得到環(huán)境溫度模擬信號;
[0008]分別與所述第一溫度傳感器和所述第二溫度傳感器相連的溫度采樣芯片，用于對接收到的所述運行溫度模擬信號和所述環(huán)境溫度模擬信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到相應(yīng)的數(shù)字信號;
[0009]以及與所述溫度采樣芯片相連的微控制器，用于讀取所述數(shù)字信號，并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的實際溫度值。
[0010]其中，所述微控制器包括STM32F103系列微控制器。
[0011]其中，所述溫度采樣芯片包括CS5463芯片。
[0012]其中，所述第一溫度傳感器和/或所述第二溫度傳感器包括PT100溫度傳感器。
[0013]其中，所述PT100溫度傳感器包括二線制PT100溫度傳感器。
[0014]可選地，所述配電變壓器溫度監(jiān)測裝置還包括:連接于所述微控制器和配電終端之間的通信模塊，用于將所述實際溫度值輸出至所述配電終端。
[0015]其中，所述通信模塊包括隔離型RS485通信模塊。
[0016]可選地，所述配電變壓器溫度監(jiān)測裝置還包括:與所述微控制器相連接的存儲模塊，用于存儲所述實際溫度值。
[0017]其中，所述存儲模塊包括鐵電存儲器FRAM。
[0018]可選地，所述配電變壓器溫度監(jiān)測裝置還包括:與所述微控制器相連的指示模塊；
[0019]所述指示模塊用于指示所述配電變壓器溫度監(jiān)測裝置的運行工況。
[0020]從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例首先通過溫度傳感器測量配電變壓器的運行溫度和所處的環(huán)境溫度，得到相應(yīng)的模擬信號，然后通過溫度采樣芯片將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信號，最后由微控制器讀取所述數(shù)字信號并將其轉(zhuǎn)換為實際的運行溫度值和實際的環(huán)境溫度值。其中所述實際運行溫度值和所述實際環(huán)境溫度值之差即為所述配電變壓器的溫升，由此相關(guān)工作人員根據(jù)所述微控制器的輸出結(jié)果，即可實時監(jiān)測所述配電變壓器的運行溫度和溫升情況，一旦發(fā)現(xiàn)所述運行溫度和/或溫升超限等安全隱患時可及時對所述配電變壓器當(dāng)前的運行工況進行相應(yīng)調(diào)整(如切除所述配電變壓器的部分負荷等)，從而避免了所述配電變壓器因運行溫度和/或溫升超限而燒毀，減少了經(jīng)濟損失，保障了供電的可靠性；另外，本發(fā)明所述裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，便于推廣應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1為本發(fā)明實施例一公開的一種配電變壓器溫度監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明實施例二公開的一種配電變壓器溫度監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0025]參見圖1，本發(fā)明實施例一公開了一種配電變壓器溫度監(jiān)測裝置，以實現(xiàn)對所述配電變壓器的運行溫度及溫升情況的在線監(jiān)測，包括:第一溫度傳感器100、溫度采樣芯片200、微控制器300和第二溫度傳感器400。
[0026]具體的，第一溫度傳感器100，用于測量所述配電變壓器的運行溫度，得到運行溫度模擬信號。
[0027]第二溫度傳感器400，用于測量所述配電變壓器所處的環(huán)境溫度，得到環(huán)境溫度模擬信號。
[0028]溫度采樣芯片200分別與第一溫度傳感器100和第二溫度傳感器400相連，用于對接收到的所述運行溫度模擬信號和所述環(huán)境溫度模擬信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到相應(yīng)的數(shù)
字信號。
[0029]微控制器300與所述溫度采樣芯片200相連，用于讀取所述數(shù)字信號，并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的實際溫度值。
[0030]具體的，在所述配電變壓器溫度監(jiān)測裝置工作過程中，微控制器300對溫度采樣芯片200進行初始化配置，并實時監(jiān)控其運行狀態(tài)，待溫度采樣芯片200采樣完成后會提示微控制器300采樣數(shù)據(jù)已準備就緒，此時微控制器300讀取溫度采樣芯片200處理得到的所述數(shù)字信號并進行相應(yīng)轉(zhuǎn)換，得到相對應(yīng)的實際溫度值；其中所述數(shù)字信號包括表征所述配電變壓器的運行溫度(其中，對于油浸式配電變壓器，以油溫表征其運行溫度，故所述運行溫度模擬信號具體為該油浸式配電變壓器的油溫模擬信號)的運行溫度數(shù)字信號，以及表征所述配電變壓器所處環(huán)境的環(huán)境溫度數(shù)字信號；對應(yīng)的，所述實際溫度值包括實際運行溫度值和實際環(huán)境溫度值；所述實際運行溫度值和實際環(huán)境溫度值之差即為所述配電變壓器的溫升。
[0031]由上述結(jié)構(gòu)及功能可知，本實施例一首先通過溫度傳感器測量配電變壓器的運行溫度和所處的環(huán)境溫度，得到相應(yīng)的模擬信號，然后通過溫度采樣芯片將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信號，最后由微控制器讀取所述數(shù)字信號并將其轉(zhuǎn)換為實際的運行溫度值和實際的環(huán)境溫度值。由此相關(guān)工作人員根據(jù)所述微控制器的輸出結(jié)果，即可實時監(jiān)測所述配電變壓器的運行溫度和溫升情況，一旦發(fā)現(xiàn)所述運行溫度和/或溫升超限等安全隱患時便可及時對所述配電變壓器當(dāng)前的運行工況進行相應(yīng)調(diào)整(如切除所述配電變壓器的部分負荷等)，從而避免了所述配電變壓器因運行溫度和/或溫升超限而燒毀，減少了經(jīng)濟損失，保障了供電的可靠性。
[0032]本實施例一中，微控制器300可包括STM32F103系列微控制器；
[0033]所述STM32F103系列微控制器是首款基于ARMv7-M體系結(jié)構(gòu)的32位標準RISC(Reduced Instruction Set Computer,精簡指令集計算機)處理器,作為最新一代的嵌入式ARM處理器，所述STM32F103系列微控制器的性能指標遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)的51系列單片機，但是其開發(fā)使用方法卻和51系列單片機一樣簡便，因此可極大程度減少開發(fā)工作量；并且，豐富的片上資源使得所述STM32F103系列微控制器更易于今后升級擴展。
[0034]另外，溫度米樣芯片200的可選型號較多,本實施例一優(yōu)選CS5463芯片；
[0035]所述CS5463芯片具有高性價比、低功耗以及高采樣精度等特性；且由于CS5463芯片內(nèi)部至少包含兩路模數(shù)轉(zhuǎn)換通道，因此在本實施例一中，通過將第一溫度傳感器100和第二溫度傳感器400分別連接于CS5463芯片的兩路模數(shù)轉(zhuǎn)換通道，即可實現(xiàn)所述運行溫度模擬信號和所述環(huán)境溫度模擬信號的同步采樣，從而保證了運行溫度和環(huán)境溫度的采樣時刻相同，避免了因某一個溫度值采樣延遲導(dǎo)致溫升值計算延遲或錯誤；
[0036]具體的，CS5463芯片對第一溫度傳感器100和第二溫度傳感器400輸出的模擬信號同步進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，得到表征相應(yīng)溫度值的數(shù)字信號；微控制器300在采集到所述數(shù)字信號后、根據(jù)預(yù)設(shè)的運算規(guī)則對其進行換算，即可得到相對應(yīng)的實際溫度值。
[0037]再者，在本實施例一中，第一溫度傳感器100和/或第二溫度傳感器400可采用PT100溫度傳感器；所述PT100溫度傳感器的核心部件為PT100，即鉬熱電阻，其阻值隨溫度線性變化；通過在PT100溫度傳感器外串接一恒壓源和限流電阻，即可輸出PT100兩端的電壓信號(即所述溫度模擬信號)，根據(jù)該電壓信號即可反算出相應(yīng)的溫度值。
[0038]所述PT100溫度傳感器采用不銹鋼套管封裝，因此經(jīng)久耐用，另外由于其外形小巧、有多種探頭尺寸可選，因此經(jīng)濟實用且適應(yīng)面廣，此外還具有抗振動、穩(wěn)定性好、準確度高、耐高壓、靈敏度高等諸多優(yōu)點；更重要的是，所述PTioo溫度傳感器是按照IEC751國際標準制造，且通過活動螺絲固定，因此可實現(xiàn)即插即用，使得溫度檢測操作簡單方便；
[0039]具體的，所述PT100溫度傳感器可采用二線制PT100溫度傳感器；
[0040]PT100，即所述PT100溫度傳感器中的鉬熱電阻。按照所述PT100的引線線路的不同接法，PT100溫度傳感器可分為二線制PT100溫度傳感器、三線制PT100溫度傳感器和四線制PT100溫度傳感器等；隨著線制的增加，PTlOO溫度傳感器的測量精度逐步提高，但相應(yīng)的，其接線復(fù)雜度也逐步增大，此時考慮到所述二線制PTlOO溫度傳感器已滿足本實施例一所要求的測量精度、且其接線方式最為簡單，因此本實施例一優(yōu)選所述二線制PTioo溫度傳感器。
[0041]基于實施例一，本發(fā)明實施例二公開了又一種配電變壓器溫度監(jiān)測裝置，以實現(xiàn)對配電變壓器的運行溫度及溫升情況的在線監(jiān)測，參見圖2，該裝置包括第一溫度傳感器100、溫度采樣芯片200、微控制器300、第二溫度傳感器400和通信模塊500 ；
[0042]具體的，第一溫度傳感器100，用于測量所述配電變壓器的運行溫度，得到運行溫度模擬信號；
[0043]第二溫度傳感器400，用于測量所述配電變壓器所處的環(huán)境溫度，得到環(huán)境溫度模擬信號；
[0044]溫度采樣芯片200分別與第一溫度傳感器100和第二溫度傳感器400相連，用于對接收到的所述運行溫度模擬信號和所述環(huán)境溫度模擬信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到相應(yīng)的數(shù)
字信號;
[0045]微控制器300與所述溫度采樣芯片200相連，用于讀取所述數(shù)字信號，并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的實際溫度值；
[0046]通信模塊500連接于微控制器300和配電終端之間，用于將微控制器300處理得到的所述實際溫度值輸出至所述配電終端；其中鑒于隔離型RS485通信模塊具有網(wǎng)絡(luò)連接方便、抗干擾性能好、傳輸距離遠等特點，因此通信模塊500優(yōu)選隔離型RS485通信模塊。
[0047]此外，仍參見圖2，本發(fā)明實施例二提供的配電變壓器溫度監(jiān)測裝置還可包括:存儲模塊600 ；
[0048]具體的，存儲模塊600與微控制器300相連接，用于存儲微控制器300處理得到的
實際溫度值；
[0049]其中，為保證快速而準確的存儲、讀取溫度信號，存儲模塊600優(yōu)選FRAM (鐵電存儲器)；FRAM利用鐵電效應(yīng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲，可將ROM (Read-Only Memory，只讀存儲器)的非易失性數(shù)據(jù)存儲特性和RAM (random accessmemory,隨機存儲器)的無限次讀寫、高速讀寫以及低功耗等優(yōu)勢結(jié)合在一起，相較于閃存和EEPROM ( (Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory,電可擦可編程只讀存儲器)等較早期的非易失性存儲器，F(xiàn)RAM具有更高的寫入速度和更長的讀寫壽命。
[0050]在本實施例二中，微控制器300對溫度采樣芯片200進行初始化配置，并實時監(jiān)控其運行狀態(tài)，待溫度采樣芯片200采樣完成后會提示微控制器300采樣數(shù)據(jù)已準備就緒，此時微控制器300讀取溫度采樣芯片200處理得到的所述數(shù)字信號并進行相應(yīng)轉(zhuǎn)換，得到相應(yīng)的實際運行溫度值和實際環(huán)境溫度值，并將其存儲于存儲模塊600中；當(dāng)需要與配電終端通信時，微控制器300從存儲模塊600中讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，通過通信模塊500傳輸至配電終端。
[0051]此外，仍參見圖2，本發(fā)明實施例二提供的配電變壓器溫度監(jiān)測裝置還可包括:指示模塊700。
[0052]指示模塊700與微控制器300相連，用于指示所述配電變壓器溫度監(jiān)測裝置的運行工況。
[0053]具體的，微控制器300實時監(jiān)控溫度采樣芯片200、通信模塊500、存儲模塊600等的運行狀態(tài)，并控制指示模塊700顯示監(jiān)控結(jié)果；如:當(dāng)所述配電變壓器溫度監(jiān)測裝置正常運行時，微控制器300控制指示模塊700的第一信號燈持續(xù)閃爍；當(dāng)所述配電變壓器溫度監(jiān)測裝置出現(xiàn)故障或停止運行時，控制所述第一信號燈熄滅；當(dāng)所述配電變壓器溫度監(jiān)測裝置與配電終端進行通訊時，微控制器300控制指示模塊700的第二信號燈持續(xù)閃爍；當(dāng)所述通訊過程中斷或通訊故障時，控制所述第二信號燈熄滅。由此，可方便相關(guān)工作人員實時了解所述配電變壓器溫度監(jiān)測裝置的運行工況，并及時做出相應(yīng)處理。
[0054]另外，本發(fā)明所述的任一種配電變壓器溫度監(jiān)測裝置，其供電電源均可優(yōu)先選用線性電源，以避免出現(xiàn)諧波干擾，保證溫度檢測的準確性。
[0055]綜上所述，本發(fā)明實施例首先通過溫度傳感器測量配電變壓器的運行溫度和所處的環(huán)境溫度，得到相應(yīng)的模擬信號，然后通過溫度采樣芯片將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信號，最后由微控制器讀取所述數(shù)字信號并將其轉(zhuǎn)換為實際的運行溫度值和實際的環(huán)境溫度值。由此相關(guān)工作人員根據(jù)所述微控制器的輸出結(jié)果，即可實時監(jiān)測所述配電變壓器的運行溫度和溫升情況，一旦發(fā)現(xiàn)所述運行溫度和/或溫升超限等安全隱患時可及時對所述配電變壓器當(dāng)前的運行工況進行相應(yīng)調(diào)整(如切除所述配電變壓器的部分負荷等)，從而避免了所述配電變壓器因運行溫度和/或溫升超限而燒毀，減少了經(jīng)濟損失，保障了供電的可靠性?’另外，本發(fā)明所述裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，便于推廣應(yīng)用。
[0056]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。 [0057]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明實施例的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明實施例將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種配電變壓器溫度監(jiān)測裝置，其特征在于，包括: 第一溫度傳感器，用于測量配電變壓器的運行溫度，得到運行溫度模擬信號； 第二溫度傳感器，用于測量所述配電變壓器所處的環(huán)境溫度，得到環(huán)境溫度模擬信號; 分別與所述第一溫度傳感器和所述第二溫度傳感器相連的溫度采樣芯片，用于對接收到的所述運行溫度模擬信號和所述環(huán)境溫度模擬信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到相應(yīng)的數(shù)字信號; 以及與所述溫度采樣芯片相連的微控制器，用于讀取所述數(shù)字信號，并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的實際溫度值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電變壓器溫度監(jiān)測裝置，其特征在于，所述微控制器包括STM32F103系列微控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電變壓器溫度監(jiān)測裝置，其特征在于，所述溫度采樣芯片包括CS5463芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電變壓器溫度監(jiān)測裝置，其特征在于，所述第一溫度傳感器和/或所述第二溫度傳感器包括PTlOO溫度傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的配電變壓器溫度監(jiān)測裝置，其特征在于，所述PT100溫度傳感器包括二線制PTlOO溫度傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的配電變壓器溫度監(jiān)測裝置，其特征在于，還包括:連接于所述微控制器和配電終端之間的通信模塊，用于將所述實際溫度值輸出至所述配電終端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的配電變壓器溫度監(jiān)測裝置，其特征在于，所述通信模塊包括隔離型RS485通信模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的配電變壓器溫度監(jiān)測裝置，其特征在于，還包括:與所述微控制器相連接的存儲模塊，用于存儲所述實際溫度值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的配電變壓器溫度監(jiān)測裝置，其特征在于，所述存儲模塊包括鐵電存儲器FRAM。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的配電變壓器溫度監(jiān)測裝置，其特征在于，還包括:與所述微控制器相連的指示模塊； 所述指示模塊用于指示所述配電變壓器溫度監(jiān)測裝置的運行工況。
【文檔編號】G01K7/18GK103728043SQ201310755614
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】葉勤風(fēng), 姜衍, 歐建有, 劉若挺, 黃余林 申請人:溫州市圖盛科技有限公司