高压开关设备触头温度无线监测装置设计

《高压开关设备触头温度无线监测装置设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、高压开关设备触头温度无线监测装置设计　　摘　要：为解决高压开关设备触头等温度不易检测，导致温升异常而造成严重电力事故的难题，开发了一种利用微功率无线通信技术，对高压开关设备触头等温度进行在线监测，并及时进行超温报警与处置的装置。该装置具有自供电、低功耗、高低压有效隔离等特点，监测数据可就地显示，也可远传至监控后台，实现远程监测和预警等功能。　　关键词：高压开关设备温度在线监测无线通信　　中图分类号：TM591文献标识码：A文章编号：1672-3791（2012）10（a）-0053-02　　在电力系统中，因开关设备主回路接触不良等原因，造成触头等连接点温度异常升高

2、，造成严重的电力事故和巨大的经济损失。据有关部门对电力事故统计，我国每年发生的40%左右电力事故都是由于主电路过热所致。　　12～40.5kV高压开关设备空间封闭狭小，触头等连接点温度不易检测，目前比较常用的变色片、点温仪、红外热成像仪等方法需要值班人员定期巡检，无法对温度异常情况进行实时检测与处置。为此，本文介绍一种实时监测开关设备触头等连接点温度、并能对异常情况及时报警与处置的监测装置，以提高电网运行的安全性。　　1技术原理与结构5　　该装置采用无线通信技术实现高低压隔离和信号传输，实时监测高压开关设备触头等温度的变化情况，从根本上解决发热点温度不易实时监测的

3、难题。装置主要由温度在线监测终端和现场汇总通信终端两部分组成。各温度在线监测终端分别安装在高压开关设备触头等连接点附近，监测终端的温度传感器将采集到的温度数据传送给无线信号发射模块，由无线发射模块调制后发送给安装在开关设备控制面板上的现场汇总通信终端。现场汇总通信终端将各监测终端发送的温度数据进行处理，并就地显示，也可通过RS485串行接口将数据传送到变电站的监控后台，实现对开关设备触头等连接点温度的在线监测与预警。　　2硬件设计　　2.1　温度在线监测终端　　温度在线监测终端由温度传感器、信号转换及发射模块、CT线圈三部分组成，装设于开关设备触头等连接点附近。温

4、度传感器贴附于靠近发热点的高压带电体上，将测得的温度信息通过高温导线传送给信号转换及发射模块，该模块将温度信号处理转换后，以无线的方式发送给现场汇总通信终端。CT线圈通过电磁感应从一次回路取电，为信号转换及发射模块提供工作电源。　　温度在线监测终端的设计实现。　　（1）温度传感器：根据温度测量范围和使用环境，选用高精度数字式温度计DS18B20，其测量范围为-15～125℃，精度±0.5℃。具有简单、可靠、体积小等优点，能满足开关设备高温季节满负荷条件下的稳定运行。5　　（2）信号转换及发射模块：主要由单片机MC9S08QG8、专用无线收发芯片MC13202、天线

5、及外围电路组成。MC9S08QG8将温度数据处理转换后，通过SPI接口传输给MC13202，MC13202将待发送的温度数据连同监测终端的地址码等封装成数据包，经过调制后，由天线发射出去，有效地实现高低压隔离。　　（3）CT线圈：该装置由CT线圈感应供电，当通过的一次电流达到5A以上时，CT线圈中感应的电流能为该模块提供足以正常工作的能量。在设计上，CT线圈采取了一系列保护措施，满足一次电流从5～4000A范围内可靠工作，且能承受一次回路高达100kA的短路冲击电流。　　2.2　现场汇总通信终端　　现场汇总通信终端由无线接收模块、信息处理模块、温度显示模块、输出接

6、口模块组成，装设于开关设备控制面板上。无线接收模块接收开关设备各温度监测终端发送的温度数据，经信息处理模块解调、处理后，由温度显示模块就地汇总显示，并可通过RS485接口将数据远传至监控后台。当温度升致设定上限时，现场汇总通信终端驱动蜂鸣器报警，并可启动开关设备强迫风冷装置降温。　　现场汇总通信终端的设计实现。　　（1）无线接收模块：该部分硬件结构与温度监测终端的信号转换及发射模块相同，功能上则接收相应温度监测终端发出的数据包，获取温度数据和地址码。　　（2）信息处理模块：该模块主要由高速ARM微处理器芯片LPC2114及其外围电路组成。该模块除了快速处理并汇总测

7、温数据外，还可以接收用户的按键信息，设置自身及与其通讯的温度监测终端的地址、报警温度限值等，此外还可以驱动控制输出接口模块。5　　（3）温度显示模块：主要由LCD液晶显示器及其外围电路组成。在LPC2114的驱动下，实时滚动显示开关设备各测温点的温度数据。　　（4）输出接口模块：包括RS485接口和报警输出接口等。当监测数据需要远传时，经LPC2114处理汇总后的数据，通过RS485接口以串行通讯的方式传送到监控后台，实现温度数据的远程在线监测、分析、存储及预警等。　　3软件设计　　由于该装置由两个终端构成，所以软件程序的设计也分为一个汇总显示主程序和两个子程序：

8、无线接收模