高压开关柜小型化、自供电、无线测温系统设计

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1、中北大学学位论文高压开关柜小型化、自供电、无线测温系统设计摘要高压开关柜作为电力系统中接收和分配电能的重要电气设备，其安全可靠性受到了更多的重视。高压开关柜输变线路的接头、母线等触点无论是松动还是老化都会引起接触电阻的增大，热量集中带来的温升会严重影响高压开关柜的正常运行，甚至会造成电力系统的奔溃，引发火灾和大面积停电。因此监测高压开关柜内接头、母线等触点的工作温度，是电力系统中电气设备安全运行急需解决的实际问题。基于工程背景，本文设计了一种适用于高压开关柜的小型化无、自供电、无线测温系统。通过详细分析国内外高压开关柜测温系统相关技术及研究现状，提出系统的设计目标、

2、功能要求及总体方案设计，采用多点组网的方式：8路测温节点对应1路接收系统。构建以MSP430F149为核心的硬件系统，分别从硬件的选型和组成介绍硬件电路设计。选择数字温度传感器DS18B20采用接耳式探头能与高压开关柜电缆线接头点无缝接触完成温度测量；利用基于微功率短距离无线通信技术的芯片nRF24L01设计了无线通信模块，实现温度数据无线传输；测温节点的电源采用基于电磁感应的母线供电技术，系统能长期不断电工作；设计了数据传输模块，实现系统与上位机的通信功能，完成温度信息的处理、显示和保存。每个功能模块的设计均体现了系统小型化的设计要求，同时还具有低功耗的特点。系统

3、软设计采用模块化、结构化设计方法，完成了系统相关程序的设计，包括MSP430F149控制DS18B20的程序设计和控制nRF24L01的程序设计，设计了基于LabVIEW的高压开关柜测温系统上位机软件。在上述工作的基础上，搭建系统实验平台，对系统相关性能进行测试，实验数据结果表明，本系统组成模块工作正常，所设计的系统达到预期设计目标。关键词：高压开关柜，触点测温，自供电，无线通信，小型化中北大学学位论文Designofminiature，self-powered，wirelesstemperaturemeasurementsystemofHighvoltageswi

4、tchgearAbstractHighvoltageswitchgearasanimportantelectricalequipmentforreceivinganddistributionofelectricenergyinpowersystem，itssafetyandreliabilityhasbeenpaidmoreattention.Highvoltageswitchgearjointtransmissionlines，busandothercontactseitherlooseoragingcancausecontactresistanceincreas

5、es，thetemperaturerisecausedbyheatconcentrationwillseriouslyaffectthenormaloperationofthehighvoltageswitchgear，andevencausepowersystemcollapse，causingfiresandblackouts.Therefore，monitoringthetemperatureofjoints，busandothercontactswithhighvoltageswitchgear，isapracticalprobleminurgentneed

6、ofthesafeoperationofelectricalequipmentinpowersystem.Basedontheengineeringbackground，thispaperdesignsawireless，self-powered，miniaturetemperaturemeasuringsystemforhighvoltageswitchgear.Throughdetailedanalysisofdomesticandinternationalrelatedtechnologyandresearchstatusofhighvoltageswitch

7、geartemperaturemeasurementsystem，putforwarddesigntarget，systemfunctionalrequirementsandtheoveralldesign：multi-pointnetworkapproach：an8-channeltemperaturemeasurementnodescorresponding1channelreceiversystem.ThenbuiltthehardwaresysteminwhichMSP430F149microprocessoractedasthecore，andelab