基本信息
- 項目名稱：
- 基于無線通信成套開關設備電連接處溫度監(jiān)測技術研究
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 開關柜是發(fā)電廠、變電站中的重要設備，其母線接觸點溫度的高低直接關系到電力系統(tǒng)的正常運行，傳統(tǒng)的測溫方式主要為肉眼觀察蠟片變色、紅外測溫及光纖溫度傳感器測溫，但這幾種傳統(tǒng)的測溫方式無論是在測量精度還是在經(jīng)濟效益上都存在著一定缺陷，遠遠不能滿足現(xiàn)代電力設備發(fā)展的需要。本文提出了一種基于ZigBee 無線通信技術的開關柜母線接觸點溫度監(jiān)測系統(tǒng)設計方案，并論述了該系統(tǒng)方案的可行性。
- 詳細介紹：
- 在系統(tǒng)設計上，主要采用融合了8051 內(nèi)核的CC2430 射頻單片機及具有“一線總線”方式的DS18B20 溫度傳感器搭建起硬件平臺；并根據(jù)實際狀況采用了星型網(wǎng)絡拓撲結構，它主要由溫度傳感器節(jié)點(ZigBee 中RFD：精簡功能設備)將采集來的溫度數(shù)據(jù)上傳至匯聚節(jié)點(ZigBee 中FFD：全功能設備)，F(xiàn)FD 節(jié)點將數(shù)據(jù)打包，然后通過有線方式(RS-232)傳遞給監(jiān)控中心對傳感器采集來的數(shù)據(jù)進行分析計算，實時的顯示母線接觸點溫度信息和實現(xiàn)超溫報警功能。使工作人員在監(jiān)控中心就可以了解每臺開關柜每個接觸點的溫升信息，實現(xiàn)了故障遠程監(jiān)測。此外，在傳感器節(jié)點供電電源設計上，本文采取了自具電源，即在高壓側安裝電流互感器(CT)直接從母線電流獲取電能為傳感器節(jié)點供電；從電流互感器得到的電能，再通過一系列的整流、降壓、穩(wěn)壓等設備，使電能更加的適合傳感器節(jié)點供電要求。這種電源設計方案成功的解決了設備在高壓開關柜內(nèi)取電難的問題，并成功的進行了高壓設備與低壓設備的電氣隔離。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 為解決開關柜中母線接觸點由于松動、老化，造成局部升溫從而對電力系統(tǒng)造成巨大損失。本文提出了一種基于ZigBee 無線通信技術的開關柜母線接觸點溫度監(jiān)測系統(tǒng)設計方案。檢測單元緊貼開關柜的電連接處，將連續(xù)的溫度量轉換成相應數(shù)字量，單片機的通用串行通信口與ZigBee模塊進行通信，然后通過ZigBee模塊的無線發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)與上位機進行通信，通過計算機的數(shù)據(jù)統(tǒng)計與監(jiān)控功能從而實現(xiàn)溫度監(jiān)測。
科學性、先進性及獨特之處
- 開關柜的特殊性在于母線處在一個高電壓、強電流、強磁場的工作環(huán)境中。ZigBee技術由于以下的技術優(yōu)點將非常適合應用于高壓開關柜中： 1.ZigBee 技術工作在2.4GHz 頻段，對于2.4GHz頻段已經(jīng)實驗證明了其能在強磁場、高電壓、大電流的工作環(huán)境中進行數(shù)據(jù)傳輸。 2.該技術具有功耗低方面的優(yōu)勢。 3.響應速度非?？臁? 4.容量高。 5.安全級別高。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 開關柜是發(fā)電廠、變電站中的重要備。開關柜中的接觸點和母線等連接處等部位的電阻由于長時間運行的將會增大，出現(xiàn)局部溫升，造成熔斷，影響電力系統(tǒng)的工作，甚至造成巨大損失。因此，實時在線監(jiān)測開關柜內(nèi)觸點、母線連接處的工作溫度，提前發(fā)現(xiàn)和排除熱故障隱患，對電力系統(tǒng)的可靠運行具有非常重要的意義。 基于ZigBee的溫度監(jiān)測方式相比于傳統(tǒng)的測溫方式無論是在測量精度還是在經(jīng)濟效益上都存在著優(yōu)勢。
學術論文摘要
- 隨著社會對電力要求的不斷提高，對電力系統(tǒng)的供電可靠性提出了越來越高的要求。母線接觸點溫度的高低直接關系到電力系統(tǒng)的正常運行。因此對其溫度進行實時、準確測量，以確保電力設備能夠安全、可靠的運行。開關柜的特殊性就在于母線處在一個高電壓、強電流、強磁場的工作環(huán)境中。由于測量環(huán)境以及測量方式等諸多不利因素的限制，傳統(tǒng)的測溫方式無論是在測量精度還是在經(jīng)濟效益上都存在著一定缺陷。本文提出了一種基于ZigBee 無線通信技術的開關柜母線接觸點溫度監(jiān)測系統(tǒng)設計方案。詳細論述了該方案的硬件設計與軟件設計。在系統(tǒng)設計上，主要采用融合了8051 內(nèi)核的CC2430 射頻單片機及具有“一線總線”方式的DS18B20 溫度傳感器搭建起硬件平臺；并根據(jù)實際狀況采用了星型網(wǎng)絡拓撲結構。它主要由溫度傳感器節(jié)點(將采集來的溫度數(shù)據(jù)上傳至匯聚節(jié)點，然后將數(shù)據(jù)打包，然后通過有線方式傳遞給監(jiān)控中心對傳感器采集來的數(shù)據(jù)進行分析計算，實時的顯示母線接觸點溫度信息和實現(xiàn)超溫報警功能。使工作人員在監(jiān)控中心就可以了解每臺開關柜每個接觸點的溫升信息，實現(xiàn)了故障遠程監(jiān)測。
獲獎情況
- 無
鑒定結果
- 無
參考文獻
- 無
同類課題研究水平概述
- 目前，國內(nèi)外用于溫度監(jiān)測的方法有很多，如：（1）在測量點表面涂溫敏材料，通過觀察其顏色變化來大致確定溫度范圍，該方法準確度低、可靠性差，不能進行定量測量；（2）利用紅外測溫儀，測量范圍0~200℃，準確度高，但需要使用紅外光學器件，受天氣及使用場合的限制；（3）采用光纖傳感器提取發(fā)熱點溫度，光纖式測溫技術的主要原理是利用光的某一性質(zhì)(如強度、偏振、頻率、相位等)受到被測量的調(diào)制后由光發(fā)送器經(jīng)光纖傳送，己調(diào)制的光經(jīng)接收元件耦合到光接收器，使光信號變?yōu)殡娦盘杺髦廖⑻幚砥鲉卧瓿娠@示、控制等功能.此方法避免了高低電壓轉換，不受電磁場干擾，但是需要從被測點牽引信息傳輸光纖，光纖成本較高，設備昂貴，不能大范圍的推廣應用。
