淺談無線測溫係統在高壓開關櫃的設計與應用

摘要：高壓開關(guan) 櫃是變電站的重要電氣設備，它擔負著閉合及斷開電力線路、保護係統安全的雙重作用高壓開關(guan) 櫃長期3-作在高電壓、大電流、強磁場的環境下，觸頭的氧化、接觸電阻常常使觸頭發熱，溫度過高，如不及時發現並處理可能會(hui) 引發火災、停電、等嚴(yan) 重事故、因此，高壓開關(guan) 櫃內(nei) 實時溫度監測問題已經成為(wei) 電力係統中亟待解決(jue) 的實際問題文章提出一種基於(yu) 單片機的高壓開關(guan) 櫃無線測溫係統，該係統具有結構簡單，測溫；隹確度高等特點

關(guan) 鍵詞：高壓開關(guan) 櫃；無線測溫係統；單片機

0引言

隨著同民經濟的快速發展，各行各A,kx~電能的需求也越來越高，因此，電力設備的安全可靠運行是電網安全保障的重要環節。高壓開關(guan) 櫃是變電站的重要設備之一，大多數高壓開關(guan) 櫃采用封閉結構，散熱條件較差，設備在長時間T作狀態下，開關(guan) 櫃內(nei) 的觸頭容易發熱而導致部件老化，引起火災等事故因此，封閉式結構的高壓開關(guan) 櫃內(nei) 部過熱現象已成為(wei) 開關(guan) 櫃的一個(ge) 普遍問題。

1高壓開關(guan) 櫃內(nei) 部觸頭溫度檢測方法

目前，對高壓開關(guan) 櫃內(nei) 部觸頭發熱情況進行監控，隨時掌握溫度變化情況，使之在處於(yu) 危險溫度前對其進行及ft寸處理，從(cong) 而避免發生安全事故。目前常用的檢測方法主要有人T巡檢、貼色片測溫法、光纖測溫法和紅外測溫法。人T巡檢主要依靠T作人員手持紅~'t-N溫儀(yi) 對高壓開關(guan) 櫃內(nei) 溫度進行測量，但由於(yu) 高壓開關(guan) 櫃密閉結構，且由於(yu) 櫃內(nei) 線路或元件的遮擋．使得紅外測溫儀(yi) 無法準確測得櫃內(nei) 溫度數據。貼色片測溫法是依據色片顏色不同來判斷櫃內(nei) 溫度，該方法也無法準確反映櫃內(nei) 溫度情況。光纖測溫則是將光纖作為(wei) 溫度傳(chuan) 感器，通過溫度變化調製透過光纖的光強來確定溫度，對於(yu) 光源、發射和接收電路等設備要求較高。紅I-N溫法是通過被測目標的溫度變化塒應紅外輻射變化來確定其溫度，這種測溫方式準確度較低。基於(yu) 此，本文提出一種基於(yu) 單片機的高壓開關(guan) 櫃無線測溫係統，該係統具有測溫準確、安裝方便等特點。

2係統總體(ti) 設計

2.1係統設計要求

高壓開關(guan) 櫃是電力係統的重要設備，長期作在強電磁噪聲的環境下，對可靠性和穩定性要求都很高，因此，針對高壓開關(guan) 櫃的特殊]：作環境，監控係統應滿足以下要求：(1)能夠長期穩定T作，無需經常更換電池；(2)可適應複雜的電磁噪音環境；(3)體(ti) 積小，方便部署在觸頭位置；(4)係統要求較高的可靠性。

2.2係統總體(ti) 設計方案

本文提的高壓開關(guan) 櫃無線測溫係統主要包括無線測溫模塊、集巾器、上位機服務器3部分，其中無線測溫模塊安裝在高壓開關(guan) 櫃內(nei) 觸頭處，用於(yu) 檢測觸頭溫度，並將檢測到的溫度信號以無線方式發給溫度采集器，溫度采集器通過有線網絡，與(yu) 上位機服務器相連接，將高壓開關(guan) 櫃內(nei) 觸頭溫度實時傳(chuan) 送到上位機服務器，上位機可以實現高壓開關(guan) 櫃溫度數據的顯示、存儲(chu) 、報警以及曆史數據的查詢等功能，從(cong) 而完成對高壓開關(guan) 櫃內(nei) 觸電溫度的檢測和預警。

圖1高壓開關(guan) 櫃無線測溫係統架構

對於(yu) 下位機溫度采集模塊，主要單片機控製模塊，溫度傳(chuan) 感器模塊，無線收發模塊，供電模塊組成，其結構如圖2所示。其中，溫度傳(chuan) 感器選用美國DALLAS公司推出的智能化數字式溫度傳(chuan) 感器DS18B20。DS18B20具有成本低，測溫範圍廣(．55～125°C)等特點，可以滿足高壓開關(guan) 櫃內(nei) 的測溫設計要求。單片機控製模塊采取意法半導體(ti) 公司推STM32F103RBT6，這款單片機是目前32位微處理器中功耗的芯片，有利於(yu) i貝0溫裝置的節能。無線收發模塊采取CC2520芯片，用於(yu) 將采集到的溫度數據以無線的方式發給溫度采集器。

圖2下位機溫度采集架構

圖3下位機軟件流程

2.3係統軟件設計

在高壓開關(guan) 櫃無線測溫係統中，下位機軟件主要包括係統初始化、參數設置、數據信號采集、檢測及報警等，軟件程序在編寫(xie) 時主要采取模塊化思想進行設計和實現，具有可移植性好，便於(yu) 編寫(xie) 、調試和後期維護，係統程序流程如圖3所示。下位機程序開發采用C語言編寫(xie) 。

高壓開關(guan) 櫃無線測溫係統上位機主要包括對下位機采集到的溫度監測數據進行顯示、存儲(chu) 、報警、查詢曆史數據等功能。

3.安科瑞溫度在線監測係統解決(jue) 方案

3.1概述

電氣接點在線測溫裝置適用於(yu) 高低壓開關(guan) 櫃內(nei) 電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開關(guan) 、高壓電纜中間頭、幹式變壓器、低壓大電流等設備的溫度監測，防止在運行過程中因氧化、鬆動、灰塵等因素造成接點接觸電阻過大而發熱成為(wei) 安全隱患，提高設備安全保障，及時、持續、準確反映設備運行狀態，降低設備事故率。

Acrel-2000T無線測溫監控係統通過RS485總線或以太網與(yu) 間隔層的設備直接進行通訊，係統設計遵循國際標準Modbus-RTU、Modbus-TCP等傳(chuan) 輸規約，安全性、可靠性和開放性都得到了較大地提高。該係統具有遙信、遙測、遙控、遙調、遙設、事件報警、曲線、棒圖、報表和用戶管理功能，可以監控無線測溫係統的設備運行狀況，實現快速報警響應，預防嚴(yan) 重故障發生。

3.2應用場所

適合在泛在電力物聯網、鋼廠、化工、水泥、數據中心、醫院、機場、電廠、煤礦等廠礦企業(ye) 、變配電所等電力設備的溫度監測。

3.3係統結構

溫度在線監測係統結構圖

3.4係統功能

測溫係統主機Acrel-2000T安裝於(yu) 值班監控室，可以遠程監視係統內(nei) 所有開關(guan) 設備運行溫度狀態。係統具有以下主要功能：

3.4.1溫度顯示

顯示配電係統內(nei) 每個(ge) 測溫點的實時值，也可實現電腦WEB/手機APP遠程查看數據。

3.4.2溫度曲線

查看每個(ge) 測溫點的溫度趨勢曲線。

3.4.3運行報表

查詢及打印各測溫點時間的溫度數據。

3.4.4實時告警

係統能夠對各測溫點異常溫度發出告警。係統具有實時語音報警功能，能夠對所有事件發出語音告警，告警方式有彈窗、語音告警等，還可以短信/APP推送告警消息，及時提醒值班人員。

3.4.5曆史事件查詢

能夠溫度越限等事件記錄進行存儲(chu) 和管理，方便用戶對係統事件和報警進行曆史追溯，查詢統計、事故分析等。

3.5係統硬件配置

溫度在線監測係統主要由設備層的溫度傳(chuan) 感器和溫度采集/顯示單元，通訊層的邊緣計算網關(guan) 以及站控層的測溫係統主機組成，實現變配電係統關(guan) 鍵電氣部位的溫度在線監測。

4結語

本文針對變電站高壓開關(guan) 櫃特殊工作環境，設 計開發了一款無線測溫係統 ，實現了對高壓開關(guan) 櫃 內(nei) 觸頭溫度的實時采集、傳(chuan) 輸、顯示、報警等功能，該 係統具有結構簡單、功耗低、測溫準確、性價(jia) 比高等 特點，易於(yu) 工程實現。

安科瑞侯文莉