供配电系统高压设备运行温度多点检测系统设计

I供配电系统高压设备运行温度多点检测系统设计摘要开关柜是重要的输配电设备，在电力系统中起着非常关键的作用。在设备长期运行中，由于触头老化或超负荷运行，容易导致局部温度过高，如果没有及时排除，最终将引发火灾等事故。因此，对开关柜进行监测具有重要意义，尽量做到提早预防、提早发现、及时处理。本文给出的开关柜温度在线监测系统设计，采用红外温度传感器采集开关柜内母线排温度，所得的模拟信号经过A/D转换后送到现场控制单元，由微处理器对数据进行处理。最终得到的温度值由液晶屏显示。控制单元根据设定值判断温度是否超限，若超限则启动报警装置。数据通过RS-485串口通信上传到管理计算机，实行远程监控。系统传感器、电路板工作所需电源都由板上集成的电源模块供给，与外接电源隔离，RS-485通信采用光电隔离处理。在处理温度数据时，采取多次测量，去掉最大、最小值后取平均值的方法，数据传送采用偶校验。监控软件可以实时采集数据，并进行显示、存档和对比处理，具备记录、报警、打印、设置等功能。系统使用MFC开发温度监控软件，数据存储采用目前实时通信系统中比较常用的关系型数据库Access2000，采用ADO访问技术。关键词:开关柜；在线实时监测；传感器；A/D转换IIAbstractSwitchgearisoneofthemostimportantpartsoftheelectricsystem.Buttherearealwayssomeaccidentsherebecauseofthehightemperature.Weallknowthatthecurrentgetsacrosstheresistancewillheattheequipments.Whenthetemperatureexceedsthelimtthenafirehappenswhichcausesalotofdamage.Alsothetemperaturegoestoohighisasignaloftheerroroftheequipmentwhichisthebaseoftheelectricsystem.Therefore,monitorsystemmeansalottotheelectricsystem.Itcanensuretheelectricsystemtoworkwell.ThissystemisbasedonthemicrocontrollerMSP430F149,usingIRtemperaturemeasurementtechnology.TheAD7656transfersanaloginputsintodigitaloutputsandthenpassestoMSP430F149.Usingmicro-processortoprocessthefrequencysignalofinfraredtemperaturesensorsandtodisplaythetemperature,andgiveanalarmaccordingtotherisingtemperatureofswitchgear'smeasuringpart.ThemonitoringsystemsendstemperaturedatatocomputerthroughRS-485.Thepowersupplyofthesystemisisolatedfromtheoutside.AlsoRS-485communicationisopticalisolated.Thefinaltemperatureisanaverageofseveralmeasurements,exceptthelargestandthesmallestdata.Verifyingevenwhenthedataistransferdtothecomputer.Thesoftwareofon-linereal-timemonitoringfortemperaturecanshowthetemperaturereal-time,analysethedata,giveanalarm,savethedata,andsoon.Thesystemcannotifytheworkersaboutthealarmintimetoavoidetheaccident.ThesoftwareisempolderedusingMFC.ThetemperatureissavedtotheAccess2000database.ThesoftwareusesADOtechniquetoreadthedatafromthedatabase.Keywords:switchgear;on-linereal-time;sensor；ADconversionIII目录摘要...........................................................IAbstract......................................................II1绪论.........................................................11.1选题目的及意义..........................................11.2研究技术现状............................................11.3主要内容和安排.........................................22红外测温原理和方案设计.......................................42.1红外测温原理...........................................42.2红外测温影响因素.......................................52.3红外测温系统组成结构....................................62.4系统总设计方案..........................................62.5硬件功能................................................72.6软件功能................................................8本章小结....................................................83系统硬件设计................................................103.1设计方案...............................................103.2器件选型...............................................103.3各功能模块电路设计.....................................123.4PCB设计...............................................173.5本章小结...............................................18IV4现场控制软件单元设计........................................194.1开发环境简介...........................................194.2程序总体设计...........................................204.3.数据采集...............................................214.4数据处理...............................................224.5LCD显示...............................................224.6中断处理...............................................234.7偶校验函数.............................................244.8本章小结...............................................245上位机监控软件设计..........................................255.1监控界面简介...........................................255.2各功能模块设计.........................................255.3本章小结...............................................286总结与展望..................................................296.1工作总结...............................................296.2展望..................................................29致谢........................................................30参考文献......................................................31附录A:外文翻译-原文部分......................................33附录B：外文翻译-译文部分.....................................37附录C:硬件PCB图.............................................39江西理工大学应用科学学院毕业设计11绪论1.1选题目的及意义近年来红外测温技术被越来越多的企业和厂家所认识和接受，在冶金、石化、电力、交通、水泥、橡胶等行业得到了广泛的应用。红外测温具有如下优点：(1)、不需要接触被测物体，不会扰乱被测物体的温度场，不影响温场分布，从而具有较高的测量准确度；(2)、在测量过程中，光电器件不必和被测介质达到热平衡，所以测量速度快，因而能检测温度的迅速变化过程，并能测量运动物体的温度；(3)、测温范围广，采用红外接受器件，可以测量相当高的温度，下限可测量-170℃；(4)、测量距离可近可远，近者可达几厘米，甚至更小，远者可达近百公里；(5)、可以测量小面积的目标，目前可测量出直径小至7.5μm的目标温度；(6)、测量对象以黑体最为合适，但也可以测量一般物体。正是这些优点使得红外测温技术得到越来越受到广泛的应用，该技术在温度测量领域具有不可替代的优势。随着电力系统的大容量化、高电压化、结构复杂化、用电客户对电网稳定性提出越来越高的要求，供电控制设备的安全运行对社会生产具有非常重要的作用。因此对供电控制设备进行实时的状态监测十分必要。电力系统中，开关柜的应用相当广泛，担负着开合电气设备、保护设备安全的双重重任，其内部导电连接处的接触特性直接影响到控制器件工作的可靠性。开关柜由许多继电器和强电控制器组成，在设备长期运行过程中，会出现接触点老化、接触不良、接线柱松动等情况。这些情况容易导致设备局部发热或者产生电弧，烧蚀周围部件，造成设备损坏、停电事故甚至引发火灾，给工厂、企业单位、国家等造成巨大经济损失。为了确保电力系统的安全运行，最大程度地降低事故发生率，需要对开关柜关键部位的温度进行在线监测，达到对设