学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

高压开关柜温度在线监测系统设计

作　者: 张振国
导　师: 胡彧
学　校: 太原理工大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 高压开关柜温度监测 ZigBee CAN总线 STM32F107
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 11次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

近年来随着国民经济的快速发展,工业生产和生活用电量与日俱增,高压开关柜作为电力系统中的重要电气设备,使用量也随着电力系统的不断发展而增加。高压开关柜的柜体构造为全封闭式金属外壳,柜体内部热量不易向外散发,在负荷较高或环境温度高时,内部触点温度存在超标的情况,影响设备的使用寿命,严重时甚至会引发火灾和大面积停电。因此,有必要采取措施对高压开关柜内部触点温度进行监控。目前高压开关柜内部触点测温方法,根据测温方式和原理的不同,主要有红外测温法和光纤测温法,少数场合由巡检人员使用手持测温设备获取触点温度。红外温度传感器价格昂贵,不利于广泛使用。光纤光栅温度传感器需要布线,这在高压开关柜集成化程度越来越高、体积越来越小趋势下,弊端愈发明显。本文在研究了国内外高压开关柜触点测温现状和调查了国内高压开关柜结构的基础上,设计了在柜体内使用无线信号传输、现场使用CAN总线传输的新型测温系统。通过在开关柜内触点上布置温度检测节点和柜体外壳上安装中继监控节点,形成了一协调器六终端的ZigBee星型网络。温度检测节点硬件组成仅有温度传感器TMP102和无线射频芯片CC2530,完成数据的定时采集和无线发送,它功耗低,由两节高效锂电池供电。中继监控节点负责接收6个触点发送的无线数据包,并通过CAN总线上传到监控中心。中继监控节点由无线射频收发芯片CC2530、主处理器STM32F107、CAN接口收发芯片VP230、存储模块、显示单元和供电单元等组成。中继节点要求有能力随时接收数据,所以使用连续电源供电。温度检测节点和中继节点没有电气上的直接联系,解决了触点测温高压绝缘问题,同时避免了在开关柜内复杂的布线。本文完成的主要工作包括：完成了硬件电路设计和程序烧写；编写了监控中心人机交互界面；对系统整体性能和各功能模块进行了测试。硬件方面的设计主要包括温度传感单元设计、微处理器CC2530和STM32F107硬件设计与实现、现场显示单元硬件设计、CAN通信硬件设计,此外系统中继监控节点增加了蜂鸣器报警硬件设备。硬件原理图和PCB制作使用EDA开发环境Altium Designer6.9完成。软件方面使用IAR编译开发环境实现单片机CC2530和STM32F107的程序编写、编译、下载与调试。程序编写覆盖系统各功能模块,其中对ZigBee组网、无线数据发送与接收程序是基于Z-Stack协议栈开发的。上位机监控界面使用Visual Studio2008基于MFC类库编写,实现了数据实时显示、历史曲线记录、系统报警以及参数配置等功能。最后,对系统性能进行了测试。测试包括系统组网测试、精度测试和抗干扰性能测试等。实验表明,高压开关柜测温系统各模块工作正常,达到了预期设计目标。

高压开关柜温度在线监测系统设计

内容摘要

全文目录

相似论文