高壓開關柜的無源無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)的研究與設計.pdf

1、高壓開關柜在電力系統(tǒng)輸電、電能轉(zhuǎn)換和電能消耗中起著控制和保護電路的重要作用,本課題主要研究高壓開關柜溫度監(jiān)測的解決方案。首先研究了高壓開關柜的溫度監(jiān)測的方式和方法,針對開關柜的高壓、高溫特性,選用陶瓷無源無線溫度傳感器進行采樣。重點研究了其工作時序與溫度傳感器相匹配的無線閱讀器的設計方案。最后研究了遠程監(jiān)測方案,以實現(xiàn)既能夠通過接入局域網(wǎng)又能夠通過接入Internet來訪問WEB客戶端實現(xiàn)遠程監(jiān)測。由于高壓開關柜各工作室室內(nèi)的金屬觸頭在

2、通電狀態(tài)下溫度極高且處于高壓狀態(tài),所以獲取其溫度指標成為業(yè)界一大難題,難點在于測溫方式及通訊方式合理性。本課題根據(jù)人量的訓研結(jié)果,研究分析了該難點,決定采用陶瓷無源無線溫度傳感器作為采樣設備,它是由中國傳統(tǒng)的陶瓷材料和新型環(huán)氧樹脂等絕緣材料制成。熱敏陶瓷材料制成的振蕩器的工作頻率將受溫度的調(diào)制而變化,因此可根據(jù)頻率的變化量解算溫度信息。無線閱讀器是獲取前端已采集到的溫度相關信息的重要設備。本課題使用ARM9系列S3C2440作為核心處理

3、器,外圍能部件主要由兩片TI公司ZIGBEE系列的CC1101芯片成。無線閱讀器的天線設計至關重要,也是無線收發(fā)系統(tǒng)的一大創(chuàng)新點,人線采用單刀雙擲電子開關(electronic single pole double throw switch,簡稱SPDT)作為兩路CC1101無線通道的唯一接口,配以合理的發(fā)射端功率放大器以及接收端濾波器,可以極大地減少收發(fā)信號切換時間。其工作原理是閱讀器向傳感器發(fā)射詢問信號,經(jīng)溫度調(diào)制后振蕩器激勵并反射

4、應答信號,閱讀器檢測并接收應答信號之后解析出溫度信息。遠程監(jiān)測結(jié)合了WEB技術和數(shù)據(jù)庫技術兩部分,通過移植WEB服務器Boa及其CGIC庫和移植嵌入式數(shù)據(jù)庫Sqlite實現(xiàn)。數(shù)據(jù)庫保證了ARM9網(wǎng)關的溫度數(shù)據(jù)能夠安全地保存和被調(diào)用,遠程WEB服務器保證了相關人員能夠方便地查詢開關柜的溫度狀態(tài)。本課題設計并實現(xiàn)了高壓開關柜的無源無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)的設計,且成功地應用于高壓開關柜的室內(nèi)溫度監(jiān)測,準確度和精確度都達到95%以上,系統(tǒng)運行穩(wěn)定。無