高壓開關(guān)柜的無源無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、高壓開關(guān)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(hù)電路的重要作用,本課題主要研究高壓開關(guān)柜溫度監(jiān)測的解決方案。首先研究了高壓開關(guān)柜的溫度監(jiān)測的方式和方法,針對開關(guān)柜的高壓、高溫特性,選用陶瓷無源無線溫度傳感器進(jìn)行采樣。重點(diǎn)研究了其工作時(shí)序與溫度傳感器相匹配的無線閱讀器的設(shè)計(jì)方案。最后研究了遠(yuǎn)程監(jiān)測方案,以實(shí)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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測。由于高壓開關(guān)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(biāo)成為業(yè)界一大難題,難點(diǎn)在于測溫方式及通訊方式合理性。本課題根據(jù)人量的訓(xùn)研結(jié)果,研究分析了該難點(diǎn),決定采用陶瓷無源無線溫度傳感器作為采樣設(shè)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(guān)信息的重要設(shè)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(shè)計(jì)至關(guān)重要,也是無線收發(fā)系統(tǒng)的一大創(chuàng)新點(diǎn),人線采用單刀雙擲電子開關(guān)(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(shí)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(lì)并反射

4、應(yīng)答信號,閱讀器檢測并接收應(yīng)答信號之后解析出溫度信息。遠(yuǎn)程監(jiān)測結(jié)合了WEB技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)兩部分,通過移植WEB服務(wù)器Boa及其CGIC庫和移植嵌入式數(shù)據(jù)庫Sqlite實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)庫保證了ARM9網(wǎng)關(guān)的溫度數(shù)據(jù)能夠安全地保存和被調(diào)用,遠(yuǎn)程WEB服務(wù)器保證了相關(guān)人員能夠方便地查詢開關(guān)柜的溫度狀態(tài)。本課題設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了高壓開關(guān)柜的無源無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì),且成功地應(yīng)用于高壓開關(guān)柜的室內(nèi)溫度監(jiān)測,準(zhǔn)確度和精確度都達(dá)到95%以上,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。無