基于MSP430的电网设备实时监测系统

摘要

在高压电网设备的故障中，由于发热、泄漏电流造成停电的问题时有发生。因此，对高压电网设备实施在线温度和泄漏电流监测已成为电力系统中电网设备安全运行所急需解决的问题。为了解决这个问题，本文从监控系统用户需求与功能分析入手，结合当前飞速发展的无线传感技术、计算机软件、硬件技术、自动控制技术和通讯技术，开发了一套高压电网设备温度、泄漏电流在线监测系统。 首先对电网设备状态监测研究现状、温度在线监测技术研究现状及电力设备温度在线监测技术现状作了分析。 接着在泄露电流监测方面主要研究了绝缘子污秽闪络的机理，分析了绝缘子污闪过程与泄漏电流的关系。本文还分析研究了绝缘子电弧放电的动态模型，并用MATLAB 编制了一套绝缘子电弧放电的仿真程序，用以模仿当电压或绝缘子表面电导率改变时泄漏电流的变化情况。 然后对电网设备温度及泄漏电流监测系统进行设计。系统硬件设计包括泄漏电流采集部分和温度采集部分。在泄漏电流采集硬件电路中，选择了合适的泄漏电流传感器、可编程放大器和A/D 转换器，并设计了信号滤波电路；在温度采集硬件电路中，以PC 机为主机、低功耗的MSP430 单片机为从机，MSP430 单片机控制温度传感器DS18B20 采集电网设备的温度，并由MSP430 单片机上的无线发送模块STR-30 将温度发送到PC 机上无线接收模块STR-30。最后对此系统的温度数据采集模块、数据发送模块和接收模块等软件设计和编程实现。 之后对串行通信的方法做了较详细的阐述，包括串行通信的设计与实现、传输子系统设计及MSComm 控件的介绍串行通信的实现。 最后是上位机的软件设计包括硬件平台、数据库和各功能模块的实现。硬件采用MSP430 新型芯片。通过实验结果表明本系统实现了接点温度及泄漏电流的在线监测、显示、数据查询、曲线图形显示、打印、报警等功能，且具有较好的扩展性和维护性，可以稳定、可靠地运行。本系统有安全可靠、结构简单、成本低、安装方便、低功耗等优点。