35kV电力柜柜内温度监控系统设计

摘要

电力系统中，高压电力开关柜对于高压电力设备的平稳运转，以及操作人员的安全性保证起到了不容忽视的作用。当高压开关柜内隔离触头接触部位氧化、接触不良，接触电阻增大时，会引起其温度过高的现象。开关柜内长时间持续升温，不仅可能造成开关柜设备的损坏，还有可能引发工厂断电停产等严重事故，对操作人员的人身安全也具有重大威胁。因此有必要对高压电力开关柜内温度进行监测，及时发现并处理事故隐患。
　　 针对高压开关柜柜内温度监测难的现状，本文提出了基于ARM嵌入式系统的红外热图像实时采集、传输解决方案，能够对高压柜内温度进行准确、稳定、实时的监测。
　　 硬件设计上，本系统使用16/32位RISC微处理器S3C2440作为控制核心，采用以太网实现对图像信息的远程传输。本系统结合红外热成像传感器的应用，完成了红外热图像的实时采集以及与上位机之间的远程通信，具有功耗低、可靠性高、实时性好的特点。
　　 软件设计上，采用多任务、可移植、可裁剪的嵌入式Linux操作系统，并将其成功移植到硬件平台上，构建了Linux操作系统的交叉开发环境。设计主要针对驱动层和用户层展开，重点对数据采集任务、数据存储任务、数据传输任务等进行设计，能够达到温度测量及监控的目的。
　　 本系统能够完成对6台高压开关柜内温度进行实时监测的任务，达到了预期目标，具有广泛的实用性以及广阔的发展前景。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 35kV电力柜柜内温度监控系统设计问题的提出

1．2 课题研究的意义及发展现状

1．2．1 35kV电力柜柜内温度监控系统研究的意义

1．2．2 35kV高压电力柜的发展现状

1．2．3 红外热成像技术的发展现状

1．3 论文的主要内容

第二章 开关柜内测温技术方案选定及红外原理介绍

2．1 接触式测温方法

2．2 非接触式测温方法

2．3 高压开关柜内可用测温方法研究

2．3．1 示温蜡片测温法

2．3．2 光纤测温法

2．3．3 红外测温法

2．4 高压开关柜内温度监测方法选定

2．5 红外热成像原理及其主要特点

2．5．1 红外热成像原理

2．5．2 红外热成像的主要特点

2．6 本章小结

第三章 35kV开关柜内温度监控系统结构及功能设计

3．1 35kV开关柜内温度监控系统结构及功能

3．2 35kV开关柜内温度监控子系统结构及功能

3．3 本章小结

第四章 35kV电力柜柜内温度监控系统硬件架构

4．1 35kV电力柜柜内温度监控系统硬件构架

4．2 35kV电力柜柜内温度监控系统硬件设计

4．2．1 嵌入式微处理器概述

4．2．2 系统电源模块

4．2．3 系统红外图像采集模块

4．2．4 存储器模块

4．2．5 以太网传输模块

4．3 本章小结

第五章 35kV电力柜柜内温度监控系统软件设计

5．1 35kV电力柜柜内温度监控系统软件构架

5．1．1 Linux操作系统

5．1．2 系统软件组成

5．2 嵌入式Linux操作系统移植

5．2．1 交叉编译环境的建立

5．2．2 系统启动代码Bootloader

5．2．3 Linux内核移植

5．2．4 根文件系统的构建

5．3 35kV开关柜内温度监控系统应用软件主程序设计

5．3．1 软件主程序设计

5．3．2 系统设备驱动程序

5．3．3 系统状态转换过程

5．4 红外热图像采集程序设计

5．4．1 红外热图像传感器驱动程序设计

5．4．2 红外热图像采集任务应用程序设计

5．5 网络传输程序设计

5．5．1 DM9000网络接口芯片介绍

5．5．2 DM9000程序设计

5．6 上位机监控程序设计

5．6．1 上位机图像比对程序设计

5．7 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢

附录A

附录B