声表面波技术在变电站温度检测系统中的应用研究

摘要

在变电站电力设备运转参数中，能够显现其运转情况的一个关键参数是温度。电力开关设备在运转过程中由于机械负荷及自然环境的双重干扰而导致磨损，由于一直遭受热负荷而致使老化从而导致其工作性能下降，绝缘子由于环境污染干扰而致使外表绝缘性降低从而导致其沿面放电，设备触头遭受高电流而致使出现过多热能等等一系列情况都会导致电力设备温度异常。在变电站电力系统中高压开关柜起到至关重要的作用，实际电力系统工作过程中，开关柜的温升故障主要出现在电缆接头连接点处以及开关动静触头位置，所以对这些位置完成相对有成效的检测控制是提防开关柜载流温升故障以及确保电力系统正常稳定运转的重点。
　　针对变电站核心部位温度检测系统存在检测传感器技术缺陷、检测数据未能实现综合利用等问题，设计将SAW（声表面波）技术应用到变电站核心部位温度检测中。首先分析了声表面波技术的研究现状，同时对比分析了各种温度检测技术的优缺点，说明了声表面波传感器测温的优势，另外详细研究了无源无线声表面波传感器的工作原理及结构。然后对无线声表面波传感技术理论进行了研究，同时详细阐述了声表面波温度传感器信号检测系统的总体方案及其软硬件设计，其中硬件设计主要完成了信号检测设计、开关设计、带通滤波设计、A/D转换电路以及通信设计，软件设计主要完成软件流程设计，对自动控制发射增益和接收增益进行了设计，有效的处理了SAW温度传感器过度饱和的缺陷，增加了检测系统的检测间距。
　　运用组态软件组态王设计了声表面波温度检测系统上位机人机交互界面。另外对该温度检测系统进行运用分析，其中重点对声表面波温度检测性能及精度进行了试验验证，其结果表明其能够表现出很好的线性度及检测性能，其测温精度满足设备的技术要求，能够实时在线检测温度，可靠实现温度报警功能。

目录

声明

1 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 声表面波技术研究现状

1.3 课题内容安排

2 无源无线声表面波温度传感器研究

2.1 温度检测技术

2.2 无源无线声表面波温度传感器

2.3 本章小结

3 无线声表面波传感技术理论基础

3.1 叉指换能器（IDT）

3.2 反射栅

3.3 压电材料和压电效应

3.4 天线接收单元

3.5 无线声表面波温度检测方法设计

3.6 本章小结

4 基于声表面波传感器的变电站温度检测系统设计

4.1 激励信号的选择

4.2 基于声表面波的无源无线温度检测系统总体设计

4.3 MCU芯片的选择

4.4 硬件关键技术设计

4.5 软件设计

4.6 本章小结

5 上位机的软件设计及测试分析

5.1 功能需求及模块组成

5.2 上位机监控软件

5.3 人机交互界面设计

5.4 仿真及测试结果分析

5.5本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

作者从事科学研究和学习经历简介

攻读硕士期间主要成果