高压母线温度在线监测系统的设计与开发

摘要

由于高压开关的触点和母线处于高电位，每相对地和不同相之间都存在很高的电压，所以直接检测高压开关触点和母线的温度一直是电力系统检测中的难题。本文针对当前电力系统的实际情况及需要，研究的高压母线温度在线监测系统实现了对触点温度的实时监测、高温报警，能及时监测各高压电柜的工作运行情况，提高电力设备的运行安全性。 文章介绍了高压母线温度在线监测系统的软硬件实现。系统由传感器模块、采集模块、总控模块组成，重点研究了高压端温度传感器模块的设计，为提高系统运行的稳定性，该模块采用纯硬件设计。详细讨论了测温传感器的原理和性能，设计了测温传感器的转换电路和高压端的工作电源，分析了基于光纤的信号传输，解决了高压端传感器模块的供电以及和低压端采集模块间信号传输的高压隔离问题。 本文分析了温度传感器的非线性误差，采集模块直接利用单片机的定时器测量频率，软件补偿误差。 在总控模块的软硬件设计中，总控模块的硬件电路扩展了基于I<'2>C的存储器电路、实时时钟电路，采用了键盘控制电路、点阵液晶显示电路，还讨论了软件的设计思想和实现流程及采集模块与总控模块间的通讯方法，实现了动态显示被测对象温度、实时报警并可方便地设置各项参数及适当应急处理等功能。监测系统缩短了故障判断和处理时间，较好地减少了设备的故障率，有良好的经济效益。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1项目背景

1.2高压母线温度在线监测的现状

1.3本课题的研究内容

第2章 系统设计

2.1系统基本要求

2.2模块功能

2.3系统设计

第3章 测温传感器模块设计

3.1测温传感器选择

3.2信号测量及转换电路

3.3温度信号的光纤传输

3.4测温传感器电源的设计

3.5测温传感器模块电路设计

第4章 采集模块的设计

4.1采集模块硬件设计

4.1.1硬件结构

4.1.2复位监控电路

4.1.3多通道测量切换电路

4.1.4湿度检测电路

4.2采集模块软件设计

4.2.1频率信号的检测

4.2.2温度的计算

4.2.3通讯模块

第5章 总控模块的设计

5.1总控模块硬件设计

5.1.1单片机系统

5.1.2 LCD液晶显示模块接口

5.1.3键盘接口

5.1.4实时时钟和存储芯片接口

5.1.5风机和加热机接口

5.1.6声光报警电路

5.2总控模块软件设计

5.2.1总控软件功能

5.2.2总控软件结构

5.2.3初始化模块程序

5.2.4键盘处理

5.2.5实时数据处理程序

5.2.6液晶显示程序

第6章 多机通讯的设计

6.1 RS-485接口的网络连接

6.2 RS-485接口的通讯管理

6.3节点的通讯部分硬件电路

6.4通讯软件的编程

第7章 结论与展望

7.1结论

7.2后续的研究方向及工作

参考文献

附录

致谢