牵引变电所电连接测温装置设计

摘要

牵引变电所作为电能传输与电压转换的关键环节，对整个牵引供电系统安全稳定运行起着关键作用。而所内各设备由于触点氧化、电弧冲击等原因造成接触点电阻的增大，运行时不断发热，温度上升，发生局部熔焊或产生火花甚至电弧放电等现象，给设备安全运行埋下了隐患，如果不及时发现排除，容易引起火灾或爆炸事故。在牵引变电所内的高压设备如断路器、隔离开关、母线等均有电连接将设备固定。所以，实时监测各设备电连接处的温度信息，对及时发现设备故障并排除系统潜在隐患有着重要意义。
　　本文根据牵引变电所电连接测温装置的特点，通过对现有测温方法优缺点的比较分析，设计了一种牵引变电所电连接的测温装置，实现了对所内电连接温度的实时监测。该测温装置主要由电连接处温度采集单元、接收单元及上位机管理系统三部分组成。温度采集单元以接触方式安装于各个电连接处，完成所内电连接温度信息的测量和无线发送。其中，温度采集单元在传统供能方式上设计了CT供能方案，保证了温度采集单元的长期工作;XBee无线传输模块确保了温度数据的远距离正确传输。接收单元主要完成温度信息的接收，并实现温度信息的存储、报警、显示等功能。其中，电连接处温度信息可以实时显示于液晶屏上，便于操作人员监控，并同时通过串口上传到上位机温度管理系统;为预防上位机管理系统出现故障而丢失数据，接收单元通过SD卡对测温数据进行备份;除了传统的声光报警外，可以通过发送手机短信进行实时报警。同时，考虑到牵引变电所内电连接数量较多，测温装置实现了点对多点的测温方式，减少了装置的成本。最后，通过测温及无线传输实验，检验测温装置的准确性与可靠性。实验表明，该装置与现有的测温装置相比，提高了装置测温效率，降低了装置成本，且便于值班人员的管理，减轻了变电所内值班与维修人员的工作量。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文主要工作

第2章 牵引变电所电连接测温装置技术方案

2．1 概述

2．2 设计思想

2．3 技术指标与可行性分析

2．3．1 技术指标

2．3．2 可行性分析

2．4 技术方案

2．4．1 总体技术方案

2．4．2 温度采集单元设计方案

2．4．3 接收单元设计方案

2．5 抗电磁干扰设计方案

2．6 本章小结

第3章 牵引变电所电连接测温装置温度采集单元设计

3．1 数据处理模块设计

3．1．1 处理芯片选型

3．1．2 数据处理模块硬件电路

3．1．3 数据处理模块软件

3．2 温度采集模块设计

3．2．1 温度传感器选型

3．2．2 温度采集模块硬件电路

3．2．3 温度处理模块软件

3．3 无线传输模块设计

3．3．1 无线传输模块芯片选型

3．3．2 无线发送模块硬件电路

3．3．3 无线发送模块软件

3．4 温度采集单元功耗评估

3．4．1 处理器模块功耗评估

3．4．2 无线传输模块功耗评估

3．4．3 供电电源模块功耗评估

3．4．4 温度采集单元功耗计算

3．5 供电电源模块设计

3．5．1 基本要求

3．5．2 供能方式比较与选择

3．5．3 CT感应供电电源原理

3．5．4 CT感应供电电源设计

3．6 本章小结

第4章 牵引变电所电连接测温装置接收单元设计

4．1 供电电源模块设计

4．1．1 电源芯片选型

4．1．2 供电电源模块硬件电路

4．2 信息存储模块设计

4．2．1 存储芯片选型

4．2．2 信息存储模块硬件电路

4．2．3 信息存储模块软件

4．3 GSM短信发送模块设计

4．3．1 通讯芯片选型

4．3．2 GSM短信发送模块硬件电路

4．3．3 GSM短信发送模块软件

4．4 液晶显示模块设计

4．4．1 液晶显示选型

4．4．2 液晶显示模块硬件电路

4．4．3 液晶显示模块软件

4．5 串行通信模块设计

4．5．1 串行通信模块选型

4．5．2 串行通讯模块硬件电路

4．5．3 串行通讯模块软件

4．6 通信方式的设计

4．7 测温装置的应用

4．8 本章小结

第5章 牵引变电所电连接测温装置调试及结果分析

5．1 电连接测温装置调试

5．1．1 测温装置温度的采集与显示

5．1．2 测温精度的测量

5．1．3 无线传输距离的测试

5．1．4 点对多点测温方案的实现

5．2 测温装置报警功能测试

5．2．1 蜂鸣器报警

5．2．2 短信报警

5．3 SD卡温度信息存储测试

5．4 测温装置与上位机管理系统联调

5．5 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献