高压开关柜温度在线监测系统

1、高压开关设备温度在线监测系统摘褥子开关设备是保证电力系统安全运行的重要设备之一，但开关设备过热导致事故，经常发生损失。过去在开关设备过热故障检查中采用人工检查是费时费力的，不容易及时发现事故。开关齿轮过热错误在线监测系统克服了开关齿轮内高温、高压、强磁场环境下温度监测不容易的问题，还通过监控软件实时显示开关齿轮内部测试点的当前温度值，进行报警处理，节省了大量人员、物力，提高了事故预判的准确性和实时性。本文从硬件和软件两个方面介绍了监控系统的设计过程。硬件设计了两种不同的温度检测系统，采用中电压开关设备过热故障监测，在使用光纤温度传感器的同时，使用光纤传输数据。低压开关设备使用单总线数字温度传感

2、器，数据使用无线传输。监控系统软件主要实现测量点温度的实时显示，并对温度数据进行分析、报警、存储等功能。及时提醒员工处理警报情况，避免事故发生。关键词：开关柜在线监测温度传感器实时监测软件mfadoAbstractAs the most important equipment，metal-clad switch gear guarantee The safe operation of electric power system . some times，The temperatureon-line real-time monitoring for temperature overcome th

3、e difficulties of High temperature，High voltage and High magnetic field，To be ait can show the temperature of the spot of being monitored，Judge the temperature and give an alarm。the system saves lots of resource and improves the veracity。the paper presents the detail about the procedure of the desig

4、n for both hardware and software aspects . there are two defferent design o F hardware 3333another one is 1-wire digital thermometer，it is used for lower-voltage metal-clad switch gear，And the data is transferred by unwiredthe software of on-line real-time monitoring for temperature can show the tem

5、perature real-time，Analyse the data，gave an alarmthe system can awoke the workers about the alarm in time，avoiding the accident。the result of the axperint indicates the new system works well，it has accompressed the design aims of anticipating，Providing a good guaranteekeywords : monitoring software

6、on-line monitoring mfado列表1简介11.1主题背景和含义11.2开闭装置温度监测技术研究21.3系统监控软件设计要求31.4挑战主要挑战42开关齿轮在线监测系统总体设计62.1监控系统硬件结构62.2监控系统软件功能设计73监控系统硬件设计103.1光纤温度监控系统设计103.1.1光纤温度传感器113.1.2光纤温度在线显示器123.1.2 Nsmart接口通信协议143.2单总线数字温度传感器电路设计173.2.1单总线数字温度计173.2.2温度监控模块的其他外围设备203.2.3单总线温度监控系统设计233.3两种温度监控硬件设计比较摘要234监控系统软件设计2

7、54.1软件开发平台简介254.2软件总体设计254.2.1多线程编程模式254.2.2线程间通信294.2.3多线程编程点304.3软件功能模块设计324.3.1实现温度警报功能374.3.2通信模块编程394.4本章摘要405监控系统运行调试415.1监控系统软件功能调试416汇总42参考文献43翻译部分44英语原文44中文翻译581简介1.1主题背景和重要性“高低压开关设备过热故障在线监测系统”是为了减轻手动检查的负担，实时监测开放机柜温度，预警而共同开发的实时温度监测系统。电站、变电站的低压开关设备是保证电力系统安全运行的重要设备之一。但是运行过程中，经常发生因发热导致设备着火或突然停

8、电等很多经济损失的情况。随着现代电力系统对电能质量的要求越来越高，对开关设备运行的可靠性也提出了更高的要求。同时，随着传感器技术、信号处理技术、计算机技术和人工智能技术的发展，可以在线监测开关齿轮运行状态，及时发现故障风险，预测累积故障。对确保开关柜运行、减少维修次数、提高电力系统运行可靠性和自动化水平也具有重要意义。设备长期运行期间，开关设备的触点和总线行连接点等老化，或者接触电阻太大，导致发热，或者总线和触点电流太多，导致温度上升过高，导致相邻绝缘部件的性能下降，这些加热部位的温度未受到监控，最终可能发生故障或火灾引起的事故。电气设备的外部热故障主要是由于暴露连接器受到恶劣的挤压等原因，在

9、高电流作用下连接器温度升高，接触电阻增加，造成恶性循环隐患，这些故障占外部热故障的90%以上。如果对近年来检测到的外部热故障的数千个数据进行统计观察，就会发现线夹和刀门触点的热故障占整体外部热故障的77%。电气设备内部的热故障的特点是故障点密封在绝缘材料和电缆等金属外壳上。内部热故障通常是热时间长、稳定的，由于故障点周围导体或绝缘材料和传热，局部温度升高，可以检测周围材料的温度上升，诊断电气设备内部故障。据电力事故分析，电力设备过热故障会导致火灾导致大规模设备着火，停电，短时间内无法恢复生产，造成重大经济损失。近年来，发电厂和变电站已经发生了多次开关设备过热事故，发生火灾和大规模停电事件，解决

10、开关设备局部过热问题是杜绝这种事故的关键。因此，必须采取有效措施监控开关齿轮内的总线和触点等温度。为了提高电源的可靠性，减少停电时间和次数，确保用户长期、稳定、安全地使用电力，设计了在电力设备关键点实时监控和记录温度变化的监控系统，预测可能引起火灾或设备故障的局部过热，确保现场设备的安全运行。此外，通过对电气设备故障进行温度记录器，在设备故障之前提出警报和维护建议，使管理员及时发现故障前兆，采取预防措施，并将“定期检查”改为“按状态维护”，减少了大量人力和物力。监控开关设备的触点温度运行，可以有效防止开关设备火灾，开关设备高压窄，温度测量难以手动检查，实现温度在线监测是保证变电站开关设备安全运

11、行的重要手段。1.2开闭装置温度监测技术研究开关齿轮接触和总线要在高电压、高温度、强磁场和非常强的电磁干扰环境下进行温度测量，必须解决上述恶劣环境条件下电子测量装置的适应性，解决温度传感器的电位隔离、电磁干扰预防、小尺寸和容易安装等问题。目前常用的温度监控方法如下：1.热敏电阻温度测量系统：热敏电阻具有小尺寸、快速温度响应、产品成熟、低成本等优点，可以显示温度值，但各热敏电阻需要单独的接线，接线复杂，热敏电阻容易损坏，维护保养多，传感器没有自检功能，需要经常验证，因此不经常采用。2.红外探头温度测量系统：红外温度测量具有快速响应时间、非接触、使用安全和长寿命等优点。红外测温仪主要有三种：红外照

12、相机、红外热像仪、红外测温仪(点温度计)。非接触式红外温度计由便携式、在线和扫描三大系列组成，可以在线监控。但是系统稳定性差，体积大，受到占地空间的限制，环境影响严重，虚假报告多，不经常使用。3.斯温/海绵蜡片温度：使用“斯米温蜡片/测试蜡片”的几个问题。一种是粘贴时一般使用清漆，在电气设备需要测试的部分贴上“smion板材/测试蜡片”，牢固地粘贴，测试点温度达到“smion蜡片/测试蜡片”的温度时不能下降，温度太高才能脱落，因此容易误导工人并做出判断。二是：“smion蜡/smion蜡片”指过热现象，是不直观、不易发现的现象。第三，电气设备的负荷取决于用户需求，接触温度也不同，受监控的电气设

13、备接点过热到不同程度时，使用“温度蜡片/温度测试蜡片”也不能达到一定程度的融化或下降。4.世温记录标签：“世温记录标签”用粘合剂固定，只要温度测量范围内发生过热，就可能继续留在补丁触点部分。“温度记录标签”表面涂层随温度变化而变化颜色的发光材料，通过观察其颜色变化，大致确定温度范围，该方法准确度低，可读性差，无法定量测量，因此不能满足当前系统监控的要求。其他：双CCD和NICCD成像技术，该技术开发了一种高温测量电视系统，可以基于比色温度测量原理实现广泛目标温度的全面实时测量。提高了温度测量的灵敏度、线性度、检测速度，大大减少了检测过程对目标物体发射率的依赖，在不受检测距离影响的情况下，成功地

14、解决了温度场动态实时检测的技术难题。但是这种方法成本太高，对大规模宣传不好。或者，使用新兴ZigBee网络技术，ZBT 1 .0开发和制造无线温度测量系统，实时检测电源系统中高压和EHV总线、高压开关触点(2人和人员无法访问的其他危险，恶劣环境)的温度，与电源自动化系统连接，监控中央监控室内的运行状况，实际执行远距离远程测量，并发出警报信号，警告相关人员在测试点温度超过预设阈值时采取措施。国内ZigBee无线传输系统还处于实验阶段，技术不成熟，无法保证单片机、无线传输模块在高温、高压、高磁场环境下的稳定运行。根据上述分析，电源系统需要高性能、可靠性、低成本、易于安装、不需要外部电源的开关设备温

15、度监控装置，并配置了相应的监控系统。为了实现上述温度在线监测功能，现有的两种不同的温度检测系统满足了要求。一种是分布式光纤温度检测系统。分布式光纤温度检测系统是对热检测敏感的组件和传输信号介质，原则是同时利用光纤，利用先进的OTDR技术检测沿光纤的不同位置的温度和应变变化，实现真正的分布式测量。温度测量原理是基于Raman散射效应的分布式温度检测系统，光纤光栅温度在线监测系统使用每个触点上放置的光栅传感器，通过光纤将温度信号传递给网络分析器。利用光纤光栅固有的绝缘性和电磁场抗干扰性能，可靠性和安全性很高，从根本上解决了开关柜内部总线和接触工作温度以及机柜内部环境温度不容易监测的问题。另一种温度传感器，包括接触温度(例如总线连接的温度和断路器)，有单总线数字温度传感器、石英传感器、光微弱硅温度传感器和吸收型光纤温度传感器，该传感器以晶体、硅和玻璃构成的Fabry Perot插槽和GaAs晶体作为温度组件无线传输数据，从而有效地解决电磁干扰问题。1.3系统监控软件设计要求变电站低压开关设备过热故障在线监测系统是基于分布式温度测量、数据收集和传输、显示和报警组件的计算机实时温度监控系统。该系统使用分布式、联网、隔离性能好的高精度温度传感器，对变电站中低压开关设备的总线、断路器和隔离开关触点、变压器(包括电缆连接器)等容易发生异常温度上升的这些组件进行在线温度测量和监控。