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基本信息

項目名稱:
基于紅外數據通信的電力高壓開關柜溫度采集
小類:
機械與控制
簡介:
高壓電傳輸終端開關柜的正常運行無疑是電能安全傳輸的命脈。傳輸終端高壓開關柜經常會因內部觸頭接觸不良,接觸電阻增大,出現觸頭溫升過高,最終導致燒毀停電,甚至導致重大安全事故的發生。為了有效避免此類事故的發生,我們開發了一種能即時監測觸頭溫升并將開關柜的運行狀況實時的顯示在PC機上還可以通過互聯網遠程查詢開關柜的運行狀況的基于紅外數據通信的電力高壓開關柜溫度采集和遠程監控系統。
詳細介紹:
本系統開發了一種高壓柜母線和電纜接頭和觸頭的溫度在線監測裝置,該裝置的電路部分主要包括一種采用微晶鐵芯制作的高壓母線感應取電電源和低功耗的紅外數據通信的無線溫度采集器。高壓母線感應取電電源其特征在于由超微晶矩形鐵芯、多抽頭線圈、整流濾波和穩壓電路組成,鐵芯為對稱可拆分矩形微晶材料,矩形外形是為了便于矩形母線穿過鐵芯和安裝施工。多抽頭副邊線圈解決在母線電流大范圍波動的情況下切換不同的線圈抽頭為后面的整流電路提供比較穩定的電壓,使穩壓電路的輸出電壓穩定。而紅外溫度數據通信的無線數據溫度采集器在高壓母線感應取電供電下,由半導體溫度傳感器LM35和帶有模擬/數字轉換低功耗的微處理器C8051F350和紅外數字通信溫度數據收發電路組成,采用紅外線發射/接收裝置的溫度顯示終端。無線溫度采集器與溫度顯示終端通過紅外溫度數據通信,在LCD屏上顯示相應相的母線和電纜的接頭和觸頭的溫度,通過RS485連到PC機的串口,存儲母線和觸頭的溫度數據,并實時地分析處理。系統的遠程監控和管理軟件采用B/S架構,系統分為本地監控系統和遠程查詢系統。用Delphi7.0開發了本地監控系統,對溫度采集終端的溫度進行分析。遠程網絡查詢系統用IIS搭建服務器,采用ASP技術。系統可以通過互聯網查詢到高壓機柜的運行情況,提高了高壓柜運行的穩定性和可靠性。系統采用紅外數據通信解決了高壓隔離難題,可靠的檢測高壓開關三相觸頭的實時溫度,及時、準確發出報警信號,保證電網供電安全。

作品圖片

  • 基于紅外數據通信的電力高壓開關柜溫度采集
  • 基于紅外數據通信的電力高壓開關柜溫度采集
  • 基于紅外數據通信的電力高壓開關柜溫度采集
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作品專業信息

設計、發明的目的和基本思路、創新點、技術關鍵和主要技術指標

一、系統設計目的:為了避免高壓開關柜高壓觸頭因接觸電阻增大,導致觸頭溫升過高,甚至燒毀或重大安全事故的發生,開發一種能即時監測觸頭溫升的裝置顯得非常迫切。 二、系統設計基本思路:作為開關柜的附加功能系統,測溫裝置必須要解決以下問題:(1)高壓隔離問題(2)抗干擾措施問題(3)供電方式問題(4)熱穩定性問題(5)實用性問題 三、創新點、技術關鍵和主要技術指標紅外數據通信的溫度采集器的創新點和關鍵技術如下: 1、母線感應取電電源,在母線電流10A-1200A都能正常從母線感應取電,解決自身供電問題,無需從二次側連線取電,解決高壓絕緣問題。 2、紅外數據通信的無線溫度數據采集器,解決無線溫度數據通信問題。 3、采用先進的微晶鐵芯材料用于母線感應取電,體積小,效率高。 4、智能人機屏和遠程通信接口功能,解決組網和遠程監控問題。系統的技術性能指標如下: a、測溫點即時溫度顯示,允差±0.5℃; b、顯示并儲存最高溫度值; c、顯示并儲存最高溫度發生的時刻; d、設置二級報警溫度值; e、報警輸出接口:一對常開、常閉接點; f、具有微機聯網通訊接口,實現遠程監控; g、實時聲光報警 h、低壓側顯示終端外型尺寸:長 * 寬 * 深 = 30 * 30 * 50(mm)

科學性、先進性

1:可拆分矩形微晶鐵芯的高壓母線感應取電電源本母線感應具有以下功能和優點:(1) 根據母線電流大小和負荷情況,自動切換取電線圈的匝數,防止輸入交流電壓過高,損壞后面的穩壓電路。(2) 在交流側采用TVS二極管吸收浪涌電壓。(3) 采用肖特基整流二極管SS14構成整流橋,降低整流橋的電壓降,使得在比較小的母線電流情況下,后面的DC/DC變換電路也能正常工作。(4) 在DC/DC變換電路中采用MC34063,它的輸入電壓范圍廣,而且成本低。(5) 使用電壓等級范圍廣,由于沒有二次側,從低壓系統到超高壓供電系統,都可以使用。 2:高低側采用紅外光數據通信,徹底解決高低壓側的絕緣問題。系統采用低功耗的紅外通信的無線溫度數據采集器,其特征在于采用了紅外數據通信技術,相比與無線電磁波數據傳輸,沒有電磁干擾. 3:遠程通信接口和接入電力系統綜合保護系統功能,便于實現電力系統自動化。本系統能夠與變電站的綜合自動化系統相連,從而實現對開關柜內的開關觸頭溫度進行實時遠程監測。

獲獎情況及鑒定結果

本項目是與武漢經濟技術開發區的武漢本杰明自動化設備工程有限公司聯合開發,在貴州省長征電器有限責任公司、湖南開關電器有限公司和湖南天一科技有限公司完成前期的測試工作,下一步將進入國家電網武漢高壓電器研究所進行型式試驗。

作品所處階段

中試階段

技術轉讓方式

系統成品產品轉讓

作品可展示的形式

實物產品、現場演示

使用說明,技術特點和優勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測

本溫度監控儀適用于各種類型的高壓設備的溫度在線監測,采用紅外數字通信技術,具有可靠的高壓隔離、抗強電場、磁場干擾及良好的熱穩定等特性。該設備不僅能顯示各測量點的即時溫度、還可進行超溫報警點設置,起動風機或警笛,實現溫控報警功能。它是保證電網安全運行,實現電網自動化的必備設施之一。BJM-08A型在結構和通信上進行了重大改進,使安裝使用更方便,工作更可靠。

同類課題研究水平概述

目前大多數的無線溫度數據采集通信采用傳統的無線電磁波傳輸方式,該方式功耗大,相應帶來電磁干擾和電磁兼容性的問題,在某些特定的場合,如電力高壓系統、醫院和攜帶心臟起搏器人員的特殊環境和人員無法使用,影響周圍電氣設備和人員的安全事故。紅外通信有著成本低廉、連接方便、簡單易用和結構緊湊的特點,因此在小型的移動設備中獲得了廣泛的應用。目前大多數作為溫度數據采集的終端希望通過串口或紅外接口與移動設備(如掌上電腦等)進行通信。和傳統的遙控器中采用的紅外相比較,紅外溫度數據傳輸的實現方式是不同的。由于這種通信方式具有可靠性高、保密性好、設計成本低、連接方便、簡單易用、結構緊湊等特點,已被廣泛應用于遙控遙測、智能儀表、計算機終端、電話機、移動電話、尋呼機、電子商務、數字照相機、工業設備和醫療設備等領域。
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