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高压开关柜温度监控系统的研究
发布时间：2013-04-29 09:18 来源：未知
1．概述
高压开关柜在电力系统中特别是配电系统中占据了非常重要的地位，它担负着控制和保护的双重功能。它的安全稳定运行直接关系着电力系统的供电可靠性。随着电网日益扩大，综合自动化和变电站无人值守管理模式的普遍应用，对高压开关柜的运行状态的监视提出了新的要求。由于高压开关柜内部装有电流互感器、电压互感器、汇流排等，在设备运行时会产生热量，使开关柜内温度升高�？掌裙咭鸬木邓较陆�，也会导致柜内空气温度的升高。所以高压开关柜在运行过程中出现异常情况时，往往表现为柜内温度的升高。由于高压开关柜多为封闭结构，结构复杂（包括手车室、电缆室等）通风散热能力有限，柜内空气温度升高时，运行人员难以发现。尽管目前的高压开关柜装有风扇降温，但运行值班人员却难以了解开关柜的实际温度。因此，研制开关柜的在线温度监测系统，实时监视测开关柜内空气的温度，对减小运行人员的巡视强度，保证开关柜的安全运行，预防电力系统事故的发生，提高供电可靠性具有非常重要的意义。
2．系统功能结构分析
高压开关柜在线温度检测系统包括温度采集部分、数据处理部分和数据传输部分，其系统结构如图1所示。温度传感器具有将温度信号转换成数字信号并将数字信号传送到处理器的功能。处理器的主要功能是控制温度传感器的温度转换、温度传感器的数据传输以及数据初步处理等。处理器可以根据需要将温度数据通过通讯前置机发送至后台计算机和调度部门的功能。系统软件可将各高压开关柜实时温度与负荷电流和历史数据进行综合分析，判断开关柜运行状态是否正常。运行人员也可直接从显示器了解开关柜的实际运行温度。
3．系统的功能的实现
3.1硬件部分解决方案 硬件部分主要包括DALLAS公司的DS1820数字温度传感器和DZT-512单总线温度巡检仪。
(1)数字温度传感器DS1820 DS1820是DALLAS公司生产的支持“一线总线”接口的数字温度传感器。DS1820其外形简单，仅有三个引脚(GND、DQ和VDD)。“一线总线”能与计算机进行数字通信、总线负载量大、布线简洁、精度高、性能稳定、价格便宜等优点。DS1820内部结构如图2所示，包括64位永久型ROM、永久型温度报警触发器TH和TL、温度灵敏元件等部分。
DS1820的单线接线方式将非电模拟温度值转化为数字信号并输出仅占一位1}0端口。单线接线方式也使处理器能够对够通过单信号线实现多点测温，高压开关柜在线温度检测系统的设计也得以简化。DA1820具有极低功耗的工作方式，测温时即可通过外接电源供电也可通过数据线直接供电；其测温范围为-55℃~+125℃，测量精度为0.5℃；转化为数字信号的温度数据以16位代码的方式串行输出。
(2)DZT-512单总线温度巡检仪DZT-512单总线温度巡检仪是配合一线总线技术现场应用的一种检测仪表，可以对D51820数字温度传感器系列产品进行温度数据采集、显示、报警设定，数据传输，使温度巡迥检测系统获得高可靠性、低成本和最简单的布线结构。DZT-512可连接64点，扩展后可测512点温度，测温范围可达-55c~+125℃，测温精度为o.50c，可通过485总线与计算机通讯。
(3)温度检测部分的连接 高压开关柜温度监测部分的接线如图3所示。
由于高压开关柜一般配置比较集中，且数量较多，而且每个开关柜具有小车室和电缆室等多个温度测量点。因此，一般来说本系统的总线上连接的DS1820数量较多。若所有的DS1820同时进行温度转换，且采用从数据线向其供电，将难以满足要求，所以本系统单独从DZT-512的3号端口向所有的DS1820提供一个5v的直流电源。在接线之前，必须先建立一张表格，记录每一个DS1820在现场安装位置与输入编号之间的关系。仪表接通电源即可进入巡检状态，如果是第一次使用，还须逐个对每一个DS1820插入登记插座进行登记。在登记过程当中，可以对每一个的DS1820的上限温度值和下限温度值进行设置。
3.2软件部分解决方案软件部分的开发是该系统的核心和难点部分。系统软件完成的功能主要包括实时数据读取、数据处理、存储以及数据的传输。软件系统的设计应该按照面向对象的软件设计方法思路s将系统所要实现的每·个功能看成是一个对象，每个对象具有各自的运行参数和成员函数。软件应该具有良好的可移植性、可扩展性和可维护性。同时，软件系统应实现系统功能的�？榛�，系统功能模块调度的有序性，完善的通信功能以及高效率的数据处理等。软件系统的工作流程框图如图4所示。
DZT-512从定期各温度传感器读取温度数据后，将各温度将数据上传至后台计算机，后台计算机将各高压开关柜的实时负荷电流和温度与历史温度和负荷数据进行综合分析比较，判断是否正常，若发现异常情况则发出警告信息。同时各高压开关柜的实时温度可根据设置进行显示。对每个高压开关柜的数据判断完以后，程序可根据设置进行下个循环，从新从DZT-512中读取最新的数据，然后进行下一轮的分析和判断。
4．结束语+
高压开关柜在线温度监测系统可以对高压开关柜内部的空气温度进行在线监测，可以降低运行电站运行人员的巡视强度，并能够将现场各开关柜的温度信号通过485通讯上传至后台计算机和调度部门。结合开关柜的电流、电压以及与历史数据的对比可以实现对开关柜内部状态的分析，从而实现对开关柜的故障预警，减小事故的发生，提高供电可靠性。高压开关柜在线温度监测系统还可进一步发展成为高压开关柜智能监控系统，实现对高压开关柜的内部状态分析。该系统即可用于新建变电站也可用于老变电站的现代化改造。
三门峡富通新能源可以根据用户的需求订做各种类型的高低压配电柜开关柜。
