PDF《基于无线网络的母线测温系统》

第31卷第8期增刊 仪器仪表学报Voi.

31 No.8 1旦!Q!!:!』! 堡!i翌!!呈!竺竺婴堡1 21§!i呈璺!i堑里!翌!!!旦里呈望! 垒坚墨:兰Q!Q 基于无线网络的母线测温系统 黄剑龙1 于文召2 王忠锋1 李力刚' 朱珍1 (1.中国科学院沈l;

lI自动化研究所工业信息学研究室沈一I

110016 2.华能山东石岛湾核电有限公司威海264312) 摘要:针对高堆开关柜的高压、强电磁场的工作环境,奉文设计一一种基于ZigBee无线网络技术的高压开关框母线测温系 统.该系统由温度在线监测.疆示设备和温度终端采集设备两部分构成,温度终端采集设备采用耐腐蚀绝缘技术,直接将其安 装在被测母线.卜进行温度采集,并将埘线一卜.采集到的温度以无线的办式传递给温度存线监测显示设备.由于每个开关柜内每 条母线上的温度终端采集设备都被分配固定的地址,所以温度在线监测显示设备能将接收到的数据进行分析处理后,直接在 液晶上实时在线显示开关根内对应地址的温度数据.当采集的温度数据超过系统设定阂值时,显示装置发ff{声光报警信号, 从而使用户提前发现和排除热故障隐患. 关键词:母线测温;

ZigBee:无线网络 Temperature monitoring system for HV bus―bar based on wireless networking Huang Jianlongl Yu Wenzha02 Wang Zhongfen91 Li Ligangl Zhu Zhenl t1 ShenYang I凇lilme ofAutomation Chinese Academy ofScienees Industrial Information System Dept,Shenyang,l10016,China 2HuanengShandongShidaoBayNuclearPowerCo.Ltd,WeihaL264312,China) Abstract:This paper design of a temperature monitoring system for HV device base on ZigBee wireless networking technology,for the hi曲voltage switchgear of high voltage and strong electromagnetic fields of the work environment.The system tonsils of temperature on・line monitoring display device and temperature terminal acquisition device.The acquisition device USeS corrosion-resistant technology.It can be directly fixed to the bus―bar measuring temperature.The terminal acquisition node collects temperature information and transmits it to the temperature display device by wireless.Each acquisition device of bus―bar of switchgear is assigned a fixed address.The LCD Can display data after analysis of data processing Oll-line.It issues sound and light alarm signal when collected data exceeds the threshold.Users can early detection and removal of thermal failure hidden. Key words:measuring temperature ofbus-bar;

zigbee;

wireless network

1 引言 在现代工厂及电力传输系统中,高压开关柜是 变电站、现场用电设备中的重要设备,由于开关柜 在长期运行过程中,其母线接触点处长期接触,容 易出现局部电阻增大,从而导致局部温升,造成触 点熔断,引发断路,造成大面积停电,影响整个电 力系统的正常工作,带来重大经济损失ll之J.因此对 高压开关柜内触点、母线连接处的实际工作温度进 行在线监测,提前发现和排除热故障隐患,以成为 急需解决的问题.

115 传统的测温方式是采用热电偶、热电阻、半导 体温度传感器等以红外或光纤的方式将信号进行 传输,容易受到环境因素影响,导致测量结果偏差. 本系统采用成熟的传感技术和先进的无线通讯技 术进行高压隔离和信号传输,利用其绝缘性和抗电 磁场干扰性能,从根本上解决了高压开关柜内触点 运行温度不易监测的难题.具有极高的可靠性、安 全性,隔离彻底,价格低廉,安装简便.本系统是 基于IEEE802.15.4协议,通信频率2.4 GHz,具有 很强的穿透能力,实际通信可视距离能够达到 1000m以上,空中速率可达250 kbps,完全能够满 托8期mH 黄剑龙等:聃J七线州络们母缍Ⅻ"系统 足用户的实时性蟹求I¨I.设童系统其卉[|纽网_I:J】 能.力使现场安装侧试.本文所研究的监删系统. 经过实翻、测试.能妊jW稳定远行,可实现对触点温 度的实时监测、,白温报警和状态趋辨分析,提高了 电力设备运行的宜争性. 2系统概进 系统I f温度在线监测显示设备和温度终端采 集设备阿部分组成.温度终端泉集设备丰竖If『温度 传感器和无线传输模块组成.在线监测显示设备丰 要Ill无线模块,电源转换、MCU、存储设蔷等部分 构成. 图J足终端设备现场温度采焦环境,图2温度 懿测口水仪,图3系统不意图,山图3叫知滥度终 端采集设各将现场温度粟囊后,以无线的方式.将 数据传递给温度显不设备,使用户臆够实时的监测 到现场设备的温度情况.当被删温度超过设宅闭值 时,温度显示设备发m控制指令,产生声光报警信 号,通知用广.方便用户及时解决问题,从而避免 了小必要的重大损失.由于采用了无线桂输方式. 温度 峨测显示仪 圄3系统示意国 3系统硬件设计 温度终端采集设备III AD公司的TMP36和无 线传输模块组成.温度监测显示仪}11电源转换部 分、LCD显示部分、MCU处埋器{}|i分、通信接口 部分、存储器部分、声光报警部分、按键部分、RTC 莆|f分等构成.如图4系统框图所示. 图1终端设备现场a度采集环境 瞄}:_=匦盈四墨酬 冒2温度监测Ⅱ示倥 处理器选择ST公司生产的STM32F103,该处 理器采用业界领先的ARM 32.bit CortexⅢ.M3内核.最高主频达到75MHz,片上具有64K h¨esFlash 和20K byI龉SRAM,外扩IM bytes的数据存储单 元.具有4个Timers,通信接口包括2路SPI、2 路I'C、3j!蔷USART、1路USB、1路CAb/.本设 计中它的三个串口分别接无线模块、RS