PDF《基于光伏发电的变电站红外测温实时监控装置》

基于光伏发电的变电站红外测温实时监控装置 边瑞恩, 王青, 邹睿, 陈志宏 ( 河源供电局, 广东 河源 517000) 摘要: 设计了具有红外测温、 自主供电与图像监控功能的装置.

该装置采用 ST 公司以 ARM Cortex - M3 内核的 高性能低功耗 STM32 作为主控制器, 利用光伏发电、 MPPT 技术为装置提供稳定的电源, 以内置激光瞄准器的红外 传感器采集待测点温度信号, 通过 STM32 单片机对传感器的信号进行处理后, 将监测到的数据用 GPRS 网络传送到 监控中心, 利用数据图形对比模块, 把分析结果及报警提示通过语言模块传达给值班人员. 关键词: 红外测温;

变电站;

光伏发电 文章编号:

1008 - 083X( 2016)

9 -

0029 -

03 中图分类号: TM63 文献标志码: B 每个变电站需要测量的目标点达数百个, 现有 测温手段通过人工巡检来预防事故, 只能对特别关 键的少数几个目标点进行测量, 造成大量的目标点 漏测, 存在安全隐患.特别是无人值守的变电站中, 更是缺乏对于重载线路设备节点温度的及时监测.

1 总体设计思路 装置是以 STM32 为核心控制器的太阳能红外测 温装置.原理图如图

1 所示, 装置通过单晶硅太阳能 板获取光能, 通过太阳能控制器实现最大功率点输 出, 尽可能获取更多的能量, 将能量储存到蓄电池中, 并对输出电压的波形、 幅值、 频率进行处理, 使电能质 量更好, 同时给整个装置供电.装置通过红外传感器 采集待测点的温度信号, 将信号传给 STM32 控制器 处理, 利用无线通信将信息传给后台, 达到对待测点 温度信息远程、 实时、 在线监控的目的. 图1总体设计思路框图 Fig.

1 The overall design block diagram

2 光伏电源模块设计 光伏电源模块由光伏板、 太阳能控制器、 蓄电池、 光敏传感器模块、 云台组成.考虑到太阳能电池板发 电量有限, 为了用低成本的装置最大化地提高太阳能 转换效率, 提升太阳能电池板的潜在价值.装置通过 光敏传感器模块、 云台达到单轴跟踪太阳光的功能, 单轴跟踪虽然没有双轴极轴的高精度, 但是其机械结 构简单, 装置的稳固性都会大大高于前者, 越复杂的 系统带来的不仅是成本的提升也是整个系统不稳定 程度的提升, 受环境因素的影响加大.本文设计的单 轴跟踪模块光电传感器的俯视图如图

2 所示, 太阳能 单轴跟踪装置的电路原理图如图

3 所示 [

1 ] . 在图

2 中, 太阳光照射到 A、 B 置的光强不同, 导致 A、 B 光敏三极管的输出的电压量 U

1、 U2 是不 一样的.在图

3 中, U

1、 U2 通过比较器 LM339 就会 产生开关量 ΔU. 图2光电传感器的俯视图 Fig.

2 A plan view of a photoelectric sensor of FIG 图3太阳能单轴跟踪装置的电路原理 Fig.

3 The principle of single- axis tracking solar circuit device ΔU = U1 - U2 =

0 ( U1 ≤ U2 )

1 ( U1 >

U2 { ) 通过输出高低电平, 再根据两个电平信号的组 合就可以判断出是哪边的光强更强, 之后信号给单 ・

9 2 ・ DOI:10.19317/j.cnki.1008-083x.2016.09.009 贵州电力技术 第19 卷 片机判断控制动力装置作出相应的转动, 快速的跟 踪光源 [2 ] .图2中可以看到光敏元件的排布, 只需 要在 X 两旁等距放置, 那么在光强基本一致的情况 下, 确定 X 轴之后找到轴中点 O, 产生

1、

0 振荡信 号, 处理后变成