PDF《基于光伏发电的变电站红外测温实时监控装置》

5 V、

0 V 的电气信号( 图4) 传送给 单片机, 停止跟踪, 找到目标, 即整个圆筒中心位置. 在这样的运行原理下, 我们就能很容易的做到微调 时全方位跟踪太阳, 保持跟踪准确性. 图4光电传感器模块输出震荡信号 Fig.

4 Photoelectric sensor module outputs the oscillation signal

3 采样模块设计 在变电站, 运行中的一次设备应符合一定的温 度范围, 在红外测温作业中若发现某一设备部件的 温度超过正常值, 将根据具体温度, 按《南方电网输 变电设备缺陷定级标准》 把该发热情况按紧急缺 陷、 重大缺陷、 一般缺陷划分. 为了提高装置的测量精度, 本文设计的装置采 用外置 A/D 模块 MAX197,MAX197 是并口

12 位A/D, 比其他串口 AD 速度高, 同时它的精度也可以 满足温度测量要求, 外置 A/D 不仅可以减小单片机 的工作量来提高单片机的处理速度, 还可以提高采 样的精度 [3 ] , 采样原理如图

5 所示. 图5A/D 采样原理图 Fig.

5 A/D sampling schematic

4 程序设计 4.

1 程序流程图 图6程序流程图 Fig.

6 Program flow chart 4.

2 程序处理说明 软件滤波: 实际测量时传感器的 A /D 值有一 定的跳变, 为了使数据趋于稳定, 我们在硬件上采 用RC 低通滤波, 软件上采用数字滤波.数字滤波 的方法是窗口式平均法.比如我们先采集到

13 个数据:

0 1

2 3

4 5

6 7

8 9

10 11 12, 那么先对

10 个数据平均【0

1 2

3 4

5 6

7 8

9 】

10 11 12, 在数据 采集继续进行的同时, 窗口向后移动一个数据

0 【1

2 3

4 5

6 7

8 9

10 】

11 12

13 再次对新窗口内的

10 个数据进行平均.该种滤波方式, 不是一次性 使用较多数据然后马上丢弃, 而是逐渐向后移动 处理数据.这样不仅能够使得波动的 A /D 值趋于 平缓, 跳变较小, 而且还避免了以往数字滤波在数 据利用上的浪费.通过数字滤波, 加强了控制系 统判断的准确性. 自适应: 自适应的特点是通过程序上实现的, 我 们开始设定的程序中角度与时间的关系固定, 但是在 长期的运行中这个数值必然不固定, 为了能够自我调 整, 程序中在精细化调整到光强最大处时, 将此时的 时间, 角度值记录, 通过多个数组存入 EEPROM, 设定 每1个月更新一次.这样在以后粗调时候, 就能够更 加精准, 只需要让光电传感器工作较短时间.如果由 于天气环境影响, 光电传感器无法正常使用, 那么存 储的数据就是跟踪系统高效的保证.

5 设备测试结果 测试方案: 在气温 25℃ 、 晴天、 微风天气条件 ・

0 3 ・ 第9期边瑞恩, 等: 基于光伏发电的变电站红外测温实时监控装置 下.在110 kV 变电站高压场内, 将被测导线放置 于不同温度热水中进行热传导, 精确控制实际温 度, 再分别使用本文设计装置和红外测温仪对

2 m 外不同温度导线进行测量, 分析温度测量精度. 同时, 记录上位机后台接受数据, 比较监测数据实 时传输准确度 [4] . 测试结果: 如表

1 所示, 本文设计装置能够较为 精确的测量并显示导线温度.在传输过程中, 数据 能够十分准确到达上位机后台. 导线温度 20℃ 40℃ 60℃ 80℃ 测温仪( ℃ ) 19.

6 39.

4 58.

8 78.

3 测温误差 2. 0% 1. 5% 2. 0% 2. 1% LCD 显示值( ℃ ) 19.

5 38.

8 57.

9 77.

5 测温误差 2. 5% 3. 0% 3. 5% 3. 1% 上位机显示值( ℃ ) 19.