无线测温_配电室综合监控平台

0引言高压变电站是电能变换、分配的重要场所，同时也是发生火灾、爆炸等事故的高危场所。通常情况下，高压变电站输变线路的接头温度范围在20℃～30℃之间为正常状态；如果母线接头温度达到60℃～70℃时，则处于警戒状态；超过60℃～70℃，就会引发火灾甚至爆炸。一旦出现这些事故，不仅会给高压变电站自身带来巨大的破坏，而且还会影响电力输送的正常运行。为了确保电能的传输质量以及设备的安全，对高压变电站进行温度的实时监测和预警，就成为了电力工作者所关注的焦点问题。传统的测温工作主要依赖于人工，测温的准确度和测温效率难以保证。本文主要研究的是无线测温系统，通过无线设备对设备内的每个节点进行温度测量，不仅可以有效地提高测量，而且操作简单易于维护，能够实现对高压变电站温度的在线测量和监控。1无线测温预警系统的特点无线测温系统主要作用是进行实时的在线温度测量和预警。常用于较为恶劣的工作环境中，该设备的特点是安装简单、检测精度高，尤其对高压电气设备的温度测量有着良好的效果。高压变电站无线测温语境系统的设计结合了智能温度传感器、超低功耗单片机、无线收发模块以及电源管理器，通过对高压变电站进行定时测温并且与设定的高温度阀值进行对比分析，从而判断无线收发模块的启停。在设计过程中还采用了双电源的管控技术，在不需要测温的情况下，设备内的所有核心部件都保持休眠状态。高压变电站无线测温预警系统结构设计如下图-1所示：图-1高压变电站无线测温预警系统结构图2高压变电站无线测温预警系统的设计从上文分析中，可以得出高压变电站无线测温预警系统的主要部件是传感器和数据采集器，其中核心技术是超低功耗的单片机，并且通过多节点的模式实现了对高压变电站低功耗、高性能的无线测温。以下就对高压变电站无线测温预警系统的设计进行详细分析：2.1硬件设计本文研究的无线测温预警系统主要是由温度传感器、超低功耗单片机、无线收发模块、电源管理芯片、外围电路以及高能电池组成。其中温度传感器的测量度可以达到0.5℃，而且用户可以根据实际情况自行转换分辨率以及设定温度超标预警的上下阀值，并且能够长期保存；超低功耗单片机则采用的是超低功耗的16位混合信号处理器，该处理器可以在1.8～3.6V的电压下工作，而且可以根据不同的工作模式降低耗电电流，此外单片机凭借其丰富的寻址方式、大量的寄存器和简洁的操作指令，可以获得较高的处理能力和速度；无线收发模块是一种理想的弹片收发器芯片，适用于多点通讯方式，其发射功率可达到10mW，该模块的特点是传输距离较远，无线信号的传输距离可以达到600～800m，而且采用高效的前向纠错信道编码技术，具有较高的抗干扰能力和低误码率；电源管理芯片在测温设备超低功耗方面也有非常重要的作用，MAX1726芯片可以提供1.8V、2.5V、3.3V、5V的输出电压，它不仅是一种低漏失的线性调节器，同时还可以提供超低电流，大限度的延长了电池的使用寿命。电源管理芯片也可以提供200mA的超低电流，主要用作电池组供电，起到反相电池保护、短路保护、高温保护以及提高电池的使用寿命。2.2电路设计及双电源管理技术高压变电站无线测温预警系统采用的是双电源管理技术，分别对智能温度传感器和无线收发模块进行管理，在降低功耗的同时可以提高传感器的使用寿命。由于温度传感器、超低功耗单片机以及外围电路的工作电流较小，因此在电路设计的过程中，主要采用3.6V，3000mA的电池进行供电，该电池的大持续放电电流和大脉冲放电电流分别可以达到150mA和300mA，按照80%的电池使用率计算，平均寿命可以达到两年以上。通过单片机的控制对当前不需要工作的部件进行断电保护，有效的提高了电量的使用率。此外，为了有效的延长高压变电站无线测温预警系统的使用寿命，在满足设备工作频率的前提条件下，可以选择较小的工作频率来降低单片机的功耗，而且在外围电路的设计和器材选择等方面，也需要强调能耗问题。2.3软件设计在降低无线测温预警系统的功耗方面，除了需要将CPU系统设定为省电模式外，还需要在软件方面进行低功耗的设计。高压变电站无线测温预警系统软件程序设计框图如下所示：图-2高压变电站无线测温预警系统软件程序设计框图该软件的工作步骤为，对系统的实际需求进行分析；对系统的功耗进行分析；结合实际需求和功耗的分析结果，设计程序（程序设计采用中断唤醒的模式）；采用限度的数据保存形式，确保程序进入休眠状态；各个功能模块相互独立，内部功耗保持平衡稳定；将模块间的交换信息设计成中断唤醒方式，调试好后进行功耗考核。

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