变电站开关柜运行环境自动监控系统设计

发布时间：2017-09-25 23:09

  本文关键词：变电站开关柜运行环境自动监控系统设计

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【摘要】：随着中国电网的飞速发展,无人值守变电站的推广,金属铠装移开式开关柜等电气设备(KYN)在lOkV、35kV配电系统被广泛的应用。此类设备多采用封闭式结构,因此柜内的动触头、静触头以及进出线触头等地方,时常会由于过负荷、接触面氧化以及散热性不好等原因造成电阻增大、热量聚集、温度升高。与此同时,如果站内空气湿度骤升,极易引起母排闪络等事故的发生,这些都是变电站安全稳定运行的隐患所在。随着变电站自动化水平以及需求的提高,因此需要设计出一种有效地在线监控方案,从而解决站内设备温湿度信息难以实时监控的难题。以求及时发现状况并采取措施,防止电气设备损坏,以及人身无故受到的伤害。本文以变电站开关柜运行环境自动监控系统的设计总方案为切入点,展开了课题的主要工作。系统主要由三大部分组成：终端监控设备、数据管理机以及上位机管理软件组成。其中终端监控设备主要为无线测温传感器和智能控制器。论文从方案的选择、设备的硬件设计、软件设计三大部分,详细描述了终端监控设备的研发过程。其中无线测温传感器采用良好的低功耗管理技术,实现了模块只需锂电池供电即可长期在高温环境下工作的技术指标。而智能控制器以多控制方式的控制策略实现了运行设备内部温湿度的有效调控。整套系统的底层数据信息传输主要依靠ZigBee无线传感器网络,最后通过数据管理机以及其他设备实现无线传输到有线传输的转换,使得整个系统具有更高的可靠性,稳定性。该系统对于提高变电站可靠稳定运行,以及变电站的自动化水平具有很重要的意义。
【关键词】：变电站 温湿度监控 ZigBee 通信管理
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM63;TM591
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 1 绪论11-16
• 1.1 课题的背景和意义11-12
• 1.2 课题的研究现状及其分析12-14
• 1.2.1 变电站开关柜内触头温度监测12-14
• 1.2.2 变电站开关柜内整体温湿度监控14
• 1.3 论文主要内容14-15
• 1.4 论文的主要创新点15-16
• 2 变电站开关柜运行环境监控系统的总体方案设计16-32
• 2.1 系统总体结构设计16-20
• 2.1.1 系统的功能及技术指标16-18
• 2.1.2 温湿度数据传输方式的选取18-19
• 2.1.3 系统总体结构及其工作原理19-20
• 2.2 ZigBee无线技术概述20-21
• 2.3 ZigBee无线网络的结构21-26
• 2.3.1 ZigBee节点的类型21-23
• 2.3.2 ZigBee无线路由模式23-26
• 2.4 ZigBee在温湿度监控系统中的网络配置26-30
• 2.4.1 ZigBee模块的选型26-27
• 2.4.2 ZigBee的工作频率27-28
• 2.4.3 ZigBee信道的选择28-29
• 2.4.4 ZigBee模块的配置29-30
• 2.5 本章小结30-32
• 3 无线测温终端的设计32-47
• 3.1 无线测温终端的工作原理32-33
• 3.2 CPU模块设计33-35
• 3.2.1 CPU的选型33-34
• 3.2.2 CPU电路设计34-35
• 3.3 温度传感器模块设计35-38
• 3.4 ZigBee模块电路设计38-39
• 3.5 无线测温终端的程序设计39-46
• 3.5.1 主程序设计39-41
• 3.5.2 初始化程序的设计41-42
• 3.5.3 数据采集部分程序的设计42-45
• 3.5.4 数据发送部分程序的设计45
• 3.5.5 电池功耗测试及使用寿命评价45-46
• 3.6 本章小结46-47
• 4 智能控制器的设计47-62
• 4.1 智能控制器的总体架构设计47-49
• 4.1.1 智能控制器的结构框图47-48
• 4.1.2 智能控制器内部结构48-49
• 4.2 硬件设计49-54
• 4.2.1 MCU模块的选型及设计49-51
• 4.2.2 电源模块的设计51
• 4.2.3 温湿度采集模块的设计51-52
• 4.2.4 开关量采集模块的设计52
• 4.2.5 ZigBee无线通信模块电路设计52-53
• 4.2.6 存储模块的设计53
• 4.2.7 继电器输出模块的设计53-54
• 4.3 软件设计54-61
• 4.3.1 智能控制器软件设计思路概述54-56
• 4.3.2 温湿度数据采集的设计56-57
• 4.3.3 温湿度数据处理的设计57-59
• 4.3.4 数据传输59-60
• 4.3.5 凝露控制策略60-61
• 4.4 本章小结61-62
• 5 上位机监控软件设计62-75
• 5.1 设计构思62-63
• 5.2 开发工具和数据库的选择63
• 5.3 软件设计63-70
• 5.3.1 开始程序模块63-66
• 5.3.2 停止程序模块66-67
• 5.3.3 复位程序模块67-68
• 5.3.4 接收数据程序模块68
• 5.3.5 数据转换和显示程序模块68-69
• 5.3.6 其他程序模块69-70
• 5.4 人机界面70-74
• 5.4.1 登录界面70-71
• 5.4.2 主界面71-72
• 5.4.3 参数设置72-74
• 5.5 本章小结74-75
• 6 总结与展望75-77
• 6.1 总结75
• 6.2 展望75-77
• 参考文献77-81
• 致谢81-82
• 个人简历82

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