圖110kV高壓開關(guān)柜無線測溫系統(tǒng)的整體設(shè)計

工業(yè)場所中使用的溫度傳感器主要包括熱電偶溫度傳感器、熱電阻溫度傳感器、熱敏電阻溫度傳感器以及集成溫度傳感器4種類型。每一種溫度傳感器都有屬于自己的溫度測量范圍，可以良好適應(yīng)溫度變化的環(huán)境。考慮到系統(tǒng)設(shè)計的成本與難度，10kV高壓開關(guān)柜無線測溫系統(tǒng)選用溫度傳感器。這是一種集成式溫度傳感器，具有價格低廉、使用便捷、測量精度高、測溫電路簡單、便于擴(kuò)展以及占用口線較少等優(yōu)點。這種集成式的溫度傳感器能夠為高壓開關(guān)柜的安全運行提供保障。

為了確保10kV高壓開關(guān)柜無線測溫系統(tǒng)設(shè)計合理，需選擇科學(xué)實用的無線信號傳輸方式。常見的無線信號傳輸方式有藍(lán)牙技術(shù)、IEEE802.11、紅外技術(shù)以及Zigbee技術(shù)等。考慮到這些技術(shù)的抗干擾性能、功耗以及標(biāo)準(zhǔn)，選擇藍(lán)牙技術(shù)作為10kV高壓開關(guān)柜無線測溫系統(tǒng)的無線信號傳輸方式。

實用的高壓側(cè)電路供電電源需要具備持續(xù)不斷的供電性、較強(qiáng)的抗干/擾/能力、穩(wěn)定的輸出以及較小的體積。通過研究激光供電、太陽能供電、電池供電以及CT互感電源供電發(fā)現(xiàn)，CT互感器電源供電可以切實滿足高壓側(cè)電路的要求，同時在使用環(huán)境、應(yīng)用成熟度與結(jié)構(gòu)安全等方面具備較大的使用優(yōu)點。因此，10kV高壓開關(guān)柜無線測溫系統(tǒng)選用CT互感器電源作為供電方式。

高壓設(shè)備無源無線溫度實時監(jiān)測系統(tǒng)的預(yù)警系統(tǒng)主要由采集設(shè)備和軟件系統(tǒng)構(gòu)成。系統(tǒng)使用樹狀網(wǎng)絡(luò)式結(jié)構(gòu)。各級變電站中的高壓室為一層，將無源無線溫度傳感采集設(shè)備安裝在高壓室中的每一個封閉式開關(guān)柜內(nèi)，主要包含6個無源無線溫度傳感器和1個無線測溫終端機(jī)。將6個傳感器分別安裝在比較容易發(fā)熱的接觸點位置，如出線接頭、梅花觸頭以及進(jìn)線接頭等。終端機(jī)安裝在開關(guān)柜內(nèi)的低壓室中。二層是變電站。在每個變電站安置1個無線測溫前置機(jī)，收集各采集終端機(jī)設(shè)備的數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)打包整體經(jīng)由IP網(wǎng)絡(luò)輸送至巡檢中心。第三層是巡檢中心。每個巡檢中心需要配置1臺監(jiān)控服務(wù)器，以顯示并處理各變電站內(nèi)高壓設(shè)備的溫度數(shù)據(jù)。如果有必要，各巡檢中心還可以把溫度信號傳輸至電力公司的主站服務(wù)器。第四層是系統(tǒng)的主站服務(wù)。主站服務(wù)器可以為后臺服務(wù)人員提供的溫度信息，以便工作人員及時做出有效的安排與處理。

鎧裝開關(guān)柜電氣設(shè)備無源無線測溫系統(tǒng)的功能是實時監(jiān)測溫度，以保證預(yù)警與報警雙重功能設(shè)置。同時，這種系統(tǒng)操作簡潔且數(shù)據(jù)顯示形象多元，具體功能主要由第三層與第四層實現(xiàn)。它的功能主要包括以下4個方面。24h監(jiān)測高壓開關(guān)柜的溫度變化，以及時對缺陷故障做出判斷。保存電氣設(shè)備的歷史溫度數(shù)值，便于后續(xù)的比較與分析。統(tǒng)計分析溫度數(shù)據(jù)，同時繪制相關(guān)的數(shù)據(jù)圖表，便于查看。實時監(jiān)測溫度值是否處于高溫預(yù)警狀態(tài)。

硬件與軟件的調(diào)試將對10kV高壓開關(guān)柜無線測溫系統(tǒng)自身真正發(fā)揮功能具有關(guān)鍵性作用。因此，相關(guān)人員積重視各功能模塊的調(diào)試。

系統(tǒng)硬件調(diào)試的流程是PCB裸板測試、上電操作、源調(diào)試以及主芯片硬件調(diào)試，如表1所示。