基本信息
- 项目名称：
- 基于红外数据通信的电力高压开关柜温度采集
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 高压电传输终端开关柜的正常运行无疑是电能安全传输的命脉。传输终端高压开关柜经常会因内部触头接触不良，接触电阻增大，出现触头温升过高，最终导致烧毁停电，甚至导致重大安全事故的发生。为了有效避免此类事故的发生，我们开发了一种能即时监测触头温升并将开关柜的运行状况实时的显示在PC机上还可以通过互联网远程查询开关柜的运行状况的基于红外数据通信的电力高压开关柜温度采集和远程监控系统。
- 详细介绍：
- 本系统开发了一种高压柜母线和电缆接头和触头的温度在线监测装置，该装置的电路部分主要包括一种采用微晶铁芯制作的高压母线感应取电电源和低功耗的红外数据通信的无线温度采集器。高压母线感应取电电源其特征在于由超微晶矩形铁芯、多抽头线圈、整流滤波和稳压电路组成，铁芯为对称可拆分矩形微晶材料，矩形外形是为了便于矩形母线穿过铁芯和安装施工。多抽头副边线圈解决在母线电流大范围波动的情况下切换不同的线圈抽头为后面的整流电路提供比较稳定的电压，使稳压电路的输出电压稳定。而红外温度数据通信的无线数据温度采集器在高压母线感应取电供电下，由半导体温度传感器LM35和带有模拟/数字转换低功耗的微处理器C8051F350和红外数字通信温度数据收发电路组成，采用红外线发射/接收装置的温度显示终端。无线温度采集器与温度显示终端通过红外温度数据通信，在LCD屏上显示相应相的母线和电缆的接头和触头的温度，通过RS485连到PC机的串口，存储母线和触头的温度数据，并实时地分析处理。系统的远程监控和管理软件采用B/S架构，系统分为本地监控系统和远程查询系统。用Delphi7.0开发了本地监控系统，对温度采集终端的温度进行分析。远程网络查询系统用IIS搭建服务器，采用ASP技术。系统可以通过互联网查询到高压机柜的运行情况，提高了高压柜运行的稳定性和可靠性。系统采用红外数据通信解决了高压隔离难题，可靠的检测高压开关三相触头的实时温度，及时、准确发出报警信号，保证电网供电安全。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 一、系统设计目的:为了避免高压开关柜高压触头因接触电阻增大，导致触头温升过高，甚至烧毁或重大安全事故的发生，开发一种能即时监测触头温升的装置显得非常迫切。 二、系统设计基本思路：作为开关柜的附加功能系统，测温装置必须要解决以下问题：（1）高压隔离问题（2）抗干扰措施问题（3）供电方式问题（4）热稳定性问题（5）实用性问题 三、创新点、技术关键和主要技术指标红外数据通信的温度采集器的创新点和关键技术如下： 1、母线感应取电电源，在母线电流10A-1200A都能正常从母线感应取电，解决自身供电问题，无需从二次侧连线取电，解决高压绝缘问题。 2、红外数据通信的无线温度数据采集器，解决无线温度数据通信问题。 3、采用先进的微晶铁芯材料用于母线感应取电，体积小，效率高。 4、智能人机屏和远程通信接口功能，解决组网和远程监控问题。系统的技术性能指标如下： ａ、测温点即时温度显示，允差±0.5℃; ｂ、显示并储存最高温度值; ｃ、显示并储存最高温度发生的时刻; ｄ、设置二级报警温度值; ｅ、报警输出接口：一对常开、常闭接点; f、具有微机联网通讯接口，实现远程监控; g、实时声光报警 h、低压侧显示终端外型尺寸：长 * 宽 * 深 = 30 * 30 * 50（mm）
科学性、先进性
- 1：可拆分矩形微晶铁芯的高压母线感应取电电源本母线感应具有以下功能和优点：(1) 根据母线电流大小和负荷情况，自动切换取电线圈的匝数，防止输入交流电压过高，损坏后面的稳压电路。(2) 在交流侧采用TVS二极管吸收浪涌电压。(3) 采用肖特基整流二极管SS14构成整流桥，降低整流桥的电压降，使得在比较小的母线电流情况下，后面的DC/DC变换电路也能正常工作。(4) 在DC/DC变换电路中采用MC34063，它的输入电压范围广，而且成本低。(5) 使用电压等级范围广，由于没有二次侧，从低压系统到超高压供电系统，都可以使用。 2：高低侧采用红外光数据通信，彻底解决高低压侧的绝缘问题。系统采用低功耗的红外通信的无线温度数据采集器，其特征在于采用了红外数据通信技术，相比与无线电磁波数据传输，没有电磁干扰. 3：远程通信接口和接入电力系统综合保护系统功能，便于实现电力系统自动化。本系统能够与变电站的综合自动化系统相连，从而实现对开关柜内的开关触头温度进行实时远程监测。
获奖情况及鉴定结果
- 本项目是与武汉经济技术开发区的武汉本杰明自动化设备工程有限公司联合开发，在贵州省长征电器有限责任公司、湖南开关电器有限公司和湖南天一科技有限公司完成前期的测试工作，下一步将进入国家电网武汉高压电器研究所进行型式试验。
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 系统成品产品转让
作品可展示的形式
- 实物产品、现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本温度监控仪适用于各种类型的高压设备的温度在线监测，采用红外数字通信技术，具有可靠的高压隔离、抗强电场、磁场干扰及良好的热稳定等特性。该设备不仅能显示各测量点的即时温度、还可进行超温报警点设置，起动风机或警笛，实现温控报警功能。它是保证电网安全运行，实现电网自动化的必备设施之一。BJM-08A型在结构和通信上进行了重大改进，使安装使用更方便，工作更可靠。
同类课题研究水平概述
- 目前大多数的无线温度数据采集通信采用传统的无线电磁波传输方式，该方式功耗大，相应带来电磁干扰和电磁兼容性的问题，在某些特定的场合，如电力高压系统、医院和携带心脏起搏器人员的特殊环境和人员无法使用，影响周围电气设备和人员的安全事故。红外通信有着成本低廉、连接方便、简单易用和结构紧凑的特点，因此在小型的移动设备中获得了广泛的应用。目前大多数作为温度数据采集的终端希望通过串口或红外接口与移动设备（如掌上电脑等）进行通信。和传统的遥控器中采用的红外相比较，红外温度数据传输的实现方式是不同的。由于这种通信方式具有可靠性高、保密性好、设计成本低、连接方便、简单易用、结构紧凑等特点，已被广泛应用于遥控遥测、智能仪表、计算机终端、电话机、移动电话、寻呼机、电子商务、数字照相机、工业设备和医疗设备等领域。
