低压开关柜智能监控系统毕业设计

辽宁工程技术大学本科毕业设计（论文）教务处2015年5月中文题目：低压开关柜智能监控系统外文题目：Intelligentmonitoringsystemforlowvoltageswitchgear毕业设计（论文）共49页（其中：外文文献及译文13页）图纸共1张完成日期2015年06月答辩日期2015年06月I摘要开关柜作为变电站的重要电气设备，担负着关合及断开电力线路、保护系统安全的双重作用,对变电站的安全、可靠运行起着举足轻重的作用。我国经济建设和改革开放的蓬勃发展，电力系统的应用及其安全得到广泛关注,然而对用电设备的监测与监控却种供电配电柜组，这些配电柜组的安全是用电安全的重要保障。对配电柜的是一个长期未能解决的问题。我国的发电厂、工矿企业等用电场所大都配备各工作状态、工作环境的监测是保障配控制装置,采用智能检测技术设计合理的开关柜温度、湿度电柜安全工作的重要手段。本课题主要研制电力开关柜内各参数的检测与检测和状态模拟系统,实现对开关柜工作状态模拟和环境监测。论文首先介绍了当前开关柜测温的几种方法及光纤光栅测温法的优势,基于光纤光栅温度传感技术提出了一种利用光纤光栅测量开关柜触头温度的方案。该方案采用光纤光栅作为传感元件,利用波分复用技术实现对开关柜触头温度的在线监测。关键词:开关柜；在线监测；温度传感器；实时监控软件IIAbstractAstheimportantelectricalequipmentinsubstation，switchgearshouldersthedualroleofclosinganddisconnectingthepowerlineandprotectingthesystemsecurity,whichplaysanimportantroleforthesubstation’s,safeandreliableoperation.ThevigorousdevelopmentofChina'seconomicconstructionandreformandopeningup,theapplicationandtheirsecurityofthepowersystemarewidespreadconcerned,however,monitoringandcontrolofelectricalequipmentisalong-termunresolvedissue.Ourcountry'spowerplants,industrialandminingenterprisesandotherelectricityplacesmostlyequipwithavarietyofpowersupplyanddistributionLibrariesgroup,thesafetyoftheDistributionLibrariesgroupisanimportantguaranteeofthesafeuseofelectricity.Themonitoringoftheworkingstatusandtheworkenvironmentofthedistributioncabinetisanimportantmeantoprotectthesecurityofthedistributioncabinet.Thetopicmainlydevelopsakindofdevicewhichcandetectandcontrolvariousparametersofthepowerswitchcabinet,usingintelligentdetectiontechnologytodesignthereasonableswitchcabinettemperatureandhumiditydetectionandstatussimulationsystems,sothatitcanrealizetheworkingstatussimulationandenvironmentalmonitoringoftheswitchcabinet.ThecurrentmethodsoftemperaturemonitoringofswitchgerandtheadvantagesoffiberBragggratingstemperaturemonitoringisintroducedinthispaper.ThenbasedonthefiberBragggratingssensingtechnique,wedesignasystemthatcouldmeasurethetemperatureofthecontactofswitchgear.ThedesignusesfiberBragggratingsasthesensingelementsandrealizestheon-linetemperaturemonitoringofthecontactinsideswitchgearwithWDMtechnology.Keywords：Metal-cladswitchgear；on-linemonitoring；temperaturesensor；real-timemonitoringsoftware目录前言.....................................................11绪论...................................................21.1设计背景和意义........................................21.2开关柜智能监控系统的研究..............................31.3系统检测软件的设计要求................................41.4现有开关柜测温方案比较................................41.5课题主要任务..........................................62开关柜智能监控系统的总体设计............................72.1监控系统的硬件结构....................................92.2监控系统软件功能设计.................................103监控系统的硬件设计.....................................123.1温度传感器的选择.....................................123.2光纤光栅温度传感器原理...............................133.3电压传感器的选择.....................................153.4电流传感器的选择.....................................153.5传感器的主要安装步骤如下:............................163.6开关柜数据采集器.....................................163.6.1最小系统电路设计....................................193.6.2时钟电路...........................................193.6.3复位电路...........................................203.8串口通信接口电路.....................................213.9键盘输出.............................................234监控系统的软件设计.....................................264.1软件系统结构.........................................264.2软件框架.............................................284.3服务器的设计.........................................284.4实时库的设计.........................................294.5报警服务器的设计.....................................294.6历史数据保存模块设计.................................305技术与经济分析........................................326结论..................................................33致谢....................................................33参考文献................................................34附录A译文............................................35附录B外文文献........................................42辽宁工程技术大学毕业设计（论文）1前言开关柜（又称成套开关或成套配电装置）是以断路器为主的电气设备，是指生产厂家根据电气一次主接线图的要求，将有关的高低压电器（包括控制电器、保护电器、测量电器）以及母线、载流导体、绝缘子等装配在封闭的或敞开的金属柜体内，作为电力系统中接受和分配电能的装置。它由柜体和断路器两大部分组成，具有架空进出线、电缆进出线、母线联络等功能。柜体由壳体、电器元件（包括绝缘件）、各种机构、二次端子及连线组成。开关柜防护要求“五防”：防止误分误合断路器、防止带电分合隔离开关、防止带点合接开关、防止带接地分合断路器、防止误入带电间隔。开关柜有一定的正常使用条件，如环境温度，环境湿度，海拔高度，地震烈度等。一般情况下，环境的温度和湿度是我们必须要考虑的条件。开关柜的环境温度要求周围空气温度不超过40℃(上限)，一般地区为-5℃(下限)，严寒地区可以为-15℃，环境的温度过高，金属的导电率会减低，电阻增加，表面氧化作用加剧。过高的温度也会使得柜内的绝缘件的寿命大大缩短，绝缘强度下降。反之，环境温度过低，在绝缘件中会产生内力，最终会导致绝缘件的破坏。环境湿度日平均值不大于95%，月平均值不大于90%。湿度过高会导致开关柜在作业过程中发生故障。因此对其进行温度和湿度的检测是至关重要的。王进：低压开关柜智能监控系统设计21绪论1.1设计背景和意义低压开关柜智能监控系统主要用于发电厂、石油化工、冶金、纺织、高层建筑等公众场合和工业领域，在大型发电厂、石油化工等自动化程度高、需要与计算机接口的场所。伴随着我国国民经济的不断持续发展，用电量也随之大幅度提高，电力系统的安全运行关系到我国经济的发展和人民生活的稳定。开关柜在电力系统的运行中起到开合、控制和保护的作用，它的正常运行与否将直接影响到变电站甚至整个电力系统的正常运行状态，因此，如何保障开关柜的正常运行，对整个电力系统的安全运行将显得格外重要。可是实际生产中，开关柜一直处于长期运行中，其上的各个触电及连接点等部位由于老化、污染易造成间隙过大或接触电阻增大，在电流通过，特别是用电高峰期，容易产生发热现象，如果不能及时发现并处理，将会任由温度升高，引发事故的产生。随着变电站综合自动化系统的不断普及，无人值守的变电站成为变电站发展的必然趋势，为实现电力企业减员增效、提高劳动生产率、促进电网安全和稳定等方面起了积极作用。开关柜作为变电站的极其重要电气设备,担负着关合及断开电力线路、保护系统安全的双重作用，