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1．概述
    高壓開(kāi)關(guān)柜在電力系統(tǒng)中特別是配電系統(tǒng)中占據(jù)了非常重要的地位，它擔(dān)負(fù)著控制和保護(hù)的雙重功能。它的安全穩(wěn)定運(yùn)行直接關(guān)系著電力系統(tǒng)的供電可靠性。隨著電網(wǎng)日益擴(kuò)大，綜合自動(dòng)化和變電站無(wú)人值守管理模式的普遍應(yīng)用，對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜的運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視提出了新的要求。由于高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部裝有電流互感器、電壓互感器、匯流排等，在設(shè)備運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量，使開(kāi)關(guān)柜內(nèi)溫度升高�？諝鉂穸冗^(guò)高引起的絕緣水平下降，也會(huì)導(dǎo)致柜內(nèi)空氣溫度的升高。所以高壓開(kāi)關(guān)柜在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)異常情況時(shí)，往往表現(xiàn)為柜內(nèi)溫度的升高。由于高壓開(kāi)關(guān)柜多為封閉結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜（包括手車(chē)室、電纜室等）通風(fēng)散熱能力有限，柜內(nèi)空氣溫度升高時(shí)，運(yùn)行人員難以發(fā)現(xiàn)。盡管目前的高壓開(kāi)關(guān)柜裝有風(fēng)扇降溫，但運(yùn)行值班人員卻難以了解開(kāi)關(guān)柜的實(shí)際溫度。因此，研制開(kāi)關(guān)柜的在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)視測(cè)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)空氣的溫度，對(duì)減小運(yùn)行人員的巡視強(qiáng)度，保證開(kāi)關(guān)柜的安全運(yùn)行，預(yù)防電力系統(tǒng)事故的發(fā)生，提高供電可靠性具有非常重要的意義。
2．系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)分析
    高壓開(kāi)關(guān)柜在線溫度檢測(cè)系統(tǒng)包括溫度采集部分、數(shù)據(jù)處理部分和數(shù)據(jù)傳輸部分，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。溫度傳感器具有將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并將數(shù)字信號(hào)傳送到處理器的功能。處理器的主要功能是控制溫度傳感器的溫度轉(zhuǎn)換、溫度傳感器的數(shù)據(jù)傳輸以及數(shù)據(jù)初步處理等。處理器可以根據(jù)需要將溫度數(shù)據(jù)通過(guò)通訊前置機(jī)發(fā)送至后臺(tái)計(jì)算機(jī)和調(diào)度部門(mén)的功能。系統(tǒng)軟件可將各高壓開(kāi)關(guān)柜實(shí)時(shí)溫度與負(fù)荷電流和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，判斷開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)是否正常。運(yùn)行人員也可直接從顯示器了解開(kāi)關(guān)柜的實(shí)際運(yùn)行溫度。
3．系統(tǒng)的功能的實(shí)現(xiàn)
    3.1硬件部分解決方案  硬件部分主要包括DALLAS公司的DS1820數(shù)字溫度傳感器和DZT-512單總線溫度巡檢儀。
    (1)數(shù)字溫度傳感器DS1820 DS1820是DALLAS公司生產(chǎn)的支持“一線總線”接口的數(shù)字溫度傳感器。DS1820其外形簡(jiǎn)單，僅有三個(gè)引腳(GND、DQ和VDD)。“一線總線”能與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字通信、總線負(fù)載量大、布線簡(jiǎn)潔、精度高、性能穩(wěn)定、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。DS1820內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括64位永久型ROM、永久型溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、溫度靈敏元件等部分。
    DS1820的單線接線方式將非電模擬溫度值轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并輸出僅占一位1}0端口。單線接線方式也使處理器能夠?qū)�夠通過(guò)單信號(hào)線實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫，高壓開(kāi)關(guān)柜在線溫度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也得以簡(jiǎn)化。DA1820具有極低功耗的工作方式，測(cè)溫時(shí)即可通過(guò)外接電源供電也可通過(guò)數(shù)據(jù)線直接供電；其測(cè)溫范圍為-55℃~+125℃，測(cè)量精度為0.5℃；轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的溫度數(shù)據(jù)以16位代碼的方式串行輸出。
    (2)DZT-512單總線溫度巡檢儀DZT-512單總線溫度巡檢儀是配合一線總線技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的一種檢測(cè)儀表，可以對(duì)D51820數(shù)字溫度傳感器系列產(chǎn)品進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)采集、顯示、報(bào)警設(shè)定，數(shù)據(jù)傳輸，使溫度巡迥檢測(cè)系統(tǒng)獲得高可靠性、低成本和最簡(jiǎn)單的布線結(jié)構(gòu)。DZT-512可連接64點(diǎn)，擴(kuò)展后可測(cè)512點(diǎn)溫度，測(cè)溫范圍可達(dá)-55c~+125℃，測(cè)溫精度為o.50c，可通過(guò)485總線與計(jì)算機(jī)通訊。
    (3)溫度檢測(cè)部分的連接  高壓開(kāi)關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)部分的接線如圖3所示。
    由于高壓開(kāi)關(guān)柜一般配置比較集中，且數(shù)量較多，而且每個(gè)開(kāi)關(guān)柜具有小車(chē)室和電纜室等多個(gè)溫度測(cè)量點(diǎn)。因此，一般來(lái)說(shuō)本系統(tǒng)的總線上連接的DS1820數(shù)量較多。若所有的DS1820同時(shí)進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換，且采用從數(shù)據(jù)線向其供電，將難以滿足要求，所以本系統(tǒng)單獨(dú)從DZT-512的3號(hào)端口向所有的DS1820提供一個(gè)5v的直流電源。在接線之前，必須先建立一張表格，記錄每一個(gè)DS1820在現(xiàn)場(chǎng)安裝位置與輸入編號(hào)之間的關(guān)系。儀表接通電源即可進(jìn)入巡檢狀態(tài)，如果是第一次使用，還須逐個(gè)對(duì)每一個(gè)DS1820插入登記插座進(jìn)行登記。在登記過(guò)程當(dāng)中，可以對(duì)每一個(gè)的DS1820的上限溫度值和下限溫度值進(jìn)行設(shè)置。
    3.2軟件部分解決方案軟件部分的開(kāi)發(fā)是該系統(tǒng)的核心和難點(diǎn)部分。系統(tǒng)軟件完成的功能主要包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)以及數(shù)據(jù)的傳輸。軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該按照面向?qū)ο蟮能浖�設(shè)計(jì)方法思路s將系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的每·個(gè)功能看成是一個(gè)對(duì)象，每個(gè)對(duì)象具有各自的運(yùn)行參數(shù)和成員函數(shù)。軟件應(yīng)該具有良好的可移植性、可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。同時(shí)，軟件系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的模塊化，系統(tǒng)功能模塊調(diào)度的有序性，完善的通信功能以及高效率的數(shù)據(jù)處理等。軟件系統(tǒng)的工作流程框圖如圖4所示。
    DZT-512從定期各溫度傳感器讀取溫度數(shù)據(jù)后，將各溫度將數(shù)據(jù)上傳至后臺(tái)計(jì)算機(jī)，后臺(tái)計(jì)算機(jī)將各高壓開(kāi)關(guān)柜的實(shí)時(shí)負(fù)荷電流和溫度與歷史溫度和負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析比較，判斷是否正常，若發(fā)現(xiàn)異常情況則發(fā)出警告信息。同時(shí)各高壓開(kāi)關(guān)柜的實(shí)時(shí)溫度可根據(jù)設(shè)置進(jìn)行顯示。對(duì)每個(gè)高壓開(kāi)關(guān)柜的數(shù)據(jù)判斷完以后，程序可根據(jù)設(shè)置進(jìn)行下個(gè)循環(huán)，從新從DZT-512中讀取最新的數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行下一輪的分析和判斷。
4．結(jié)束語(yǔ)+
    高壓開(kāi)關(guān)柜在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部的空氣溫度進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，可以降低運(yùn)行電站運(yùn)行人員的巡視強(qiáng)度，并能夠?qū)�現(xiàn)場(chǎng)各開(kāi)關(guān)柜的溫度信號(hào)通過(guò)485通訊上傳至后臺(tái)計(jì)算機(jī)和調(diào)度部門(mén)。結(jié)合開(kāi)關(guān)柜的電流、電壓以及與歷史數(shù)據(jù)的對(duì)比可以實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部狀態(tài)的分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)柜的故障預(yù)警，減小事故的發(fā)生，提高供電可靠性。高壓開(kāi)關(guān)柜在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還可進(jìn)一步發(fā)展成為高壓開(kāi)關(guān)柜智能監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜的內(nèi)部狀態(tài)分析。該系統(tǒng)即可用于新建變電站也可用于老變電站的現(xiàn)代化改造。
    三門(mén)峽富通新能源可以根據(jù)用戶的需求訂做各種類(lèi)型的高低壓配電柜開(kāi)關(guān)柜。