基于无线通信的高压设备温度监测系统的设计VIP免费

基于无线通信的高压设备温度监测系统的设计摘要：在对现有高压设备温度监测技术进行分析研究的基础上，研制了基于无线通信的高压设备温度监测系统。该系统的高压侧单片机通过高压侧无线发射接收模块与低压侧的无线发射接收模块进行无线双向通信，实现了高压设备的温度监测信号向低压侧传送。本文针对该系统的关键问题，重点介绍了以PCB板铜箔为介质的无线通信天线设计的基本方法与计算式，设计了无线发射模块的PCB板铜箔环形天线参数；介绍了高压侧以太阳能电池为主的专用电源的设计，该电源由处于低压侧的单片机系统控制的聚光灯为高压侧的太阳能电池提供能量，通过低功耗稳压模块输出稳定电压3.3V；介绍了综合性能较好的温度传感器及其特性处理方式。实验室运行验证了该系统通信的可靠性。关键词：高压设备；无线通信；太阳能电池；温度监测Designoftemperaturemonitoringsystemforhigh-voltageequipmentbasedonwirelesscommunicationAbstract：Basedontheanalysisofcurrenttemperaturemonitoringtechnologiesforhigh-voltageequipment,thisarticledevelopsasystemonthebasisofwirelesscommunications.Inthissystem,theMCUonthehighpotentialsidecommunicatesinteractivelywiththelowpotentialsidebymeansofthewirelesstransceivermodulesonbothsides,sothatthetemperaturesignalofthehigh-voltageequipmentcanbesenttothelowpotentialside.Thisarticlefocusesonthefollowingkeytechniques:thedesignoftheantennamadeofPCBinwirelesscommunications;thepowersourcebasedonsolarcellsinthehigh-voltageequipment,forwhichenergyisprovidedbytheMCU-controlledspotlightonthelowpotentialside,whichsteadilyproducesa3.3Vvoltagethroughthelowpowervoltagecontrolmodule;andtheparametersandtheprocessingmethodofawell-performedtemperaturesensor.Thetestsinlaboratoryindicatethereliabilityofthissystemincommunication.Keywords：high-voltageequipment;wirelesscommunication;solarcell;temperaturemonitoring1引言在电力系统运行中，过电流将导致电器、母线等过热；母排、触头、电缆等接头导电部分接触不良也将导致过热。设备过热又将导致绝缘损坏并产生绝缘老化甚至造成短路故障。电力系统中的大部分故障都与发热有关。因此，高压设备的温度监测关系到整个系统的可靠与安全运行。由于高电压系统的高电压、强磁场等特殊问题，常规的测温方法是不适用的。毫无疑问，保证高电压设备的温度监测系统的安全、可靠与监测的准确度，该系统必须重点解决信号的提取，高压侧信号转换与发射电路的电源以及信号的可靠隔离与传输。因此，上述三个问题是高电压设备的温度监测系统设计的关键问题[1-2]。本文基于高压设备测温技术领域的现状，对其进行了详细的分析研究。在无线通信与太阳能电池研究的基础上，设计了高压设备温度在线监测系统。本文还给出了具体的模块、电路与有关参数。2背景技术的分析研究目前，高低压侧被测信号的隔离与传输有通过采用光纤、红外辐射、红外信号空间传送、无线通信等方式[3-6]。光纤是很好的信号传输介质，在一般情况下具有很高的绝缘性能。但是，光纤毕竟属于有线传输介质。在梅雨季节或潮湿的气候条件下，其绝缘强度将大幅度减小。因此，光纤的实际应用场合受到限制。红外辐射测温的准确度低,设备昂贵。特别是由于红外信号无法穿透障碍物，无论是红外辐射或红外信号空间传送方案的应用都将受到很大制约，而难以获得实际应用。由于无线通信技术的快速发展，采用无线通信的方式进行各种物理参数的监测也越来越引起人们的关注。毫无疑问，无线通信技术在高电压系统的重要参数如电压量、电流量、温度量等在线监测中将发挥重要作用，并具主导地位。该方案的思路是：在高压侧，单片机将监测到的温度信号通过无线收发模块传送到处于低压侧的无线收发模块，在低压测，可以就地显示温度或再通过总线（如RS485）上传至上位机（计算机）。由于高电压设备的特殊性，无线通信的天线设计是必须解决的关键问题。目前，高压侧信号传感转换单元的电源主要有几种形式：电池...