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随着现代化建设步伐加快,工业与居民用电量激增,母线干线以优越性能取代传统的配电电缆,广泛应用于变电所、工厂车间和大型建筑等场所。但母线由于自身结构特点,工作性能受温度影响较大,特别是母线接头,常因接触电阻过大而发热,导致绝缘材料破坏甚至击穿,给电力系统稳定运行带来巨大隐患,母线接头温度在线监测显得至关重要。论文以日益成熟的无线通信技术为基础,结合电流互感器(CT)取能技术,提出无需外供电的母线接头温度无线监测方法,对母线接头温度进行实时在线集中监测,将接头温度热故障防患于未然。
针对目前母线接头温度常用监测方式的不足,论文设计一种无线通信与CT取能技术相结合的在线监测系统。采用CT电源为节点供电,通过CT电磁感应原理从母线上感应电压,经整流、滤波、稳压、过压保护及储能电路处理后,获得稳定输出节点电源,避免了更换电池的不便;从节点能耗平衡出发,采用网络节点能耗平衡优化调度策略,对无线信号的能量损耗特性、传播特性进行分析,建立能耗模型,优化通信路径与通信量,实现节点多跳组网,达到节点耗能均衡的目的,保障网络的稳定运行。
母线接头温度监测系统的研发涉及硬件设计、软件设计。采用低功耗单片机STM8L151K4作为节点数据处理和控制中心,设计了温度检测、无线通信、越限报警、串口通信等电路;通过C语言软件编程实现各模块功能,进行节点跳转调度优化组网;节点采集的接头温度数据通过无线传输汇集到基站,由串口传输给上位机实现在线监控。
实验结果表明,论文设计的CT电源能有效向节点提供稳定电源,通过节点跳转调度优化能有效平衡节点能耗,保证网络安全稳定运行。温度无线监测系统能够实时采集温度数据并正确显示,系统的设计满足母线接头温度监测的要求,并且系统运行状态稳定可靠。