基于ISM与GSM链接的电力电缆接头温度监测系统.pdf
《基于ISM与GSM链接的电力电缆接头温度监测系统.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于ISM与GSM链接的电力电缆接头温度监测系统.pdf(5页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 5 1卷第 7期 2 0 1 4年4月 1 0日 电测与仪表 El e c t r i c a l M e a s u r e me n t&I ns t r ume n t a t i o n V0 1 5 l No 7 Ap r 1 0, 2 0 1 4 基 于 I S M 与 G S M链接 的电力电缆接 头温度监测 系统 解军 , 张喜林 , 卢庆港 , 王振浩 , 李佳滨 , 霍志刚 ( 1 广州工程技术职业学院, 广 州 5 1 0 9 2 5 ; 2 吉林省电力有限公 司长春供 电公 司, 长春 1 3 0 0 2 1 ; 3 苏州热工研 究院有限公 司, 江苏 苏州 2 1
2、 5 0 0 4; 4 东北电力大学, 吉林 吉林 1 3 2 0 1 2 ) 摘要 : 电缆接头是供电网安全运行 中的薄弱环节之一 , 本文以某 电力有 限公司重点科技计划项 目为背景 , 针对 城市 电力电缆接头数量大 、 分布范 围广等特点 , 利用 I S M频段 的射频无线通讯和 G S M 网络实现上位机与现场 终端装置之间的数据传输 , 为装备经济 、 简便易行 、 稳定可靠地实现高压 电缆 网前端监控 网络的大范 围覆盖提 供了一种可借鉴方式 。 关键词 : 电力电缆 ; 温度监测 ; 无线通讯 ; I S M; G S M 中图分类号 : T M 7 1 1 文献标识码 :
3、B 文章编号 : 1 0 0 11 3 9 0 ( 2 0 1 4 ) 0 7 0 0 8 1 0 5 M o n i t o r i n g S y s t e m o f Po we r Ca b l e Co n ne c t o r Te mp e r a t u r e Ba s e d o n I S M a n d GSM Li n k X I E J u n ,Z H A N G X i - l i n ,L U Q i n g g a n g ,WA N G Z h e n h a o ,L I J i a b i n ,H U O Z h i g a n g ( 1 G u
4、 a n g z h o u I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y ,G u a n g z h o u 5 1 0 9 2 5 , C h i n a 2 C h a n g c h u n P o w e r S u p p l y B r a n c h C o m p a n y i n J i l i n P r o v i n c i a l E l e c t r i c P o w e r Co mp a n y L i mi t e d,Ch a n g c h u n 1 3 0 0 2 1 ,C h i n a 3 S u z
5、 h o u Nu c l e a r P o we r R e s e a r c h I n s t i t u t e C o L t d , S u z h o u 2 1 5 0 0 4 , J i a n g s u ,C h i n a 4 N o r t h e a s t D i a n l i U n i v e r s i t y , J i l i n 1 3 2 0 1 2, J i l i n , C h i n a ) Abs t r a c t:T he c a b l e c o nn e c t o r i s o ne o f t h e we a k p
6、a rts i n s a f e o p e r a t i o n o f t h e p o we r s u p p l y n e t wo r kAi mi n g a t t h e c h a r a c t e ris t i c s o f l a r g e n u mb e r o f p o we r c a bl e c o n n e c t o r s a n d t h e wi de d i s t r i b u t i o n i n ur b a n s a r e a s wi t h a k e y s c i e nc e a n d t e c
7、 h n o l o g y p l a n p r o j e c t f o r s o me p o w e r c o m p a n y l i mi t e d a s t h e b a c k g r o u n d , t h e d a t a t r a n s m i s s i o n b e t w e e n t h e h o s t c o mp u t e r a nd o n s i t e t e r mi n a l d e v i c e s i s r e a l i z e d u s i n g I SM b a n d RF wi r e l
8、 e s s c o mmu n i c a t i o ns a n d GSM n e t wo r k S O a s t o pr o v i d e a r e f e r e nc e mo de l f o r a l a r g e c o v e r a g e o f t he f r o n t e n d mo ni t o rin g n e t wo r k i n t he h i g h v o l t a g e c a b l e n e t wo r k wi t h t h e e q ui pme n t mo r e e c o n o mi c a
9、 l ,t h e o p e r a t i o n mo r e s i mp l e a n d t he p e r f o r ma n c e mo r e s t a b l e Ke y wor ds : p o we r c a b l e,t e mp e r a t u r e mo n i t o r i n g,wi r e l e s s c o mmun i c a t i o n s,I S M ,GS M 0 引 言 随着我 国经济的发展 , 对电的需求量不断扩大 , 电力电缆供 电网络也得 以快 速发展 , 在 我国的城市 电网中, 供 电方式环 网化, 输
10、配 电网络 电缆化 , 城市 中的 1 0 k V( 或更高 电压等级 ) 输 电线路一般 为地下 敷设 的电缆输 电线路 , 城 市 中高压供 电电缆大 约每 数百米左右就存在一处 电缆接 头 , 这些 电缆接 头安 装在供 电电缆分接箱 中。规模庞大 的地上 、 地 下供 电网络迅速 发展 的同时 , 对 电力部 门电缆 的安 全运 行 , 事故预防亦提 出了更 高的要求 。“ 安全 、 可靠 、 优 质” 地供应 电能是电力 系统 的根本任务和重要职责, 据统计 , 电缆接头事故率 占电缆事故的 7 0 9 0 。 电缆接头已成为供电电网安全运行 中的薄弱环节之 一 。理论分析和实际运行
11、经验表明, 电缆接头故 障前期征兆基本上是通过热效应反 映的, 产生故 障 并不是一个 突发的过程 , 是一个 由量变到质变 的过 程 J 。因此 , 连续地监视 电缆 接头温度 的变化状 态 , 就可以全面准确地了解其工作状 况 , 根据情况适 时进行状态维修 。目前应用的传统主从点式检测方 式电力 电缆 接头 温度在 线监 测系统 大多用 于变 电 站 、 发电厂和企业 内部的小范 围, 对于覆盖大范围监 测区数据信道 的建立 困难重重。新兴 的分布式感温 光纤等电缆温度 在线监测方法 , 由于成熟 程度和成 本高等问题 , 国 内尚处在理论研究和试验阶段 I I_ 。 一 81 学兔兔
12、w w w .x u e t u t u .c o m 第 5 1卷第 7期 2 0 1 4年4月 l 0日 电测与仪表 El e c t r i c a l M e a s u r e m e n t& I n s t r u m e n t at i o n V01 5 1 NO 7 Apr 1 0, 2 0 1 4 因此 , 研制新的适合于大中城市供配电 网改造 、 发展 建设的低成本 电力 电缆接头温度 在线监测系统 , 具 有重要的理论意义和实用价值。 1 监测 系统的 总体 架构 1 1 系统 总体 构 成 本系统采用 I S M频段 与 G S M无线通信 网络 , 将 现场监测
13、装置二层下位机与集控 中心上位机管理系 统实现 了真正的无 导线数据链接 , 组 成了三层分布 式监控结构 , 其总体构成如图 1所示 。 一 一 囱 # 电缆 分接箱 丌放I S M 频段 2 # 电缆分接箱 N # 电缆分接箱 -t _ - l _ 一 鼎 I山 山 1 l 山 山 l I山 山 山 l I 厄线温度 I I 无线温度 l l 无线温度 l I 采集器 1 I 采集器 I l 采集器 l 图 1 监 测 系统 总体 构成 图 Fi g 1 T he o v e r a l l s t r u c t u r e d i a g r m f o r mo n i t o ri
14、n g s y s t e m 在各电缆接头分接箱 里的每个 电缆接头上 , 直 接 紧贴 固定安装前沿终端装置一密封 的无线温度采 集器 , 通过采集器的温度传感器监测各接头温度 , 负 责对各电缆接头温度实时监测 , 通 过开放 I S M 频段 的射频无线传输方式 与无线数据传输 中继器通讯 。 无线数据传输 中继器接收下级辖 区各无线温度采集 器的电缆接头 的温度数 据 , 其微处理器 对数 据进行 处理分析 , 通过全球移动通讯系统 G S M 网络 与监测 集控 中心上位机通讯 , 超过警戒温度则 向集控 中心 上位 机发 送报 警信 号 , 同时 向相 应 的负责 人 发送 G
15、S M短信告知 。上位机监测管理 系统通 过 G S M通 信与各中继器进行数据交互 , 指挥控制中继器工作 , 可实时显示各路 电缆接头温度数据 , 超温发 出报警 信号并 以 G S M短信告知工作人员进行应对维护 。另 外 , 上位机管理 系统通过 对接头历史温度数据 的分 析来评估 电缆接头 的运行状 态 , 提高 电网的安 全供 电运 行质 量 一 8 2 1 2现 场监 测装 置 1 2 1 无线温度采集器 无线温度采集器 由超低 功耗 MS P 4 3 0 F 1 2 3单片 机 、 无线收发集成芯片、 数字温度传感器 、 高能 电池 、 螺旋天线 、 屏蔽外壳等组成 , 电原理
16、图如图 2所示。 图 2 无线 温度 采 集器 电原理 图 Fi g 2 S c he ma t i c d i a g r a m f o r wi r e l e s s t e mp e r a t u r e c o l l e c t o r 本系统所监测 的电缆接 头很多为裸 露 的导体 , 处于高电位 , 要对其温度进行测量 , 采用有线通信的 方式 , 绝缘安全问题无法解决 ; 采用光纤等具有绝缘 效果 的测 温 方 法 布线 也 极 为 困难。 因此 , 采 用 了 N O R D I C公司的 n R F 9 0 5模 块构成 了 I S M 频段 射频 无线数据通讯方式
17、, 选 择工作于我 国规定 中心频率 为 4 3 3 MH z的开放频带 。 MS P 4 3 0+n R F 9 0 5组合的无线通讯方式 , 温度传 感器采集的数据送单片机处理 , 单片机与 n R F 9 0 5通 过硬件 S P I 接 口通 信 ,硬件连接 简单 , 软件设 计容 易 , 数据通过无线方式传送 给中继器。温度传感器 选用 D A L L A S公 司 的单 总 线 型数 字 温 度 传 感 器 D S 1 8 B 2 0 , 可多片共用一根 I O 口线 , 为保证测量精 度 , 采用 V D D接外部电源方式。为便于现场安装 , 温 度采集器采用小型、 超低功耗设计
18、 , 锂 电池供电, 3 A H 高能电池能够保证供 电时间为 7 8年 , 设计为密封 的模块结构 , 直接 紧贴 固定 安装在每个 电缆接 头测 温位置上 , 不需任何导线连接 。 1 2 2 无线数据传输 中继器 无线数据传输 中继器监测装置 由 MS P 4 3 0单 片 机 、 n R F 9 0 5射频 I S M频段无线 收发电路 、 G S M通讯 模块单元 、 键 盘显示 单元 、 实 时时钟 电路 、 感应取能 电源等组成 , 结构原理框图如图 3所示 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 5 1卷第 7期 2 0 1 4年4月 1 O日
19、电测与仪表 El e c t r i c a l n e a s ur e m e n t& I n s t r u m e n t a t i o n VOI 5 1 N0 7 Apr 1 0, 2 01 4 图 3 无 线传输 中继器 结构框 图 F i g 3 Th e s t r u c t u r e d i a g r a m f o r wi r e l e s s t r a n s mi t t i n g r e p e a t e r 为了简 单 方便 的 与射 频 通 讯 模块 n R F 9 0 5和 Wa v e e o m公司的 G S M 通讯 模块 Q 2 4
20、 0 6 B( 只需 扩展 S I M卡) 组成系统 , 选用了具有 2个串 口、 且功能强大 的 MS P 4 3 0 F 1 4 9单片机 , 支持 U S A R T异步通信和 S P I 同步通信 , 波特率 可调 , 与 n R F 9 0 5采用 同步 S P I 模 式 , 与 Q 2 4 0 6 B使用异 步 S A R T模 式 , 该机 片 内还嵌 入 了 6 0 K F l a s h , 2 K R A M等丰富资源可供利用 。 中继 器 通过 MS P 4 3 0单 片机 控制 I S M 频 段 的 n R F 9 0 5模块接收无线温度采集器发送的各电缆接头 的温
21、度数据 , 控制 G S M模块通过 G S M网络与集控 中 心工作总站之间通信 , 响应上位机各种命令。 1 3 集控 中心 集控 中心计算机通过 R S一2 3 2串 口与 G S M m o d e m的 R S一 2 3 2接 口连接起来 , 通过 G S M m o d e m 与 中继器通讯 , 并与相关工作人 员联络。集 控 中心上 位机系统用于完成 串口 G S M 短信息 收发通信 、 终端 设备管理 、 数据在线监测采集与显示 、 接头数据管理 分析评价 、 报警和系统维护等功能。 2 无线通讯软件链路设计与实现 为了方便管理 、 调试与移植 , 软件采用模块式设 计编制
22、方法 , 以无线链路建立 数据传输信 道。通 过 上述对监测装置 工作任务 的细化分析 , 现场装置 软 件程序包括以下模块 ; 无线温度采集 器主程序 、 无线 传输 中继器 主程序 、 D S 1 8 B 2 0温度转换 与采集子程 序 、 n R F 9 0 5发送子程序 、 n R F 9 0 5接收子程序 、 时间处 理子程序 、 显示处理 子程序 、 Q 2 4 0 6 B消息接收子程 序 、 Q 2 4 0 6 B消息发送子程序等 。 2 1 温度 数 据采 集与 发送 无线温度采集器工作任务是控制 D S 1 8 B 2 0定 时 采集 电缆接头的温度 , 并在 R A M 中
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 ISM GSM 链接 电力电缆 接头 温度 监测 系统
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【mom****oy】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【mom****oy】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。