论文部分内容阅读
摘 要：该文介绍了一种智能化的高压开关柜综合监控装置，该装置集一次回路模拟图、开关状态、断路器位置、接地开关位置、弹簧储能状态、高压带电显示、高压带电闭锁以及柜内温湿度控制等多功能于一体，可简化开关柜的面板布局，完善开关状态的指示功能。装置同时具有无线测温功能，可实时监测电气接点运行温度，提高了开关柜的安全性和可靠性，具有RS-485通讯接口，能为计算机监控网络提供遥测、遥信数据。
关键词：MC9S08AC32 无线测温 开关状态
中图分类号：TM591 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）11（b）-0099-02
随着电力电网智能化的发展，在提出配电系统数字化、网络化的同时，对配电系统中高压开关设备运行的可靠性及自动化水平提出更高的要求。高压开关设备现场运行过程中受各种因素的影响容易产生过热现象，加速了设备的绝缘老化，严重时将危及设备安全运行。电力用户如果对此防控不当，发热故障将会扩大而引起重大的直接和间接经济损失。
文章设计了一种智能化的高压开关设备监控装置，该装置不仅能实时显示接地开关、断路器分合闸状态、弹簧是否储能、高压导体是否带电，测量与控制开关柜内的温湿度，还能检测开关设备电气接点的运行温度，对异常温度及时报警，以提高开关柜运行的安全性，另外该装置还具有通讯等功能。
1 硬件设计
该综合监控装置主要由控制器和传感器两部分组成。传感器分为柜内环境温湿度传感器和电气接点温度传感器两种；控制器硬件主要包括：控制单元、带电显示、开关量输入、无线接收、人机界面、智能化单元和供电单元，其结构框图如图1所示。
1.1 传感器
1.1.1 柜内温湿度传感器
AM2312温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合型传感器，该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比高等优点。
1.1.2 电气接点温度传感器
该传感器由温度传感器、信号转换及无线发射模块、取电线圈三部分组成，装设于开关设备的主要发热点附近。
1.2 控制器
1.2.1 控制单元
控制单元是整个装置的核心，选用飞思卡尔的MC9S08AC32芯片。MC9S08AC32是飞思卡尔8位微控制器系列中具有很高集成度的芯片，采用高性能的HCS08内核，其内置32KB FLASH存储器，2048字节RAM，SCI/SPI/IIC接口，3个对立的16位定时器/PWM模块，10位A/D模块等。MC9S08AC32还集成了背景调试系统以及可进行实时总线捕捉的内置在线仿真（ICE）功能，具有单线的调试及仿真接口（BDM）。
1.2.2 无线接收
该部分主要由信号转换和无线接收模块组成，用于接收电气接点温度传感器发出的数据包，获取温度数据和地址码。
1.2.3 带电显示单元
带电显示单元通过外接高压带电传感器，采用阻容分压、整流滤波、隔离驱动等电路，采集高压线路带电与否，当某一相带电时，装置上对应指示灯点亮，同时闭锁输出断开，防止高压带电时打开柜门。
1.2.4 开关量输入
包括：断路器位置、断路器开关状态、断路器弹簧储能状态、接地开关分合状态等。
1.2.5 智能化单元
智能化单元采用RS485通讯接口Modbus-RTU通讯协议，可实现遥信和遥控功能。
2 软件设计
装置控制器的软件主要实现一次回路模拟图、开关状态、断路器位置、接地开关位置、弹簧储能状态、高压带电显示、高压带电闭锁、电气接点温度无线接收及显示、电气接点超温报警、柜内环境温湿度显示、自动（手动）加热除湿功能、加热器故障显示，RS-485通讯等功能。其主程序流程图如图2所示。其中每一模块均包含子程序，限于篇幅这里不一一展开。另外，RS485通讯程序在中断程序中运行，不在主流程内。
3 结语
文章设计的高压开关柜综合监控装置集一次回路模拟图、开关状态、断路器位置、接地开关位置、弹簧储能状态、高压带电显示、高压带电闭锁以及自动（手动）加热除湿功能、加热器故障显示等多功能于一体，可简化开关柜的面板布局，完善开关状态的指示功能，装置同时具有实时监测电气接点运行温度的功能，具有RS-485通讯接口，能为计算机监控网络提供遥测、遥信数据。
参考文献
[1] 徐静，古永富，傅春江.高压开关设备温度在线监测系统设计与实现[J].高压开关行业通讯，2013（11）：20-22.
[2] Freescale.MC9S08AC60 Data Sheet[EB/OL]. http：//cache.nxp.com/files/microcontrollers/doc/data_sheet/MC9S08AC60.pdf？fromsite=zh-Hans&fsrch=1&sr=1&pageNum=1%E4%B8%8B%E4%B8%80%E9%A1%B5，2011-8.
关键词：MC9S08AC32 无线测温 开关状态
中图分类号：TM591 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）11（b）-0099-02
随着电力电网智能化的发展，在提出配电系统数字化、网络化的同时，对配电系统中高压开关设备运行的可靠性及自动化水平提出更高的要求。高压开关设备现场运行过程中受各种因素的影响容易产生过热现象，加速了设备的绝缘老化，严重时将危及设备安全运行。电力用户如果对此防控不当，发热故障将会扩大而引起重大的直接和间接经济损失。
文章设计了一种智能化的高压开关设备监控装置，该装置不仅能实时显示接地开关、断路器分合闸状态、弹簧是否储能、高压导体是否带电，测量与控制开关柜内的温湿度，还能检测开关设备电气接点的运行温度，对异常温度及时报警，以提高开关柜运行的安全性，另外该装置还具有通讯等功能。
1 硬件设计
该综合监控装置主要由控制器和传感器两部分组成。传感器分为柜内环境温湿度传感器和电气接点温度传感器两种；控制器硬件主要包括：控制单元、带电显示、开关量输入、无线接收、人机界面、智能化单元和供电单元，其结构框图如图1所示。
1.1 传感器
1.1.1 柜内温湿度传感器
AM2312温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合型传感器，该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比高等优点。
1.1.2 电气接点温度传感器
该传感器由温度传感器、信号转换及无线发射模块、取电线圈三部分组成，装设于开关设备的主要发热点附近。
1.2 控制器
1.2.1 控制单元
控制单元是整个装置的核心，选用飞思卡尔的MC9S08AC32芯片。MC9S08AC32是飞思卡尔8位微控制器系列中具有很高集成度的芯片，采用高性能的HCS08内核，其内置32KB FLASH存储器，2048字节RAM，SCI/SPI/IIC接口，3个对立的16位定时器/PWM模块，10位A/D模块等。MC9S08AC32还集成了背景调试系统以及可进行实时总线捕捉的内置在线仿真（ICE）功能，具有单线的调试及仿真接口（BDM）。
1.2.2 无线接收
该部分主要由信号转换和无线接收模块组成，用于接收电气接点温度传感器发出的数据包，获取温度数据和地址码。
1.2.3 带电显示单元
带电显示单元通过外接高压带电传感器，采用阻容分压、整流滤波、隔离驱动等电路，采集高压线路带电与否，当某一相带电时，装置上对应指示灯点亮，同时闭锁输出断开，防止高压带电时打开柜门。
1.2.4 开关量输入
包括：断路器位置、断路器开关状态、断路器弹簧储能状态、接地开关分合状态等。
1.2.5 智能化单元
智能化单元采用RS485通讯接口Modbus-RTU通讯协议，可实现遥信和遥控功能。
2 软件设计
装置控制器的软件主要实现一次回路模拟图、开关状态、断路器位置、接地开关位置、弹簧储能状态、高压带电显示、高压带电闭锁、电气接点温度无线接收及显示、电气接点超温报警、柜内环境温湿度显示、自动（手动）加热除湿功能、加热器故障显示，RS-485通讯等功能。其主程序流程图如图2所示。其中每一模块均包含子程序，限于篇幅这里不一一展开。另外，RS485通讯程序在中断程序中运行，不在主流程内。
3 结语
文章设计的高压开关柜综合监控装置集一次回路模拟图、开关状态、断路器位置、接地开关位置、弹簧储能状态、高压带电显示、高压带电闭锁以及自动（手动）加热除湿功能、加热器故障显示等多功能于一体，可简化开关柜的面板布局，完善开关状态的指示功能，装置同时具有实时监测电气接点运行温度的功能，具有RS-485通讯接口，能为计算机监控网络提供遥测、遥信数据。
参考文献
[1] 徐静，古永富，傅春江.高压开关设备温度在线监测系统设计与实现[J].高压开关行业通讯，2013（11）：20-22.
[2] Freescale.MC9S08AC60 Data Sheet[EB/OL]. http：//cache.nxp.com/files/microcontrollers/doc/data_sheet/MC9S08AC60.pdf？fromsite=zh-Hans&fsrch=1&sr=1&pageNum=1%E4%B8%8B%E4%B8%80%E9%A1%B5，2011-8.