楊志忠

摘 要：該文介紹了一種智能化的高壓開關(guān)柜綜合監(jiān)控裝置，該裝置集一次回路模擬圖、開關(guān)狀態(tài)、斷路器位置、接地開關(guān)位置、彈簧儲(chǔ)能狀態(tài)、高壓帶電顯示、高壓帶電閉鎖以及柜內(nèi)溫濕度控制等多功能于一體，可簡(jiǎn)化開關(guān)柜的面板布局，完善開關(guān)狀態(tài)的指示功能。裝置同時(shí)具有無線測(cè)溫功能，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電氣接點(diǎn)運(yùn)行溫度，提高了開關(guān)柜的安全性和可靠性，具有RS-485通訊接口，能為計(jì)算機(jī)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)提供遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：MC9S08AC32 無線測(cè)溫 開關(guān)狀態(tài)

中圖分類號(hào)：TM591 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）11（b）-0099-02

隨著電力電網(wǎng)智能化的發(fā)展，在提出配電系統(tǒng)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的同時(shí)，對(duì)配電系統(tǒng)中高壓開關(guān)設(shè)備運(yùn)行的可靠性及自動(dòng)化水平提出更高的要求。高壓開關(guān)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行過程中受各種因素的影響容易產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，加速了設(shè)備的絕緣老化，嚴(yán)重時(shí)將危及設(shè)備安全運(yùn)行。電力用戶如果對(duì)此防控不當(dāng)，發(fā)熱故障將會(huì)擴(kuò)大而引起重大的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失。

文章設(shè)計(jì)了一種智能化的高壓開關(guān)設(shè)備監(jiān)控裝置，該裝置不僅能實(shí)時(shí)顯示接地開關(guān)、斷路器分合閘狀態(tài)、彈簧是否儲(chǔ)能、高壓導(dǎo)體是否帶電，測(cè)量與控制開關(guān)柜內(nèi)的溫濕度，還能檢測(cè)開關(guān)設(shè)備電氣接點(diǎn)的運(yùn)行溫度，對(duì)異常溫度及時(shí)報(bào)警，以提高開關(guān)柜運(yùn)行的安全性，另外該裝置還具有通訊等功能。

1 硬件設(shè)計(jì)

該綜合監(jiān)控裝置主要由控制器和傳感器兩部分組成。傳感器分為柜內(nèi)環(huán)境溫濕度傳感器和電氣接點(diǎn)溫度傳感器兩種；控制器硬件主要包括：控制單元、帶電顯示、開關(guān)量輸入、無線接收、人機(jī)界面、智能化單元和供電單元，其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

1.1 傳感器

1.1.1 柜內(nèi)溫濕度傳感器

AM2312溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合型傳感器，該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。

1.1.2 電氣接點(diǎn)溫度傳感器

該傳感器由溫度傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)換及無線發(fā)射模塊、取電線圈三部分組成，裝設(shè)于開關(guān)設(shè)備的主要發(fā)熱點(diǎn)附近。

1.2 控制器

1.2.1 控制單元

控制單元是整個(gè)裝置的核心，選用飛思卡爾的MC9S08AC32芯片。MC9S08AC32是飛思卡爾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內(nèi)核，其內(nèi)置32KB FLASH存儲(chǔ)器，2048字節(jié)RAM，SCI/SPI/IIC接口，3個(gè)對(duì)立的16位定時(shí)器/PWM模塊，10位A/D模塊等。MC9S08AC32還集成了背景調(diào)試系統(tǒng)以及可進(jìn)行實(shí)時(shí)總線捕捉的內(nèi)置在線仿真（ICE）功能，具有單線的調(diào)試及仿真接口（BDM）。

1.2.2 無線接收

該部分主要由信號(hào)轉(zhuǎn)換和無線接收模塊組成，用于接收電氣接點(diǎn)溫度傳感器發(fā)出的數(shù)據(jù)包，獲取溫度數(shù)據(jù)和地址碼。

1.2.3 帶電顯示單元

帶電顯示單元通過外接高壓帶電傳感器，采用阻容分壓、整流濾波、隔離驅(qū)動(dòng)等電路，采集高壓線路帶電與否，當(dāng)某一相帶電時(shí)，裝置上對(duì)應(yīng)指示燈點(diǎn)亮，同時(shí)閉鎖輸出斷開，防止高壓帶電時(shí)打開柜門。

1.2.4 開關(guān)量輸入

包括：斷路器位置、斷路器開關(guān)狀態(tài)、斷路器彈簧儲(chǔ)能狀態(tài)、接地開關(guān)分合狀態(tài)等。

1.2.5 智能化單元

智能化單元采用RS485通訊接口Modbus-RTU通訊協(xié)議，可實(shí)現(xiàn)遙信和遙控功能。

2 軟件設(shè)計(jì)

裝置控制器的軟件主要實(shí)現(xiàn)一次回路模擬圖、開關(guān)狀態(tài)、斷路器位置、接地開關(guān)位置、彈簧儲(chǔ)能狀態(tài)、高壓帶電顯示、高壓帶電閉鎖、電氣接點(diǎn)溫度無線接收及顯示、電氣接點(diǎn)超溫報(bào)警、柜內(nèi)環(huán)境溫濕度顯示、自動(dòng)（手動(dòng)）加熱除濕功能、加熱器故障顯示，RS-485通訊等功能。其主程序流程圖如圖2所示。其中每一模塊均包含子程序，限于篇幅這里不一一展開。另外，RS485通訊程序在中斷程序中運(yùn)行，不在主流程內(nèi)。

3 結(jié)語

文章設(shè)計(jì)的高壓開關(guān)柜綜合監(jiān)控裝置集一次回路模擬圖、開關(guān)狀態(tài)、斷路器位置、接地開關(guān)位置、彈簧儲(chǔ)能狀態(tài)、高壓帶電顯示、高壓帶電閉鎖以及自動(dòng)（手動(dòng)）加熱除濕功能、加熱器故障顯示等多功能于一體，可簡(jiǎn)化開關(guān)柜的面板布局，完善開關(guān)狀態(tài)的指示功能，裝置同時(shí)具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電氣接點(diǎn)運(yùn)行溫度的功能，具有RS-485通訊接口，能為計(jì)算機(jī)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)提供遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐靜，古永富，傅春江.高壓開關(guān)設(shè)備溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].高壓開關(guān)行業(yè)通訊，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.