【正文】 遼寧工程技術大學 本科畢業(yè)設計（論文） 教 務 處 2020 年 5 月 中文題目：低壓開關柜智能監(jiān)控系統(tǒng) 外文題目： Intelligent monitoring system for low voltage switchgear 畢業(yè)設計（論文）共 49 頁（其中：外文文獻及譯文 13 頁） 圖紙共1 張 完成日期 2020 年 06 月 答辯日期 2020 年 06 月 I 摘要 開關柜作為變電站的重要電氣設備，擔負著關合及斷開電力線路、保護系統(tǒng)安 全的雙重作用 ,對變電站的安全、可靠運行起著舉足輕重的作用。我國經(jīng)濟建設和改革開放的蓬勃發(fā)展，電力系統(tǒng)的應用及其安全得到廣泛關注 ,然而對用電設備的監(jiān)測與監(jiān)控卻種供電配電柜組，這些配電柜組的安全是用電安全的重要保障。對配電柜的是一個長期未能解決的問題。我國的發(fā)電廠、工礦企業(yè)等用電場所大都配備各工作狀態(tài)、工作環(huán)境的監(jiān)測是保障配控制裝置 ,采用智能檢測技術設計合理的開關柜溫度、濕度電柜安全工作的重要手段。 本課題主要研制電力開關柜內各參數(shù)的檢測與檢測和狀態(tài)模擬系統(tǒng) ,實現(xiàn)對開關柜工作狀 態(tài)模擬和環(huán)境監(jiān)測。論文首先介紹了當前開關柜測溫的幾種方法及光纖光柵測溫法的優(yōu)勢 ,基于光纖光柵溫度傳感技術提出了一種利用光纖光柵測量開關柜觸頭溫度的方案。該方案采用光纖光柵作為傳感元件 ,利用波分復用技術實現(xiàn)對開關柜觸頭溫度的在線監(jiān)測。 關鍵詞 :開關柜；在線監(jiān)測；溫度傳感器；實時監(jiān)控軟件 II Abstract As the important electrical equipment in substation， switchgear shoulders the dual role of closing and disconnecting the power line and protecting the system security,which plays an important role for the substation’s,safe and reliable vigorous development of China39。s economic construction and reform and opening up, the application and their security of the power system are widespread concerned, however, monitoring and control of electrical equipment is a longterm unresolved issue. Our country39。s power plants, industrial and mining enterprises and other electricity places mostly equip with a variety of power supply and distribution Libraries group, the safety of the Distribution Libraries group is an important guarantee of the safe use of electricity. The monitoring of the working status and the work environment of the distribution cabi is an important mean to protect the security of the distribution cabi. The topic mainly develops a kind of device which can detect and control various parameters of the power switch cabi, using intelligent detection technology to design the reasonable switch cabi temperature and humidity detection and status simulation systems,so that it can realize the working status simulation and environmental monitoring of the switch current methods of temperature monitoring of switchger and the advantages of fiber Bragg gratings temperature monitoring is introduced in this based on the fiber Bragg gratings sensing technique,we design a system that could measure the temperature of the contact of design uses fiber Bragg gratings as the sensing elements and realizes the online temperature monitoring of the contact inside switchgear with WDM technology. Keywords： Metalclad switchgear； online monitoring； temperature sensor ；realtime monitoring software 目錄 前言 .................................................... 1 1 緒論 ................................................... 2 設計背景和意義 ........................................ 2 開關柜智能監(jiān)控系統(tǒng)的研究 .............................. 3 系統(tǒng)檢測軟件的設計要求 ................................ 4 現(xiàn)有開關柜測溫方案比較 ................................ 4 課題主要任務 ......................................... 6 2 開關柜智能監(jiān)控系統(tǒng)的總體設計 ........................... 7 監(jiān)控系統(tǒng)的硬件結構 .................................... 9 監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能設計 ................................. 10 3 監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設計 .................................... 12 溫度傳感器的選擇 ..................................... 12 光纖光柵溫度傳感器原理 ............................... 13 電壓傳感器的選擇 ..................................... 15 電流傳感器的選擇 ..................................... 15 傳感器的主要安裝步驟如下 : ............................ 16 開關柜數(shù)據(jù)采集器 ..................................... 16 最小系統(tǒng)電路設計 ................................... 19 時鐘電路 ........................................... 19 復位電路 .......................................... 20 串口通信接口電路 ..................................... 21 鍵盤輸出 ............................................ 23 4 監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設計 .................................... 26 軟件系統(tǒng)結構 ........................................ 26 軟件框架 ............................................ 28 服務器的設計 ........................................ 28 實時庫的設計 ........................................ 29 報警服務器的設計 ..................................... 29 歷史數(shù)據(jù)保存模塊設計 ................................. 30 5 技術與經(jīng)濟分析 ........................................ 32 6 結論 .................................................. 33 致謝 ................................................... 33 參考文獻 ............................................... 34 附錄 A 譯文 ............................................ 35 附錄 B 外文文獻 ........................................ 42 遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 1 前言 開關柜（又稱成 套開關或成套配電裝置）是以斷路器為主的電氣設備，是指生產(chǎn)廠家根據(jù)電氣一次主接線圖的要求，將有關的高低壓電器（包括控制電器、保護電器、測量電器）以及母線、載流導體、絕緣子等裝配在封閉的或敞開的金屬柜體內，作為電力系統(tǒng)中接受和分配電能的裝置。它由柜體和斷路器兩大部分組成，具有架空進出線、電纜進出線、母線聯(lián)絡等功能。柜體由殼體、電器元件（包括絕緣件）、各種機構、二次端子及連線組成。開關柜防護要求“五防”：防止誤分誤合斷路器、防止帶電分合隔離開關、防止帶點合接開關、防止帶接地分合斷路器、防止誤入帶電間隔。 開關柜有 一定的正常使用條件，如環(huán)境溫度，環(huán)境濕度，海拔高度，地震烈度等。一般情況下，環(huán)境的溫度和濕度是我們必須要考慮的條件。開關柜的環(huán)境溫度要求周圍空氣溫度不超過 40℃ (上限 )，一般地區(qū)為 5℃ (下限 )，嚴寒地區(qū)可以為 15℃，環(huán)境的溫度過高，金屬的導電率會減低，電阻增加，表面氧化作用加劇。過高的溫度也會使得柜內的絕緣件的壽命大大縮短，絕緣強度下降。反之，環(huán)境溫度過低，在絕緣件中會產(chǎn)生內力，最終會導致絕緣件的破壞。環(huán)境濕度日平均值不大于 95%，月平均值不大于 90%。濕度過高會導致開關柜在作業(yè)過程中發(fā)生故障。因此對其 進行溫度和濕度的檢測是至關重要的。 王進：低壓開關柜智能監(jiān)控系統(tǒng)設計 2 1 緒論 設計背景和意義 低壓開關柜智能監(jiān)控系統(tǒng)主要用于發(fā)電廠、石油化工、冶金、紡織、高層建筑等公眾場合和工業(yè)領域，在大型發(fā)電廠、石油化工等自動化程度高、需要與計算機接口的場所。 伴隨著我國國民經(jīng)濟的不斷持續(xù)發(fā)展，用電量也隨之大幅度提高，電力系統(tǒng)的安全運行關系到我國經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活的穩(wěn)定。開關柜在電力系統(tǒng)的運行中起到開合、控制和保護的作用，它的正常運行與否將直接影響到變電站甚至整個電力系統(tǒng)的正常運行狀態(tài)，因此，如何保障開關柜的正常運行，對整個電力系統(tǒng)的安 全運行將顯得格外重要?？墒菍嶋H生產(chǎn)中，開關柜一直處于長期運行中，其上的各個觸電及連接點等部位由于老化、污染易造成間隙過大或接觸電阻增大，在電流通過，特別是用電高峰期，容易產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，如果不能及時發(fā)現(xiàn)并處理，將會任由溫度升高，引發(fā)事故的產(chǎn)生。 隨著變電站綜合自動化系統(tǒng)的不斷普及，無人值守的變電站成為變電站發(fā)展的必然趨勢，為實現(xiàn)電力企業(yè)減員增效、提高勞動生產(chǎn)率、促進電網(wǎng)安全和穩(wěn)定等方面起了積極作用。開關柜作為變電站的極其重要電氣設備 ,擔負著關合及斷開電力線路、保護系統(tǒng)安全的雙重作用，對變電站的安全、可靠運行起 到舉足輕重的作用。 現(xiàn)代電力系統(tǒng)對電能質量的要求越來越高，相應地對開關柜運行的可靠性也提出了更高的要求。同時，隨著傳感器技術、信號處理技術、計算機技術、