龍再全（四川電力設(shè)計咨詢有限責任公司，四川　成都　610041）

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淺論高電壓設(shè)備智能監(jiān)測終端設(shè)計

龍再全（四川電力設(shè)計咨詢有限責任公司，四川成都610041）

在現(xiàn)代電力管理技術(shù)快速發(fā)展的節(jié)奏中，高電壓設(shè)備智能檢測可以十分準確的而又科學化的對高電壓器產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)進行采集、記錄和處理，從而來給高電壓的管理決策帶來很大的收益，還能準確的及時的處理和分析事故發(fā)生的原因并解決事故，降低事故發(fā)生的頻率。高電壓智能監(jiān)測終端設(shè)計與計算機的主機組成相似，都是由硬件設(shè)施和軟件系統(tǒng)兩大主要部分組成，其中的硬件系統(tǒng)又包括顯示、溫度測試、電壓轉(zhuǎn)化、A/D采集、電源和無線幾個模塊組成，而軟件系統(tǒng)則包括一些內(nèi)部軟件的編程，軟件的流程設(shè)計、對硬件模塊的編程設(shè)計。而這些硬件和軟件的各個模塊匯集在一起組成高電壓智能監(jiān)測終端，將高電壓設(shè)備使用的電壓參數(shù)準確無誤的輸入在基站，最終這些數(shù)據(jù)會在高電壓的智能監(jiān)測終端出現(xiàn)并保存。

高電壓設(shè)備；基站和無線節(jié)點；智能監(jiān)測終端

引言

隨著電力系統(tǒng)技術(shù)管理的快速發(fā)展，我們?nèi)粘Ｉ钪须妷菏褂玫臒o線監(jiān)測技術(shù)可以在很大程度上提高高電壓電氣設(shè)備在產(chǎn)生的電壓消耗的參數(shù)的準確性，并且這項技術(shù)增加了對電壓參數(shù)的可靠性。無線智能監(jiān)測技術(shù)是高電壓狀態(tài)的維修體制發(fā)展過程中的必要前提和基礎(chǔ)，對高電壓智能監(jiān)測終端數(shù)據(jù)具有重要的現(xiàn)實意義，無線電通信技術(shù)可以對高電壓設(shè)備進行準確的智能化的自動監(jiān)測，還能準確對高電壓設(shè)備產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)進行記錄分析，在對原始數(shù)據(jù)進行處理后將數(shù)據(jù)進行傳輸和交互，在對高電壓智能監(jiān)測終端設(shè)備平臺進行搭建和測試之后，對監(jiān)測終端監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性和可靠性進行升級改造。

1　高電壓監(jiān)測節(jié)點的通訊設(shè)計

1.1高電壓設(shè)備智能終端網(wǎng)絡(luò)拓撲技術(shù)

無線局域網(wǎng)的拓撲技術(shù)可以分為兩大類：①沒有中心分布的按比例的對等方式；②有中心進行圍繞中心的集中控制方式。

（1）第一種是沒有中心分布的按比例對等的方式，這種沒有中心的拓撲網(wǎng)絡(luò)主要由無線局域網(wǎng)絡(luò)里的任意的兩個節(jié)點組成，無線局域網(wǎng)內(nèi)任意的兩個節(jié)點連接后都可以直接進行通信交流，在這中間根本不需要設(shè)置中心的信號通信的轉(zhuǎn)接站，大部分的公共的局域網(wǎng)絡(luò)的廣播通信信道主要采用的就是這種沒有中心的無線局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)，在公用網(wǎng)絡(luò)整個無線局域網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)中任意的網(wǎng)絡(luò)連接點都可以去競爭公共網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)信道，按比例對等模式進行網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的好處就是網(wǎng)絡(luò)的耐損性強，入網(wǎng)和建立網(wǎng)絡(luò)都相對容易一些，并且使用的費用成本較低，但是只能是局域網(wǎng)內(nèi)的熱議的兩點之間的連接才可以形成拓撲網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，隨意這種模式只適合在工作群使用和對網(wǎng)絡(luò)的要求較低的網(wǎng)絡(luò)模塊。

（2）而第二種就是有中心進行圍繞中心的集中控制方式。在這種有中心進行中心圍繞的集中控制方式的拓撲的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式，需要一個無線基站作為無線局域網(wǎng)絡(luò)的中線轉(zhuǎn)換站，所有的連接的節(jié)點之間對于網(wǎng)絡(luò)的訪問都是由這個中心站負責控制，而在這種模式下無線局域網(wǎng)絡(luò)的中心站就必須要包括拓撲連接節(jié)點，才能確保與其他設(shè)備節(jié)點進行通信，這種模式在網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量不斷增加的同時，網(wǎng)絡(luò)線路和用戶的使用量成反比，并且網(wǎng)絡(luò)吞吐和網(wǎng)絡(luò)的延時性可以很好的避免，在這種模式中拓撲結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中心的基站設(shè)置的布局受到環(huán)境影響的局限性較小，且網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中心站還可以作為一個接入點計入主區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的邏輯接入點，但是這種模式的拓撲結(jié)構(gòu)的抗毀性較差，一旦中心站出現(xiàn)故障會造成整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)癱瘓，而且網(wǎng)絡(luò)引入的費用成本也十分的高。

1.2高電壓設(shè)備智能監(jiān)測終端網(wǎng)絡(luò)拓撲技術(shù)的設(shè)計

我們運用中繼來進行對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸來增加傳輸?shù)木嚯x，我們通過時分的方式對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進行傳輸并且運用中繼技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進行輪番的檢查，按照順序?qū)?jié)點進行監(jiān)測，在對數(shù)據(jù)進行首次監(jiān)測之后有網(wǎng)絡(luò)中心站發(fā)送給基站，再由基站通過顯示頻顯示出來并將數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機，最后由上位機傳輸?shù)街悄鼙O(jiān)測終端。而這些數(shù)據(jù)會在上位機的終端上通過不同的形式呈現(xiàn)，一般是由柱狀圖、面積圖和曲線圖等這些方式將浙西而數(shù)據(jù)進行呈現(xiàn)，為了提高檢測的效率我們需要對這些數(shù)據(jù)進行詳細的記錄，對現(xiàn)場的環(huán)境進行詳細的分析。

2　無線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的硬件電路的設(shè)計

針對高電壓設(shè)備的智能監(jiān)測終端的硬件電路線路的設(shè)計，該節(jié)點選用了STC的8位微處理器主控芯片進行設(shè)備的監(jiān)測和數(shù)據(jù)傳輸，而且該類型號的機器的單片機是宏晶科技的一種新型的耗能低的，運行速度快的、擁有強大的抗干擾的單片機，在這種機器中可以任意的選擇12種時鐘機器周期和6h的時鐘周期，并且該種芯片具有很多的優(yōu)點而且該類系統(tǒng)的擴展性較強，測量的準確度要求精準和控制精準度較高，并且可靠性強，任務(wù)的實時的調(diào)度大而機器的占地面積小，體積小，反應(yīng)速度較快，操作方便對技術(shù)要求的不高。

而且在該類模式中的外圍的電路線路主要包括轉(zhuǎn)化模塊、電壓的傳感器的模塊，溫度的傳感器模塊和液晶顯示屏的顯示模塊還有無線通信的模塊。

3　監(jiān)測終端設(shè)計的核心控制模塊

在STC89C52RC的外圍的電路線路的中的TLC549A/D轉(zhuǎn)化模塊，這種模塊是從美國引進的這類設(shè)備是由美國德州儀器公司正產(chǎn)的，這類設(shè)備可以和微處理器和控制器進行三條口線進行串行連接接口，系統(tǒng)時鐘和軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)之間得轉(zhuǎn)換的時間最長是17，而TLC549的頻率是每一秒是4000次。

在電壓傳感器的模塊主要通過P11的接口接入設(shè)備裝置的終端并且通過電壓互感的而定的電流的數(shù)據(jù)2mA，對電流進行整流轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成我們監(jiān)測終端需要的電流，在這種模式中模擬的電壓和被測量裝置做需要的電壓之間成正比例關(guān)系。

在傳感器的整個傳感元件和轉(zhuǎn)換電路之間集中合成在一個三極管的封閉的裝集成的電路內(nèi)，而這類數(shù)據(jù)線路的特點就是讓客戶可以更好的更容易組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，同時也在為整個監(jiān)測終端的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)成和組建引進新型的理念。

在液晶顯示屏的顯示模塊中，串行數(shù)據(jù)會被分成三個字節(jié)執(zhí)行傳輸任務(wù)，在第一字節(jié)中串口控制數(shù)據(jù)傳送方向，第二字節(jié)進行并行傳送將8位數(shù)據(jù)的高4位的數(shù)據(jù)進行傳送，而第三字節(jié)就是并行將8位數(shù)據(jù)的低4位進行串行接口接入。

在無線通信傳輸?shù)哪K，采用智能芯片作為無線傳輸模塊的技術(shù)和存儲支撐，該模塊主要包括信息和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收發(fā)通道的控制端、對工作模式的控制端、接收模式信號和下載波以及信號的監(jiān)測的輸出的終端、還有發(fā)射接收數(shù)據(jù)信號的通道等部分組成。在這種模式中主要包括了電源的管理模塊、晶體的振蕩器。對于低噪音聲音的放大的儀器、聲音和數(shù)據(jù)傳輸頻率的合成器、電壓功率的放大器和通信協(xié)議的控制管理終端器等模塊。我們采用的這種模式具有很高的抗干擾的能力，可以很好的解決噪聲對周圍環(huán)境影響和對終端系統(tǒng)的干擾。

4　高電壓設(shè)備智能監(jiān)測終端的軟件的設(shè)計

在基站對程序設(shè)計傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行校準，按照規(guī)定的時間直接的接受數(shù)據(jù)完成以后，將接受的數(shù)據(jù)進行顯示之后發(fā)送到顯示模式中，通過顯示屏展現(xiàn)出來，可以進行實時的觀測和控制管理數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳輸在上位機上，觀看數(shù)據(jù)的時間不會受到限制，但是數(shù)據(jù)會隨著觀看時間的變化而變化。在基站里的每個數(shù)據(jù)都要設(shè)定一個參數(shù)值作為標準，但是任何一個參數(shù)值超過預期設(shè)定的參數(shù)值就會出現(xiàn)誤差，醬爆系統(tǒng)就會出現(xiàn)報警摒棄兒還能很好的顯示某個出錯的環(huán)節(jié)。

在高電壓設(shè)備監(jiān)測終端的設(shè)計中，中繼的主要作用就是為了延長數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間和距離。中繼主要是在監(jiān)測終端設(shè)備的設(shè)計中對數(shù)據(jù)傳輸?shù)膫鬏斪饔?，將每個節(jié)點的位置準確無誤的傳輸給基站，然后通過基站在傳輸?shù)缴衔粰C最終通過上位機將數(shù)據(jù)進行顯示，從而我們可以對傳輸數(shù)據(jù)進行詳細的分析和參考。

圖1　基站軟件的結(jié)構(gòu)設(shè)計

5　結(jié)束語

在高電壓設(shè)備的監(jiān)測終端的設(shè)計中，高電壓設(shè)備的自動監(jiān)測是現(xiàn)代電力監(jiān)測管理系統(tǒng)的主要的技術(shù)任務(wù)，并且可以進而準確無誤的進行科學胡阿德對數(shù)據(jù)進行采集和處理，在這一方面可以給管理層的決策起到保障和數(shù)據(jù)支持作用，并且還能準確及時對出現(xiàn)的事故進行及時的解決和分析，從而來減少事故發(fā)生的頻率，即使發(fā)生事故可以很快解決問題。隨著電力系統(tǒng)技術(shù)管理的快速發(fā)展，我們?nèi)粘Ｉ钪须妷菏褂玫臒o線監(jiān)測技術(shù)可以在很大程度上提高高電壓電氣設(shè)備在產(chǎn)生的電壓消耗的參數(shù)的準確性，并且這項技術(shù)增加了對電壓參數(shù)的可靠性。無線智能監(jiān)測技術(shù)是高電壓狀態(tài)的維修體制發(fā)展過程中的必要前提和基礎(chǔ)，對高電壓智能監(jiān)測終端數(shù)據(jù)具有重要的現(xiàn)實意義，無線電通信技術(shù)可以對高電壓設(shè)備進行準確的智能化的自動監(jiān)測，還能準確對高電壓設(shè)備產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)進行記錄分析，在對原始數(shù)據(jù)進行處理后將數(shù)據(jù)進行傳輸和交互，在對高電壓智能監(jiān)測終端設(shè)備平臺進行搭建和測試之后，對監(jiān)測終端監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性和可靠性進行升級改造。

［1］姚宏.用可編程控制器制作通用線性溫控儀［N］.電子報，2009.

［2］韓潤生.變電站中低壓開關(guān)柜過熱故障在線監(jiān)測系統(tǒng)［D］.南京理工大學，2007.

［3］王楚清，郭根啟.潛望鏡保護玻璃溫度控制器的設(shè)計［J］.電子產(chǎn)品世界，2006（21）.

龍再全（1985-），男，工程師，碩士，主要從事輸電線路設(shè)計等工作。

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2095-2066（2016）19-0058-02

2016-6-22