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高压开关温度在线监测技术的研究

张越

  目前,电气设备温度的在线实时监测问题已受到广泛重视,成为电力系统中电气设备安全运行的新课题。由于高压绝缘和强电磁噪声问题,普通的测温技术尚未应用到这一类装置中。光纤传感器的出现,为高压电气设备温度监测研究提供了崭新的思路。本课题便是采用电测温度探头和光纤传输相结合的方法,充分利用成熟的电传感技术和光纤耦合的高电压绝缘、抗电磁干扰性能强等优点,设计了单片微机控制下的多路温度巡回检测系统,实现了对电力系统中最常见的电气设备—高压开关触头温度的在线监测。本课题选用集成温度传感器AD590作为直接感温元件,它是一种集成两端式温度—电流传感器,适用于-55℃~+150℃范围内的温度测量,在激励电压为4~30V时,表现出1μA/K高阻抗恒流调节的优良特性,线性误差为0.5℃。在对AD590特性分析的基础上,本课题设计了温度—频率转化电路,将温度信号转化为脉冲频率信号,驱动LED发光,再通过光纤将被温度调制的脉冲信号传输到二次仪表控制端,进行光电信号转换、放大及整形处理,最后通过多路选通开关送入单片机进行频率计数,实现温度显示、多路巡回/单路测量、超温报警等功能。论文中详细介绍了温度监测系统各部分的电路设计及工作原理,并在对探头电路功耗分析的基础上,实现了硅光电池推动探头在高压区工作。此外,本课题还重点研究了高电压、强电磁场条件下,如何保证温度测量的精度和系统工作的稳定性,采取了有效的绝缘和抗干扰措施,在工业试验中取得了良好的效果。本课题所研究的光纤传输高压开关触头温度监测仪分别在四川电器股份有限公司和甘肃天水电器厂进行了现场实测,并采用热电偶测温仪校验,实测结果表明:该温度监测系统反映速度较快,温升越限定位准确,测温精度误差在±1℃以内,具有较高的可靠性、安全性和经济性。因此本课题的研究对于保障电气设备在电力系统中的安全运行具有重要的实际工程价值。……   
[关键词]:集成温度传感器AD590;光纤传输;温度监测;高压开关;抗干扰
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:燕山大学2001年