电力开关柜智能无人值守系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

高压开关柜（switch cabinet）是传统电力系统中的电气设备，其主要作用是在电力系统中进行发电、输电、配电和电能转换，从而达到开合、控制和保护用电设备的作用。工作电压的等级在3.6v-550kv之间。

传统的开关柜中配备的元器件、设备很多，在生产和维护过程中需要的工作量很大，工作效率较低。随着社会生产力的不断提高。企业对用电质量的不断提高，对电力系统的需求也愈加严格。因高压开关柜故障所导致的用电不良，占到电力系统故障的60%以上，由此可见高压开关柜的稳定运行对整个电网至关重要。并且，从电力系统的故障原因来看，温度原因导致的不良和人为操作失误导致的不良占很大比重，导致整个电力系统的稳定度降低，甚至人为的重大安全事故。

智能开关柜的特点：功能强大，可靠性高；体积小，硬体软体化；自适应能力强，维护频率低；在线监测，远程控制。随着电子信息、移动通信、软件技术的不断提高，自动化技术的迅猛发展，让智能开关柜得以实现。将软件技术、网络通信和传感技术融入到高压开关柜中，从而实现实时数据采集、远程控制，克服了人工带来的误差和远程无法实时造成的不便，让信息化无人化智能开关柜成为可能。

2. 研究内容与预期目标

将系统分为现场智能监控单元和在线监控平台两个部分进行研究和开发。现场智能监控主要通过arm7tdmi-s的risc处理器作为控制芯片，实时显示高压开关柜的电压、电流数值，断路器分合状态，具有语音防误触提示、液晶显示、数据传输等人机交互功能，并能对高压开关柜内部温度进行精确测量。在线监控平台采用c#面向对象程序设计语言，依托access数据库，对收到的开关柜的工作状态数据进行显示、存储和查询，对检测到的异常情况进行报警和处理。

（1）低功耗无线温湿度测量模块的设计。无线温湿度测量模块通过电池供电实现信号放大、数模转换、数据存储和无线通信功能，要求续航至少 1 年以上，以降低工作人员维护成本，减少停电维护带来的经济损失。本文综合运用低功耗技术，从硬件选型、电路设计和软件优化三个方面，成功降低模块整体功耗。

（2）智能监控单元的电磁兼容设计。电磁兼容是本课题的难点。高压开关柜长期工作在强磁场、大电流、高电压的环境中，对智能监控单元的抗电磁干扰能力提出了非常高的要求。本文综合运用屏蔽、接地、滤波等技术，从器件选型、pcb 设计、电源系统设计、esd设计四个层面进行电磁兼容设计，提高了智能控制系统在复杂电磁环境下的抗强电磁干扰能力，确保系统可靠运行。

3. 研究方法与步骤

本论文重点采用低功耗技术、电磁兼容技术、远程通信技术，提升系统在复杂环境下运行的可靠性。整个系统分为两个部分现场智能监控单元和在线监控平台；采用rs485总线，将多个节点运行数据传输到后台管理系统，实现后台对开关柜的无人值守远程操作。

4. 参考文献

[1]高俊青,项俊栋,陈峰,关山.智能开关柜分布式监控系统研究[j].山东工业技术,2019(04):146-147.

[2]张馨月,陈烁彬,符林贝,孙光远,刘建明.开关柜开关触头在线测温装置的研究与设计[j].通讯世界,2019,26(02):127-128.

[3]王丽,王景芹,刘建波,孙强.智能开关柜可靠性增长预测[j].电器与能效管理技术,2018(24):27-31.

5. 工作计划

2月25日~3月10日：收集资料，熟悉基本知识，掌握毕设基本设计原理。

3月11日~3月20日：把握整体方案，深入研究设计原理，撰写开题报告。