摘要：为了应对变电站无人化及实现对变电站“五小箱”温湿度的远程监控需求，设计了一套由现场测控单元、测控主机及远程后台系统组成的温湿度监控系统。该系统不但可进行温湿度的测量、显示等，还可调节箱内温湿度，减少湿度过大引起的故障；在数据通信方面，采用现场总线和无线通信相结合的方式，不但可很好地克服现场复杂电磁环境对数据的干扰，又可避免长距离铺设线路带来的费用增加，实现了系统的可靠性和经济性。

    0 引言
    在变电站中，适宜的温湿度有利于电气设备的长期稳定运行，因此调节设备所在环境的温湿度对保障设备安全运行意义重大。一次设备往往位于室外，虽然不便对其所处环境进行温湿度调节，但是这些情况在设备设计制造时就已考虑，一般不需要额外的调控措施；二次设备安置在室内，通过空调设备可方便地调节其所在环境温湿度。而大量的室外端子箱、机构箱、检修电源箱等因有大量的电缆电线布线其中以及密封好坏不同，往往是接地故障的高发部位。电力公司往往花费大量人力和物力对变电站“五小箱”进行排查和治理。
    虽然一般有温湿度控制器配加热器对变电站“五小箱”内温湿度进行调节，但是这种就地配置的温湿度控制装置运行效果及运行与否很难实时掌握。采取某个时间段集中进行排查耗费大量人力，而且这种排查间隔时间较长，一般在雨季和冬季前进行，无法了解平时的温湿度状况。鉴于此，本文设计了一套变电站在线温湿度监控系统，以实现对变电站内“五小箱”温湿度的在线监测及对对加热器的控制。

    1 系统总体结构
    为适应无人化变电站现场监控的需求，越来越多的远程监控系统得到应用。在此背景下，设计了远程温湿度监控系统，以有效降低温湿度监控不到位所带来的安全隐患，提高现场作业安全。该系统主要由位于各变电站的温湿度监控装置、公共GSM网络及位于远端的监控后台构成，如图1所示。

    温湿度监控装置土要完成现场温湿度的采集及对温湿度控制模式的执行，同时通过公共GSM网络实现与远程温湿度监控系统的数据通信。远程后台监控系统主要提供现场温湿度显示和控制的可视化界面，便于后台人员监控，同时可通过设置参数，利用温湿度监控装置对现场进行温湿度调节。

    2 温湿度监控装置的设计
    变电站内温湿度监控装置由位于室外“五小箱”内的温湿度测控单元和位于主控室内的温湿度监控主机构成，如图2所示。

    2.1温湿度测控单元
    温湿度测控单元由一片STC15F104W单片机作为主控芯片，通过温湿度传感器采集现场温湿度数据，并通过与设定值比较来判断是否需要控制加热器执行相应的温湿度控制策略，同时完成数据的上传和对主机控制指令的执行。温湿度传感器采用广州奥松电子的DHT22温湿度传感器，该传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。该传感器包括一个电容式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。每个DHT22传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准，校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，以便在检测信号处理过程中调用。温湿度传感器与单片机的连接如图3所示。

    因为单片机接口有限，而现场测控点较多且分散，所以采用串口通信较为方便。典型的串行通信标准是RS-232和RS-485。相对于RS-232、RS-485接口采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干扰能力增强，即抗噪声干扰性好；最大传输距离可达Am，在总线上允许连接多达128个收发器，具有多站能力，方便用户利用单一的RS-485接口建立设备网络。由于变电站需要采集温湿度的点较多，因此本系统采用RS-485构成现场总线进行数据的传输。又因为现场测控点相对分散且整个变电站区域面积一般较大等，采用一根总线将造成总线过长，有可能超过RS-485总线的最大传输距离，所以先分区域，各区域单独采用RS-485总线连接，再采用RS-485总线集线器将各区域的总线接至温湿度监控主机。系统RS-485总线连接如图4所示。

[1] [2]  下一页