0引言

伴隨城市建設對電力需求的日益變大，變電站中某些設備局部經(jīng)常要處于長(cháng)期高負荷運行狀態(tài)，它所導致的溫度偏高很容易引發(fā)火災或爆炸等惡性事故，造成不利的經(jīng)濟損失及社會(huì )影響，因此有必要對變電站設備進(jìn)行溫度實(shí)時(shí)監控。無(wú)線(xiàn)測溫技術(shù)是在數字化技術(shù)背景下發(fā)展起來(lái)的，在實(shí)際的應用過(guò)程中主要是運用數字化技術(shù)優(yōu)勢，運用計算機技術(shù)對溫度進(jìn)行在線(xiàn)監測預警，可以實(shí)時(shí)進(jìn)行自動(dòng)檢測，降低現場(chǎng)設備的巡查工作量，對不全狀況進(jìn)行提前預警，在后臺運用計算機能夠輕松實(shí)現遠程監測和無(wú)人值守。

1無(wú)線(xiàn)測溫技術(shù)（WSM）的特點(diǎn)及結構分析

1.1無(wú)線(xiàn)測溫與傳統測溫的比較

無(wú)線(xiàn)測溫，是指高壓電氣設備的溫度通過(guò)傳感技術(shù)、無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)、進(jìn)行信號轉換進(jìn)行傳輸，由于它絕緣強度高、抗電磁干擾能力強的特點(diǎn)，很適合在高壓電氣設備觸點(diǎn)進(jìn)行溫度實(shí)時(shí)監測，利用無(wú)線(xiàn)傳輸的方式測量高壓環(huán)境溫度成為一種必然趨勢。下面對無(wú)線(xiàn)測溫與三種常規測溫技術(shù)進(jìn)行比較：（1）普通測溫：常規的測溫方式是指利用熱電阻、半導體或熱電偶溫度傳感器等測溫，用金屬導體傳輸信號，絕緣強度不能滿(mǎn)足。無(wú)線(xiàn)測溫系統絕緣強度高，與高壓電氣設備隔離，在高壓電氣設備的任意觸點(diǎn)上都可以安裝，準確測量高壓電氣設備觸點(diǎn)的實(shí)時(shí)溫度。（2）紅外測溫：由于紅外測溫是通過(guò)紅外成像儀透過(guò)高壓電氣設備連接處成像，由于變電所高壓電氣設備多，電磁場(chǎng)強度大，成像儀很難準確成像，這樣很大程度干擾了測溫的準確度，導致紅外方式無(wú)法測量。另外高壓設備環(huán)境限制，無(wú)法安裝紅外測溫探頭（因為探頭需與被測物體保持的安全距離，并需要正對被測物體的表面）。無(wú)線(xiàn)測溫系統可以直接安裝到高壓電氣設備連接處的表面或封閉的柜體內，通過(guò)溫度采集器進(jìn)行采集，對后臺機進(jìn)行無(wú)線(xiàn)信號方式傳輸[1]。（3）光纖測溫：光纖測溫也是將溫度傳感器直接安裝在電氣設備連接處或者封閉的柜內，溫度傳感器用光纖連接到光纖測溫儀，再利用光纖溫度測溫儀通過(guò)光纖傳遞進(jìn)行信號傳輸。光纖韌性、強度不高，受環(huán)境溫度影響大。日積月累絕緣強度降低比較快，在高壓柜內安裝、布線(xiàn)受限制，投入成本變大。無(wú)線(xiàn)測溫系統采用電磁波傳輸信號，監測器直接安裝在高低壓設上，溫度測量準確，可以解決電氣絕緣問(wèn)題，沒(méi)有復雜的引線(xiàn)，造價(jià)低廉。

1.2WSN的網(wǎng)絡(luò )結構

（1）節點(diǎn)結構分析。WSN還是以網(wǎng)絡(luò )為主，它的大量傳感器節點(diǎn)被密集布置于所監測的對象環(huán)境中，它的每一個(gè)節點(diǎn)既是路由器節點(diǎn)也是終端傳感節點(diǎn)，而且也能自動(dòng)組成網(wǎng)絡(luò )，啟動(dòng)多跳路由機制展開(kāi)通信功能。所以這種節點(diǎn)結構在硬件能耗方面相當低，且具有無(wú)線(xiàn)傳輸模式，而且它也支持多跳路由協(xié)議[2]。從WSN傳感節點(diǎn)來(lái)講，它主要包括了傳感器、處理器、無(wú)線(xiàn)收發(fā)器以及能量供應4部分模塊。其中，傳感器模塊主要負責變電站監測區的數據采集及轉換；處理器模塊主要負責實(shí)現包括節點(diǎn)設備控制、路由協(xié)議、同步定位、任務(wù)及功耗管理在內的一切設備維護任務(wù)；無(wú)線(xiàn)通信模塊主要負責收發(fā)數據等工作。無(wú)線(xiàn)通信涉及高技術(shù)含量工作內容，能耗高，這就需要能量供應模塊，盡可能采用太陽(yáng)能電池板增加續航能力。（2）通信結構分析。WSN的通信結構也是一傳感器節點(diǎn)展開(kāi)，不過(guò)這些節點(diǎn)被隨機布置于被檢測區域內，通信功能所要實(shí)現的就是在區域內收集數據，實(shí)現各個(gè)節點(diǎn)之間的相互網(wǎng)絡(luò )連接。傳感器同時(shí)也擁有強大的自組織功能，可以以多跳中繼方式來(lái)實(shí)現對匯聚節點(diǎn)的信息采集及傳送。WSN會(huì )將節點(diǎn)匯聚將所收集數據全部傳送到計算機上以供技術(shù)觀(guān)察人員判斷并作出下一步設備運行決策[3]。

2變電站無(wú)線(xiàn)測溫技術(shù)的應用

WSN在變電站中的無(wú)線(xiàn)測溫技術(shù)應用主要有如下步驟。首先要在站內部署構建測溫裝置網(wǎng)絡(luò )體系，實(shí)現體系基于數據采集及網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)覆蓋的基本功能，以便于清晰測溫對象信息。然后將信息傳送到中控室從而進(jìn)行處理分析和管理[4]。一般來(lái)說(shuō)，WSN所采用的都是ISM頻段，它不需要申請頻點(diǎn)，而是通過(guò)系統中的256個(gè)或更多溫度傳感器、單體數據接收器和一臺計算機來(lái)實(shí)現溫度節點(diǎn)控制，將溫度傳感器與數據接收器通過(guò)無(wú)線(xiàn)鏈路相連接，促成無(wú)線(xiàn)監測體系。WSN在變電站的無(wú)線(xiàn)測溫工作主要以上層協(xié)議為核心支持，它確保通信網(wǎng)絡(luò )中每個(gè)時(shí)段都只有一個(gè)站點(diǎn)處于數據發(fā)送傳輸狀態(tài)，這樣就能避免相互之間的數據信號干擾。這種站點(diǎn)輪換工作制度主要以逐點(diǎn)掃描來(lái)進(jìn)行數據采集、單元發(fā)送以及接收，基本實(shí)現了對溫度數據的監測處理，能夠實(shí)時(shí)把握變電站設備溫度變化，做到有備無(wú)患[5]。

無(wú)線(xiàn)測溫技術(shù)在變電站中進(jìn)行應用，會(huì )用到無(wú)線(xiàn)溫度傳感器、測溫通信終端和溫度監測工作站等設備，充分利用了數字化技術(shù)來(lái)構建無(wú)線(xiàn)測溫監測平臺，將溫度數據通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式傳遞給測溫通訊終端。其中無(wú)線(xiàn)溫度傳感器主要是指在各測溫點(diǎn)放置發(fā)送裝置和無(wú)線(xiàn)溫度測量裝置，在變電站中應用無(wú)線(xiàn)測溫技術(shù)，比如選擇阿米特AT-II-C5型無(wú)線(xiàn)溫度傳感器，給每個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器設置ID編號，將編號存入到計算機數據庫中，測量溫度需要控制在-40℃-125℃。數字化測溫通信終端在實(shí)際的使用過(guò)程中主要負責接收無(wú)線(xiàn)溫度傳感器發(fā)出的溫度數據，需要將軟件管理上的數據上傳到管理計算機中。為了提高終端的響應速度，需要運用一個(gè)終端來(lái)管理100個(gè)探頭。溫度檢測工作站，主要是指一臺PC計算機，計算機需要經(jīng)RS485通信接口轉換器來(lái)與測溫通訊終端建立連接。需要對各監測點(diǎn)運行溫度數據進(jìn)行監測，對監測點(diǎn)的溫度變化曲線(xiàn)進(jìn)行分析，一旦發(fā)現溫度過(guò)熱和迅速升高，需要立即報警。

3安科瑞無(wú)線(xiàn)測溫系統

3.1系統結構

Acrel-2000T無(wú)線(xiàn)測溫監控系統通過(guò)RS 485總線(xiàn)或以太網(wǎng)與間隔層的設備直接進(jìn)行通訊，系統設計遵循國際標準Modbus-RTU、Modbus-TCP等傳輸規約，安全性、可靠性和開(kāi)放性都得到了很大地提高。該系統具有遙信、遙測、遙控、遙調、遙設、事件報警、曲線(xiàn)、棒圖、報表和用戶(hù)管理功能，可以監控無(wú)線(xiàn)測溫系統的設備運行狀況，實(shí)現快速報警響應，預防嚴重故障發(fā)生。

溫度在線(xiàn)監測系統結構圖

3.2系統功能

測溫系統主機Acrel-2000T安裝于值班監控室，可以遠程監視系統內所有開(kāi)關(guān)設備運行溫度狀態(tài)。系統具有以下主要功能：

溫度顯示：顯示配電系統內每個(gè)測溫點(diǎn)的實(shí)時(shí)值，也可實(shí)現電腦WEB/手機APP遠程查看數據。

.       溫度曲線(xiàn)：查看每個(gè)測溫點(diǎn)的溫度趨勢曲線(xiàn)。

.       運行報表：查詢(xún)及打印各測溫點(diǎn)對應時(shí)間的溫度數據。

.       實(shí)時(shí)告警：系統能夠對各測溫點(diǎn)異常溫度發(fā)出告警。系統具有實(shí)時(shí)語(yǔ)音報警功能，能夠對所有事件發(fā)出語(yǔ)音告警，告警方式有彈窗、語(yǔ)音告警等，還可以短信/APP推送告警消息，及時(shí)提醒值班人員。

.       歷史事件查詢(xún)：能夠溫度越限等事件記錄進(jìn)行存儲和管理，方便用戶(hù)對系統事件和報警進(jìn)行歷史追溯，查詢(xún)統計、事故分析等。

3.3系統硬件配置

溫度在線(xiàn)監測系統主要由設備層的溫度傳感器和溫度采集/顯示單元，通訊層的邊緣計算網(wǎng)關(guān)以及站控層的測溫系統主機組成，實(shí)現變配電系統關(guān)鍵電氣部位的溫度在線(xiàn)監測。

4結束語(yǔ)

總之，無(wú)線(xiàn)測溫技術(shù)具有多適應性，且它的功耗更低、網(wǎng)絡(luò )容量更大，數據傳輸安全且兼容性，非常適合于目前許多中小型變電站使用。而無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的興起也證明無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)在未來(lái)必將成為工業(yè)領(lǐng)域的核心技術(shù)。將數字化技術(shù)作為輔助手段，運用計算機對系統在實(shí)際運行過(guò)程中溫度的變化情況進(jìn)行監控，了解影響溫度變化的原因，對促進(jìn)各項生產(chǎn)工作的有效開(kāi)展具有重要作用，充分的展現出了無(wú)線(xiàn)測溫技術(shù)的可靠性和經(jīng)濟性，驗證了無(wú)線(xiàn)測溫技術(shù)良好的應用前景，需要加大對該技術(shù)的推廣。

參考文獻：

[1]焦付紅.變電站無(wú)線(xiàn)測溫技術(shù)的應用探討

[2]喬礦生.無(wú)線(xiàn)測溫技術(shù)在變電站中的應用[J].河北煤炭，2013（01）：56-58.

[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2020.06版．

[4] 安科瑞用戶(hù)變電站變配電監控解決方案2021.10