摘要：在時(shí)代不斷進(jìn)步的過(guò)程中電力事業(yè)占據著(zhù)重要地位，同時(shí)也對電力行業(yè)提出更加嚴格的要求。在長(cháng)期工作中，由于設備基礎變化、溫濕度變化、嚴重超負荷運行、觸點(diǎn)氧化等原因造成的電力設備壓接不緊，觸頭接觸部分發(fā)生改變。電力設備無(wú)線(xiàn)測溫系統能為變電站設備的安全穩定運行提供有力保證，是變電站實(shí)現自動(dòng)化的又一可靠有效的技術(shù)手段?，F對實(shí)際變電站現場(chǎng)設備溫度過(guò)高的原因、電力設備無(wú)線(xiàn)測溫系統使用中發(fā)揮的作用和不足之處進(jìn)行了分析。

0引言

伴隨著(zhù)大機組、大容量和高電壓的迅速發(fā)展，電氣設備的運行條件變得更加苛刻，隨之帶來(lái)設備故障率逐漸增加，排除故障時(shí)間越來(lái)越長(cháng)，造成的經(jīng)濟損失也越來(lái)越大。據統計，近年來(lái)電力系統發(fā)生的事故中有相當一部分與電氣設備的發(fā)熱問(wèn)題有關(guān)，因此，對電氣設備溫度的監測顯得尤為重要。高壓電氣設備溫度監測點(diǎn)都處于高電壓、大電流、強磁場(chǎng)的環(huán)境中，甚至有的監測點(diǎn)還處在密閉的空間中，由于強電磁噪聲和高壓絕緣、空間的限制等問(wèn)題，傳統的溫度測量方法無(wú)法適應。所以，對電力設備運行狀態(tài)在線(xiàn)監測、故障診斷和及時(shí)維修受到人們的高度重視。

1無(wú)線(xiàn)測溫技術(shù)的研究

1.1無(wú)線(xiàn)監測系統的功能

在電氣設備內部安裝一種傳感器，主要是非接觸式并且無(wú)源高精度的紅外傳感器，例如變壓器、開(kāi)關(guān)柜以及封閉母線(xiàn)等等，進(jìn)而實(shí)現對非接觸式的系統溫度采集。智能無(wú)線(xiàn)監測系統的電纜及其附件的溫度測量是通過(guò)光線(xiàn)傳感器的作用進(jìn)行的,通過(guò)無(wú)線(xiàn)監測系統中的硬件與軟件設備能夠實(shí)現對設備溫度的實(shí)時(shí)監測,對無(wú)線(xiàn)監測系統的后臺進(jìn)行實(shí)時(shí)監測并且要對趨勢進(jìn)行分析，能夠對電氣設備的隱患做到及時(shí)的發(fā)現與預防，進(jìn)而能夠實(shí)現在故障出現前對問(wèn)題進(jìn)行解決，及時(shí)扼殺電氣設備故障的萌芽。

1.2無(wú)線(xiàn)監測系統的研究

無(wú)線(xiàn)監測系統的結構包括測溫數據采集、通信終端和通信管理三個(gè)主要部分構成。測溫數據采集是基于感應式原理，對電能的獲取，并通過(guò)傳感器實(shí)現對重要部位溫度的測量，當溫度的信號實(shí)現數據通訊時(shí)，就可以對設備進(jìn)行溫度的實(shí)時(shí)監測，監測點(diǎn)主要在開(kāi)關(guān)與母線(xiàn)接點(diǎn)等關(guān)鍵部位。通信終端對測溫終端發(fā)出命令，將溫度值等信息傳輸到無(wú)線(xiàn)通信的主要管理部位。通信終端是其他兩個(gè)部分的進(jìn)行交換的主要機構，能夠通過(guò)對信息的收集再經(jīng)過(guò)無(wú)線(xiàn)將信息發(fā)送至測溫現場(chǎng)顯示終端,受到數據后再轉發(fā)給通信管理,進(jìn)而實(shí)現數據的轉換，也保證了數據的完整與可靠。

1.3技術(shù)特點(diǎn)

首先，安全性，可以通過(guò)點(diǎn)位絕緣安裝，降低爬電影響，所以不會(huì )影響電氣設備的安全運行，具有較高的安全性；其次，準確性，在無(wú)線(xiàn)傳感器系統當中往往會(huì )應用一些精度較高的數字傳感器，且這些傳感器大多以接觸式測溫為主，將傳感器設置在發(fā)熱點(diǎn)附近能夠將測溫部位的溫度變化情況快速、準確測量出來(lái)，從而為監測系統提供準確的測溫數據；第三，靈活性，通常情況下，無(wú)線(xiàn)測溫元件的體積都比較小，因此，其安裝較為方便，能夠進(jìn)行靈活的組網(wǎng)，既可以使用有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，也可以使用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，而且能夠滿(mǎn)足多點(diǎn)安裝的需求，確保測量工作的完整性；第四，易用性，通常會(huì )采用模塊化的方式進(jìn)行無(wú)線(xiàn)測溫平臺的設計，通過(guò)這種設計方式，能夠有效提升系統操作的便捷性和簡(jiǎn)單性，且便于和網(wǎng)絡(luò )的連接，實(shí)現系統的自動(dòng)化控制，確保了系統的易用性；第五，能耗低，無(wú)線(xiàn)測溫技術(shù)的應用較為重視低功耗理念的應用，所以在應用該項技術(shù)進(jìn)行測溫時(shí)，不僅不會(huì )造成太大的能源消耗問(wèn)題，還會(huì )使測溫元件的使用壽命得到有效的延長(cháng)。

2無(wú)線(xiàn)測溫系統的技術(shù)優(yōu)勢及適用范圍

無(wú)線(xiàn)測溫系統的通信頻段一般設置為2.3-2.5GHz，處于高頻波段，抗干擾能力強。通信技術(shù)選擇ZigBee技術(shù)，適用于短距離通信，使用復雜度較低，具有低功耗、低成本的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)時(shí)處理能力強。溫度傳感器中安裝有天線(xiàn)，可以保證通信效率，體積較小，便于安裝和使用，內部采用鋰電池供電，使用壽命長(cháng)。傳感器使用二進(jìn)制編碼，處理分析方便。溫度傳感器在使用時(shí)應用無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，不需外接數據線(xiàn)，系統安全性能高，漏電風(fēng)險小。由于溫度傳感器在信息傳輸時(shí)不需要使用外部數據線(xiàn)，因此不會(huì )受到溫度、濕度、灰塵、振動(dòng)等的影響，數據傳輸穩定性高，抗干擾能力強。溫度傳感器與計算機連接并通過(guò)計算機中的軟件對檢測數據進(jìn)行處理和分析，具有良好的實(shí)時(shí)性，同時(shí)還可節省人力資源，提高工作效率。與傳統的紅外測溫傳感器相比，本研究提出的無(wú)線(xiàn)測溫系統不需要人工進(jìn)行操作，受周?chē)h(huán)境、設備構造的影響比較小，測量精度比較高。目前研制的無(wú)線(xiàn)測溫系統工作范圍為35kV以下高壓開(kāi)關(guān)、繼電器以及多種接觸點(diǎn)，地下電纜的檢測電壓為110kV，在使用時(shí)要注意工作電壓的限制。

3電力設備無(wú)線(xiàn)測溫系統的應用

在電力設備無(wú)線(xiàn)測溫軟件安裝前，變電站內運行人員主要依靠手持式測溫儀或紅外成像儀進(jìn)行測溫。對全站的設備進(jìn)行測溫檢查不僅工作量較大也比較費時(shí)間，而且不能保證對設備需要測溫的部位全部進(jìn)行測溫，容易產(chǎn)生遺漏現象，同時(shí)較為依賴(lài)運行人員的主動(dòng)性，責任心較強的人員，測溫效果較好，發(fā)現安全隱患的可能性較大。一旦發(fā)生人工巡檢測溫不到位，沒(méi)有及時(shí)發(fā)現設備溫度過(guò)高隱患的情況，有可能造成設備故障，導致停電現象發(fā)生，影響生產(chǎn)運行安全。所以，就需要一種能夠自動(dòng)采集日常巡檢中所需要的設備運行溫度參數，并可以及時(shí)有效提供給運行人員進(jìn)行查看的測溫技術(shù)，當設備溫度其能夠發(fā)出報警，提示溫度越限部位，為運行人員提供可靠的信息依據，以便后續采取處理措施。在了解了電力設備無(wú)線(xiàn)測溫技術(shù)和手段后，結合站內實(shí)際設備可能溫度過(guò)高部位的位置特點(diǎn)和安裝使用要求，采用電力設備無(wú)線(xiàn)測溫系統，可以彌補人工對變電站設備進(jìn)行測溫存在的不足，提高設備測溫的效率和準確度。電力設備無(wú)線(xiàn)測溫系統由無(wú)線(xiàn)測溫傳感器、無(wú)線(xiàn)測溫通信終端及后臺主機三部分組成。無(wú)線(xiàn)測溫傳感器安裝在斷路器、隔離刀閘、電纜接頭、套管、母線(xiàn)等設備的連接部位，通過(guò)無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)將該部位的實(shí)時(shí)測溫數據發(fā)送到無(wú)線(xiàn)測溫通信終端，再由無(wú)線(xiàn)測溫通信終端將采集的多路實(shí)時(shí)測溫數據通過(guò)數據線(xiàn)傳回后臺主機；變電站運行人員可以通過(guò)主機終端安裝的測溫軟件查看全部測溫結果。電力設備無(wú)線(xiàn)測溫系統的安裝應用，可以讓變電站運行人員足不出戶(hù)，隨時(shí)查看變電站電氣設備重要部位的溫度實(shí)時(shí)參數，大大方便了設備巡檢測溫，而且測溫結果準確及時(shí)。該測溫系統還可以根據用戶(hù)要求自動(dòng)繪制測溫點(diǎn)的溫度曲線(xiàn)，同時(shí)可以保存全部測溫參數90天，便于變電站運行人員進(jìn)行歷史查看，方便了運行人員進(jìn)行設備溫度記錄和歷史分析。

4安科瑞無(wú)線(xiàn)測溫系統

4.1系統結構

Acrel-2000T無(wú)線(xiàn)測溫監控系統通過(guò)RS485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。

適合在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、鋼廠(chǎng)、化工、水泥、醫院、機場(chǎng)、電廠(chǎng)、煤礦等廠(chǎng)礦企業(yè)、變配電所等電力設備的溫度監測。

溫度在線(xiàn)監測系統結構圖

4.2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)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。

4.3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。

5結束語(yǔ)

無(wú)線(xiàn)測溫技術(shù)的應用為電力系統的安全供電提供了重要的保障作用，配合信息技術(shù)形成的無(wú)線(xiàn)測溫系統，實(shí)現了電氣設備運行溫度的集中監測與預警，便于電氣設備熱故障的預知維修，大大提高了維修人員的工作效率，保障了電氣設備的安全平穩運行。

參考文獻

[1]任博軒.電力設備無(wú)線(xiàn)測溫系統的應用

[2]柯兆盛,郭樹(shù)旭,劉寶琦,凌子松,李英博.基于nRF401芯片的無(wú)線(xiàn)傳輸遠程測溫系統.傳感器技術(shù),2020(07)

[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