無源供電無線測溫係統的研究應用

簡婷

韦德1946网址 上海嘉定  201801

  摘要：無源供電無線測溫在線監測係統是一種基於(yu) 聲表麵波技術的測溫技術，在變電站監測方麵得到了很好的技術實踐應用。本文對無源供電無線測溫在線監測係統研究應用進行分析研究。

  關(guan) 鍵詞：設備檢測；無線測溫

  在電力係統設備在長期的運行中，往往容易產(chan) 生老化或過熱現象，這些現象如果沒有及時發現和解決(jue) ，可能會(hui) 造成嚴(yan) 重的事故。而對於(yu) 變電站設備的維護和監控，往往由於(yu) 地理位置偏遠，管理人員不能麵麵俱到，巡檢和維護的難度較大。因此，通過自動化來實現遠程監控和預警係統就變得很需要，也成了管理人員的重要手段。無源供電無線測溫在線監測係統提出了一種基於(yu) 聲表麵波的新的測溫技術。

1、無源供電無線測溫在線監測係統的應用意義(yi)

（1）實現設備運行溫度實時監測

  無源供電無線測溫在線監測係統為(wei) 消除電網因開關(guan) 櫃因過熱帶來的安全運行隱患提供了技術手段，解除由此造成經濟危害和社會(hui) 損失的可能。

（2）輔助實現設備的狀態檢修

  傳(chuan) 統的檢修模式，對於(yu) 設備故障的維護，往往是通過定期的巡檢來發現和解決(jue) ，特別是對於(yu) 偏遠地區的維護時間和周期較長，往往不能及時解決(jue) 。通過建立在線監測係統，可以對設備的狀態進行實施監控和預警，更新了變電站的設備的維護模式，將更加保障設備安全穩定運行。

（3）為(wei) 科學調度提供參考依據

  建立溫度與(yu) 負荷的關(guan) 聯分析模型，根據負荷情況預測溫度變化趨勢，為(wei) 負荷控製提供決(jue) 策依據。電力設備的狀況可能會(hui) 對整個(ge) 電網的情況造成較大影響，並且能反映出電網的運行情況和負荷等。因此，對電力設備狀況的研究和監控，將有助於(yu) 電力係統的整體(ti) 運行和輔助決(jue) 策。

2、善於(yu) 無源供電無線測溫在線監測係統

（1）係統組成

  在線監測係統主要由溫度傳(chuan) 感器、溫度采集器、測溫主控終端和監控應用係統組成。溫度采集器的作用是進行變電站設備刀閘、開關(guan) 等接觸點的溫度采集，溫度采集器根據需要布置在多個(ge) 點位上。溫度傳(chuan) 感器將多個(ge) 開關(guan) 櫃的多個(ge) 點采集到的溫度數據進行匯總，並將數據通過無線網絡傳(chuan) 輸到測溫主控終端，在測溫主控終端上再通過監控應用係統進行數據的存儲(chu) 、統計、分析和預警等應用。

（2）溫度傳(chuan) 感器

  溫度傳(chuan) 感器是通過聲表麵波原理，在設備表麵接受到信號後，利用材料的物理特性將信號轉換成電信號。通過安裝在設備表麵的溫度采集器進行溫度數據的采集和溫度傳(chuan) 感器的反射波的接收，可以獲得連續的、穩定的實時溫度數據，為(wei) 下一步的數據分析提供原始數據。

（3）溫度采集器

  溫度采集器和溫度傳(chuan) 感器是對應的，溫度采集器負責發射射頻信號，溫度傳(chuan) 感器通過無線通信負責處理該信號，並上傳(chuan) 到主控終端。

  溫度采集器的發射頻率為(wei) 428~439MHz，發射信號為(wei) 單頻信號，不同的頻率代表不同的信號。信號接收後，通過信號的放大、濾波等處理後，轉換成可以識別的電信號，從(cong) 而獲得溫度參數。

（4）測溫主控終端

  測溫主控終端是無源供電無線測溫在線監測係統的核心設備，主控終端是對采集到的數據的後期處理，包括數據存儲(chu) 、數據分析和數據統計、溫度告警、數據轉發、參數設置及協議轉換。下行通過CAN總線或無線方式與(yu) 溫度采集器連接，獲得所連接傳(chuan) 感器的溫度信息。根據設定的參數，分析溫度信息以確定是否產(chan) 生告警信息；上行與(yu) 主站係統的通訊采用 RS485接口，並按照一定的規約，以實現數據的傳(chuan) 輸。

（5）監控應用係統

  監測係統的應用包括係統的設備參數設定、溫度信息的獲取和數據的分析應用和係統預警等。這些功能往往可以作為(wei) 嵌入電力係統自動化係統中，作為(wei) 一個(ge) 模塊作為(wei) 應用，也可以作為(wei) 一套獨立的係統，用於(yu) 溫度的監測和預警。這些功能都將對多台電力設備的狀況監測一體(ti) 化，有助於(yu) 設備管理人員了解分析狀況，保證設備的正常運作。

（6）係統功能設計

        1.溫度顯示。對於(yu) 設備各點的溫度實時顯示，溫度的發展趨勢和曲線，查看分析曆史記錄，該顯示可以通過電力係統 SCADA係統中實現，也可以通過主控終端外接的顯示屏幕顯示。

        2.報警功能。報警功能是通過測溫主控終端的設定，按照現場管理需求，對溫度界限、絕對值等進行管理，在溫度超過設定值，進行預警，預警的方式包括主控終端蜂鳴預警、指示燈閃爍預警和短信息預警等。

        3.設備參數設定。設備參數的設定包括對傳(chuan) 感器溫度校準、預警溫度設定、發射和接受信號的頻率設定以及係統時間等功能。

        4.綜合分析。綜合分析功能是對設備的溫度進行故障分析、曆史趨勢分析以及數據進行統計應用等應用功能，專(zhuan) 家係統將為(wei) 管理者提供設備故障分析結果，供參考和輔助決(jue) 策。

        5.遠程維護。係統的遠程維護功能是對係統的故障數據分析統計結果的基礎上，實現的遠程運行維護，可以對設備的初始化、重啟以及係統升級等。

（7）通信方式

  溫度采集器：通過無線方式采集開關(guan) 櫃內(nei) 一組傳(chuan) 感器的溫度數據，其安裝位置沒有特別的要求，以方便取電、走線為(wei) 原則，如開關(guan) 櫃的儀(yi) 表室。

  測溫主控終端：安裝在變電站主控室或其他方便與(yu) 采集器進行通信的場所，提供所有站內(nei) 溫度采集裝置與(yu) 本地主站係統或遠程監控係統的統一的通信接口及協議轉換。

  站內(nei) 各溫度采集器、測溫主控終端均配置無線通信模塊，它們(men) 通過無線通信信道進行數據交換，變電站內(nei) 無需布線。

3、應用場景

  電氣接點在線測溫裝置適用於(yu) 高低壓開關(guan) 櫃內(nei) 電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開關(guan) 、高壓電纜中間頭、幹式變壓器、低壓大電流等設備的溫度監測，防止在運行過程中因氧化、鬆動、灰塵等因素造成接點接觸電阻過大而發熱成為(wei) 安全隱患，提高設備安全保障，及時、持續、準確反映設備運行狀態，降低設備事故率。

4、係統硬件配置

  溫度在線監測係統主要由設備層的溫度傳(chuan) 感器和溫度采集/顯示單元，通訊層的邊緣計算網關(guan) 以及站控層的測溫係統主機組成，實現變配電係統關(guan) 鍵電氣部位的溫度在線監測。

5、結語

  無線溫度傳(chuan) 感裝置及配套管理係統，溫度測量傳(chuan) 感器無需供電，從(cong) 而減少了日常檢測維護成本。該配套管理係統提供溫度異常告警、實時設備溫度采集、日常溫度監測、設備狀態評估等功能，避免重大因溫度導致的故障的發生。係統的研究和實施產(chan) 生了良好的經濟效益和社會(hui) 效益，具有一定的推廣前景。

【參考文獻】

[1]亓振新,劉曉豔,許強,張斌,呂勝軍(jun) ,朱曉陽,崔東(dong) 海,徐繼凱,無源供電無線測溫在線監測係統研究應用。

[2]安科瑞企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用手冊(ce) .2022.05版。

作者介紹：

簡婷，女，現任職於(yu) 韦德1946网址，主要從(cong) 事無線測溫係統的研發與(yu) 應用。