安科瑞 劉邁

　　摘要：在近年來科技不斷發(fā)展進步的背景下，電力行業(yè)相關技術中出現(xiàn)了許多新技術。為保證電力的穩(wěn)定供輸，防止變電站設備高溫造成的過載損壞，需要對設備的運行溫度進行實時監(jiān)測，無線測溫技術的應用可以有效解決這個問題。與幾種傳統(tǒng)的測溫技術相比，無線測溫技術具有諸多技術優(yōu)勢。電力企業(yè)相關人員要注意充分利用，搭建相應的技術監(jiān)控平臺，及時報警解決問題，預防各種問題。安全風險的發(fā)生保障了電力行業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。

　　1無線測溫技術研究

　?。ㄒ唬o線監(jiān)測系統(tǒng)

　　無線監(jiān)測系統(tǒng)由測溫數(shù)據(jù)采集、通信終端、通信管理三方面構(gòu)成整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。測溫數(shù)據(jù)采集：基于感應式原理的基礎上獲取電能并對傳感器加以利用、進而測量重要部位溫度，在測量的重要部分溫度信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)通訊時，即可實現(xiàn)設備實施溫度檢測，此時的監(jiān)測點關鍵部位為開關和母線接點等位置。通信終端：能夠像測溫終端發(fā)出相應的操作指令，進而向無線通信的主要管理部位傳遞溫度值信息等。通信管理：能夠?qū)崿F(xiàn)上述兩個部分之間的信息交換，基于信息收集的基礎上經(jīng)無線向測溫現(xiàn)場的顯示終端發(fā)送信息，而測溫現(xiàn)場顯示終端在接收到相應數(shù)據(jù)信息后在向通信管理轉(zhuǎn)發(fā)，由此使得數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換得到有效實現(xiàn)，而對于數(shù)據(jù)的完整性以及可靠性也給予了重要保障。

　?。ǘo線檢測系統(tǒng)功能

　　將非接觸式、無源高精度紅外傳感器安裝在相應設備的內(nèi)部如電廠設備內(nèi)部的變壓器、開關柜、封閉母線等，能夠促使非接觸式系統(tǒng)溫度采集得以有效實現(xiàn);在溫度測量過程中所使用的智能無線監(jiān)測系統(tǒng)的電纜及其附件是基于光纖傳感器作用進而實現(xiàn)對溫度測量工作的;在溫度測量中為了實現(xiàn)能夠?qū)崟r監(jiān)測溫度，則需要對無線監(jiān)測系統(tǒng)中的硬件和軟件設備加以合理應用;通過實時監(jiān)測無線監(jiān)測系統(tǒng)后臺以及分析無線監(jiān)測系統(tǒng)后臺運行動態(tài)趨勢等信息，能及時發(fā)現(xiàn)設備隱患并及時給予針對性防護，使得在故障發(fā)生前就能夠從源頭上控制和解決故障問題，將設備故障扼殺在搖籃之中。

　?。ㄈo線檢測系統(tǒng)特點

　　首先，在無線監(jiān)測系統(tǒng)開展溫度測量的過程中往往都會對本安型傳感器進行使用，其優(yōu)勢就是既安全又可靠同時也不會影響到其他電氣設備，并且電力電壓等級也不會對其造成影響，在對其進行使用過程中不會受到電壓等級的限制而導致自身功能作用的全面發(fā)揮受到影響;其次，無線監(jiān)測系統(tǒng)計算溫度時會使用較為科學的計算方式，進而根據(jù)計算結(jié)果判斷和分析系統(tǒng)溫度和溫升，在此基礎上準確預警系統(tǒng)故障;此外，在溫度影響到電廠發(fā)電設備時，使用無線測溫系統(tǒng)能夠有效分析以及預測影響因素。設備運行過程中流經(jīng)電流在接電耗損會對相應的熱能進行釋放因而導致設備溫度出現(xiàn)過高現(xiàn)象，流經(jīng)電流損耗與熱量釋放兩者是成正比的，損耗大熱量就大相應的設備溫度就會逐漸升高，所以故障發(fā)生率也會提升;實時監(jiān)測電廠放電設備溫度能夠確保及時發(fā)現(xiàn)故障問題并及時給予有效應對措施，促使事故類型能夠進行提前預測，幫助相應運維人員的防護工作得以切實有效開展。當故障問題出現(xiàn)在大型電廠設備中時，適用無線監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)收线M行及時預警，并高度準確的定位發(fā)生故障的具體位置，能夠幫助維修人員對故障檢修能夠及時有效的進行，進而避免故障問題不斷蔓延情況的發(fā)生。

　　2.無線測溫技術在不同領域的應用

　　無線溫度監(jiān)測技術在變電站進行應用時，需要用到無線溫度傳感器、測溫通信終端和溫度在線監(jiān)測工作站等設備，利用數(shù)字化技術構(gòu)建溫度監(jiān)測平臺，將監(jiān)測到的溫度數(shù)據(jù)無線傳輸給通信終端，通信終端通過互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)測工作站。其中無線溫度傳感器主要是指放置在各測溫點的無線信號發(fā)送、接收裝置和無線溫度測量裝置，在變電站中應用的無線測溫技術，每個無線傳感器設置有ID編號，將編號存入到計算機數(shù)據(jù)庫中，測量溫度范圍設置為-40℃—125℃。測溫通信終端在實際使用過程中主要負責接收無線溫度傳感器傳輸?shù)臏囟葦?shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)上傳到遠程管理計算機工作站中。為了提高終端的響應速度，通常一個終端最多管理100個測溫探頭。溫度在線監(jiān)測工作站，主要是指一臺裝有管理終端的計算機，計算機通過RS485串口或者互聯(lián)網(wǎng)與測溫通信終端建立連接，實時對各監(jiān)測點運行溫度數(shù)據(jù)進行監(jiān)控比對，對監(jiān)測點的溫度變化曲線進行分析，一旦發(fā)現(xiàn)溫度過熱和急劇升高，立即報警。無線測溫的種種優(yōu)點使得倉儲,電力設施,發(fā)動機等都開始使用無線測溫裝置來測量溫度.通過監(jiān)測開關柜內(nèi)觸電溫度的運行情況,可有效防止開關柜的火災發(fā)生,但由于開關柜內(nèi)高壓狹小的結(jié)構(gòu),無法進行人工巡查測溫,因此實現(xiàn)溫度在線監(jiān)測是保證高壓開關柜安全運行的重要手段. 采用無線數(shù)字溫度傳感器,溫度傳感器可快捷方便地安裝在高壓帶電體被測接點上,準確地跟蹤發(fā)熱接點的溫度變化;無線溫度傳感器是利用射頻技術傳遞溫度信息,實現(xiàn)了采集器和被采集點等電位,安全可靠。

　　3無線測溫的發(fā)展前景

　　由于高壓電力設備的高電壓、密閉性、不間斷運行等特點，其溫度測量方式與普通的溫度測量方式不同。以前對于高壓電氣設備的測溫主要采取以下三種方式。

　?。?）紅外測溫儀測溫：由工作人員手持紅外測溫儀每天數(shù)次去采集數(shù)據(jù)，每次上百個點的溫度，工作量大，精度低，甚至有些高壓開關柜是封閉的，根本無法測到。

　　（2）蠟片測溫：將蠟片貼在節(jié)點上，當溫度過高時蠟片變色，需要人眼觀察，也存在工作量大、精度低的問題。

　?。?）光纖通信測溫：由測溫點單片機將溫度數(shù)字化后通過光纖傳輸至集中器， 集中器連接到計算機系統(tǒng)， 定時進行數(shù)據(jù)存儲和超溫報警。其缺點在于光纖在運行幾個月 后會沉積灰塵等雜質(zhì)， 降低絕緣強度， 反而給電力設備安全運行帶來威脅甚至威脅到人身安全。鑒于以往的測溫方式的種種弊端，無線測溫技術應運而生。無線測溫系統(tǒng)具有配置靈活、運行穩(wěn)定、抗干 擾能力強、功耗低等特點。該系統(tǒng)主要采用短程無線組 網(wǎng)方式，多個測溫終端分布在無線匯聚終端的周圍，在有效的通信范圍內(nèi)可以隨意添加、刪除、移動測溫終端。運行人員可在主控室對多種惡劣環(huán)境條件下的電氣 設備溫度變化情況進行遠程在線監(jiān)測預警，從而及時掌握電氣設備運行狀況。另外，無線測溫系統(tǒng)后臺可以電子地圖的形式顯示整個溫度場的分布，可清晰發(fā)現(xiàn)溫度異常點，判定故障隱患，進而提前采取措施， 避免事故的發(fā)生。

　　目前，針對計量設備溫度監(jiān)測大都采用傳統(tǒng)的接觸式測量法，這種方式存在以下問題： 3.1需要定期更換傳感器，易老化和脫落，溫度指示范圍窄，精確度低，人工操作，無法實現(xiàn)自動化管理； 3.2需人工定期巡視，工作強度大，需近距離測溫，安全系數(shù)低； 3.3非在線式溫度監(jiān)測，不能反映溫度的變化過程和及時發(fā)現(xiàn)設備異常。 因此，傳統(tǒng)的接觸式溫度監(jiān)測方法已經(jīng)無法滿足如今生產(chǎn)高效以及運行安全、可靠的要求，迫切地需要尋找非接觸式計量檢測技術手段，對計量設備運行溫度進行在線監(jiān)測，同時，進一步*了計量設備狀態(tài)在線監(jiān)測的監(jiān)測范圍，對溫度計量具有重大意義。

　　4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)通過RS 485總線或以太網(wǎng)與間隔層的設備直接進行通訊，系統(tǒng)設計遵循國際標準Modbus-RTU、Modbus-TCP等傳輸規(guī)約，安全性、可靠性和開放性都得到了極大地提高。該系統(tǒng)具有遙信、遙測、遙控、遙調(diào)、遙設、事件報警、曲線、棒圖、報表和用戶管理功能，可以監(jiān)控無線測溫系統(tǒng)的設備運行狀況，實現(xiàn)快速報警響應，預防嚴重故障發(fā)生。

溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　4.2系統(tǒng)功能

　　測溫系統(tǒng)主機Acrel-2000T安裝于值班監(jiān)控室，可以遠程監(jiān)視系統(tǒng)內(nèi)所有開關設備運行溫度狀態(tài)。系統(tǒng)具有以下主要功能：

　　溫度顯示：顯示配電系統(tǒng)內(nèi)每個測溫點的實時值，也可實現(xiàn)電腦WEB/手機APP遠程查看數(shù)據(jù)。

　　溫度曲線：查看每個測溫點的溫度趨勢曲線。

　　運行報表：查詢及打印各測溫點指定時間的溫度數(shù)據(jù)。

　　實時告警：系統(tǒng)能夠?qū)Ω鳒y溫點異常溫度發(fā)出告警。系統(tǒng)具有實時語音報警功能，能夠?qū)λ惺录l(fā)出語音告警，告警方式有彈窗、語音告警等，還可以短信/APP推送告警消息，及時提醒值班人員。

　　歷史事件查詢：能夠溫度越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析等。

　　4.3系統(tǒng)硬件配置

　　溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)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)關以及站控層的測溫系統(tǒng)主機組成，實現(xiàn)變配電系統(tǒng)關鍵電氣部位的溫度在線監(jiān)測。

　　5結(jié)束語

　　總之，無線測溫技術具有多適應性，且它的功耗更低、網(wǎng)絡容量更大，數(shù)據(jù)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。而無線傳感器網(wǎng)絡的興起也證明無線通信技術在未來必將成為工業(yè)領域的核心技術。將數(shù)字化技術作為輔助手段，運用計算機對系統(tǒng)在實際運行過程中溫度的變化情況進行監(jiān)控，了解影響溫度變化的原因，對促進各項生產(chǎn)工作的有效開展具有重要作用，充分的展現(xiàn)出了無線測溫技術的可靠性和經(jīng)濟性，驗證了無線測溫技術良好的應用前景， 需要加大對該技術的推廣。

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