无线测温系统实时在线监测

来源:华文易迅 时间:2023-07-13 09:00:01

随着经济的迅速发展，电力领域也在不断地提高，人们对电力系统的安全性、可靠性提出了更高的要求，因此，电力系统高压传输设备的安全运行工作变得十分重要。尤其随着无人变电所的建设投入使用，人工巡检的方法已逐步削弱。针对这一现状，人们研制出一套能够实现对电力高压设备实时在线检测的无线温度监控系统，为电力系统的安全稳定运行提供了较好的保证。

无线电温度测量系统的研究背景和优点。

电厂及变电所高压开关柜，室外刀闸开关等重要设备，经长期运行，经常开关触点和母线接合都会因为老化，接触太大电阻而发热，对这些发热点的温度没有预先进行预警监测，就容易引起安全事故。据了解，高压柜接合部的温度监测很难，这主要是因为该部位都会有高压裸露，采用通用的测温方法，由于无法解决高压绝缘问题，因此无法使用。无线电测温监测装置，通过无线电波传送信号，其主要安装在高压设备上，与接收设备之间没有电气联系，因此，无线测温系统可以从根本上解决高压设备发热部位温度监测难的问题。

由于成本较低，无线温度监测具有较高的可靠性和安全性，本系统可安装于任意高电压开关和总线连接。该系统配有标准通信接口，可以在线运行。上位机可记录高压开关柜工作温度信息数据，作为高压设备维修的基础，实现了系统故障的预测性维护。因此，绝缘和电磁干扰是电力系统特别是高压输电监测系统中最受关注的问题之一，特别是对高压输电设备进行高压电源的温度监测，其中无线温度传感器成为最好的解决方案。

在电力系统，特别是高压输电中的带电设备关键节点进行温度监测，除目前电力系统还在使用中的情况外，还将测量的触点贴上专用蜡片，并定期检查蜡片的变色程度或熔化程度，此外，还导出了比较原始的触点温度测量方法，目前已有四种监测技术应用于电力系统中，其中包括光纤测温法，热电阻测温法、无线测温法、红外线测温法。热敏电阻器必须与电缆相连，因此不能用在外露的带电设备上；光纤测温产品种类很多，但因其价格昂贵、安装困难、机柜内外使用限制等限制，不能广泛应用于用户。尽管现在应用很广，但是由于技术的发展，由于其自身的局限性，它会逐渐被高科技产品所替代，经研究发现，无线测温方法具有在线、实时、不影响设备固有绝缘等优点。它先进的技术和广泛的应用范围正逐渐取代原来的产品，成为当今电力系统温度测量系统的主流产品。

2.无线测温在线监测系统的工作原理和方案。

2.1无线温度在线监测系统的工作原理。

经研究发现，无线测温系统采用无线测温、无线通讯终端、通讯管理器组成：无线测温终端主要应用感应能量泵的原理，从一次设备中抽取电能，向元件供电，用PT100直接对系统设备重要部位的温度进行测量。一般情况下，经过信号调理、模数转换后的温度信号，通过无线方式与无线通信终端设备进行数据信息通讯，从而实现了温度实时监控。它主要应用于测量开关、总线接触器、开关等电力、高压系统中的带电位置温度。无线网测温终端接收到无线电通信终端的指令，通过无线电发送A/D采样值、温度值、设备运行状态等信息通讯模块到无线电通信终端。无线电通讯终端是用于无线测温终端与通讯管理设备之间进行信息交换的系统。该系统通过通讯总线将收到的通讯管理机的指令以无线形式发送到无线测温终端。当无线测温终端收到无线数据后，通过通讯总线将其转发给通信管理机，实现了数据传输的媒体转换，同时保证了数据传输的可靠性和完整性[2]。

2.2无线温度在线监测系统的工作方案。

工作方案图

该系统主要采用四层结构的网络结构，从底层朝上包括：传感器芯片、信息收集芯片、管理中心、总线网关、主站。

(1)传感器和数据收集器：最低处是分布式温度传感器，它使传感器直接连接到被测点与地面接触，如开关柜总线安装在开关柜总线上；数据采集器天线放在传感器芯片2米之内。采集器将检测信号发送给传感器，待温度监测结果返回给数据采集器，完成温度信息采集。

(2)总线网关：网关通常是以一个监控室为单位，所以用一条网关连接8个数据采集器的方法。通过485协议数据采集器与网关连接，完成了多个数据采集器到网关的温度采集信息的集合。

(3)监测中心：监测中心在同一地区，不同监控室采集数据；软件根据计算机上的温度监控客户端软件，对总线网关数据进行汇总分析，并将数据上传到上级主站。

(4)区主站：对各监测中心的温度数据进行采集与分析。终点站的温度监控系统服务器端软件安装，监控中心上载的数据建立数据库系统和分析平台，针对该系统平台的远程管理需要通过网络进行。

2.3无线温度测量技术特性。

无线电温度监测预警系统的最大特点就是能够对电力和配电设备的连接部位、母排、开关柜等重要部位进行“零距离”监控。其工作原理决定了它不会受到电磁干扰，也不会对电力设备稳定运行产生不良影响，具有在高电压、强腐蚀、辐射、电磁干扰等环境下工作的优点，具有其它测温技术无法比拟的多点测温测量技术。

1)无线测温传感器工作在高压大电流环境中，电磁干扰强度较高，因此无线测温传感器应具有较强的抗干扰能力。

受高压环境影响，测温设备选用绝缘性高、耐高温、阻燃、抗老化材料。

3)无线温度传感器可直接贴在温度敏感部位，如接头等，可实时监测温度变化，实现故障的早期预报及报警，当出现故障时，能及时报警，并及时准确地确定故障点位置，按照相应的预案采取安全处理措施[3]。

应用场景

它适用于高压输电、变电、配电等众多行业，如高压开关柜、变压器、高压线等电气接点的温度监测，如电力、钢铁、采矿、石化等行业。

常见的监控位置有：导线、主变三侧套管、各类线夹、刀闸、开关、穿墙套管、电缆接头、电容器表面、接触器触点，母线接合点，高压开关柜和接点，开关柜内各连接点，各种高低压设备的接触点、接触点、其它部位等。

该系统实时性强、性价比高、安全可靠，因此采用无线传输方式测量高压环境温度已成为必然趋势。及时掌握电网设备状态、线路、线夹温度状况的预警和报警信息，实现在线远程监控，降低了运行成本；能有效减少设备的不正常故障率，防止由于温度过高，温升不正常等而造成的不正常损坏，能有效提高电网设备的可靠性[4]。

结束语

总之，通过无线监控系统实时在线监测，长时间地分析温度数据，可以分析设备的不良状况，使电力设备由以往定期计划检修变成状态检修，提高了电力供电的安全性、可靠性，通过减少设备故障停电的时间，进一步缩小停电范围，降低电力维修费用，对提高电力系统的经济效益，提高社会效益，具有十分重要的意义。