無線溫度在線監測系統解決方案

亓振新 劉曉艷 許強 張斌 呂勝軍 朱曉陽 崔東海 徐繼凱

摘要：無線光電溫度傳感器可準確地跟蹤發熱接點的溫度變化，實現了采集器和被采集點等電位，安全可靠。本文對無線溫度在線監測系統進行了研究，提出了無線溫度在線監測系統解決方案，對于提升無線溫度在線監測系統水平有一定的指導意義。

關鍵詞：無線溫度；在線監測；系統解決

一、關于無線溫度技術要求

由于被測設備均屬于實時運行的高壓電氣沒備，因此在設計時需充分考慮該統對設備安全穩定運行的影響，其具體要求如下：

（一）采用無線測溫原理，如果現場測溫設備至通信管理單元之間采用有線傳輸方式，通信線纜將對電網的安全運行造成隱患，因此采用的數據傳輸方式為無線式。

（二）現場測溫設備不改變被監測設備原有結構，安全可靠。

（三）整個溫度傳感系統的測量精度高，且系統測量精度和溫度分辨率不隨溫度測點個數的增加而降低。

（四）溫度刷新速度快，能夠對所有測點的溫度進行7x24小時不問斷監測，可根據需要定時保存溫度，并且通過監測軟件可以精確確定發生過溫報警的傳感器位置。

（五）具有完善的自我診斷功能。系統中任何一個傳感器的損壞都可以在監控軟件中精確定位。系統每進行一次溫度測量的同時進行系統的自我檢測與診斷，能夠及時發現傳感器失效和損壞，以便于及時的維修與維護。

（六）具有強大的軟件功能。監測軟件通過網絡通信，在人機界面上實時顯示每個溫度測點的位置、溫度值、溫度變化情況等。當測量溫度大于預沒報警溫度時、三相溫度失衡時、溫升過快時，監控軟件能觸發軟件界面的聲光報警，提醒值班人員盡快處理。同時操作人員還可以對每個溫度測點的歷史溫度數據、報警紀錄進行多條件查詢，生成安全運行報表等。

二、關于無線溫度技術應注意的問題

現場測溫設備需要直接與被測的電纜頭、觸頭等設備直接接觸，才能測得溫度數據，因此實施變電站無線測溫系統時，對現場測溫設備應特別重視如下情況：

（一）該設備不能影響電力系統的正常運行，不能影響電力設備的檢修維護，因此該設備盡量避免安裝天線等突出物，并盡量減小設備體積。

（二）由于該設備的安裝調試、檢修維護都必須在設備停電的情況下進行，為了減少因維護測溫沒備而造成電力設備停電，必須要求測溫設備有很高的可靠性、穩定件，以避免電力設備停電。

（三）電池使用壽命要長。該設備不能靠電力線路提供電源，只能靠電池提供電源，由于該設備需要24小時全天候運行，電能消耗很大，普通電池會在很短的時間的將力用盡而使系統癱瘓。為此，必須最大限度地延長電池使用壽命，我公司的測溫模塊即采用了軍品電池，使用壽命大于6年。

（四）電能消耗的智能控制。數據發送是電池能量損耗的主要因素，減少數據發送次數能減少電能損耗，但又不能影響數據傳輸質量和精度，因此需采用定時發送與動態發送相結合的技術：傳感器平時處于休眠狀態，每半分鐘分析一下當前溫度是否有變化，超過限值（±1℃）則立即發送。若沒超過限值則繼續休眠，每四分鐘定時發送一次數據。這樣既節省了電能，延長了電池的使用壽命，又滿足了監控溫度的實時性與準確性。

（五）充分利用電池的電能。任何電池，即使不使用也有一定的泄露電流。此外，電池電壓降低到一定程度后就無法發送數據了。因此需要采用收集電路，一方面收集電池的微弱泄露電流，儲存起來用于發射數據，另一方面具有升壓作用，在電池電壓很低的情況下也能發送數據。這樣可充分利用電池的電能，直到能量全部耗盡。

三、關于無線溫度在線監測系統

本系統前端采用無線光電溫度傳感器，溫度傳感器可快捷方便地安裝在高壓帶電體被測接點上，準確地跟蹤發熱接點的溫度變化；無線光電溫度傳感器是利用射頻技術傳遞溫度信息，實現了采集器和被采集點等電位.安全可靠。本產品的機柜終端可準確地報告運行中所有被測高壓設備易發熱部件溫升，為設備安全運行提供可靠的數據依據；安裝在市、區監控中心的溫度監測運行軟件功能強大，系統數據庫通過人機界面將地理分布圖、接點溫度運行參數、預告警信息、歷史參數等通過圖形、表格、曲線、棒圖等形式直觀顯示，為決策層提供最直接可靠的數據依據，消除隱患、最大限度的減少事故。溫度監測儀配備標準通訊接口，可聯網運行，通過上位計算機，可記錄開關柜運行溫度的數據，為開關柜的維修提供依據，實現了開關柜故障的預知維修。本系統不但節省了大量的人力、物力，與示溫蠟片、紅外測溫相比，還體現了本產品系統具有測溫精度高、響應速度快、體積小、易安裝、實時在線，光纖傳導，抗干擾性強等優點，是傳統測溫方式的一次革命。

四、無線溫度在線監測系統構成

（一）系統由在線監測軟件和工位監測設備兩部分組成

監測設備主要由無線溫度傳感器和無線溫度顯示儀組成。軟件部分由現場監測程序、后臺數據分析處理、客戶端數據weh查詢程序三部分組成。

無線光電溫度傳感器：無線光電溫度傳感器由溫度采集點和無線收發器組成。溫度采集點體積極小，可任意靈活地被安裝在被測物件的任意點；溫度采集點有數據線和無線收發器以等電位形式相連，溫度數據由無線收發器以無線形式實時報告基站。利用射頻技術傳遞溫度信息，實現了采集器和被采集點等電位，安全可靠。溫度監控中心站軟件：該軟件運行在上位機上，用來處理各電站采集發送的機柜溫度數據，有強大的數據庫進行運算、顯示預告警、儲存打印。該軟件需單獨定購。

（二）無線溫度在線監測系統原理

通過無線溫度傳感器的單片微處理器控制將被測設備溫度由溫度傳感器轉換成數字信號，再通過無線發射接收模塊傳遞至無線溫度顯示儀，通過微處理器將采集到的溫度信息，通過存儲芯片送LCD顯示器顯示，通過485通訊模塊上傳到上位機，上位管理單元可接入電力自動化系統或直接通過GPRS模塊將數據遠傳至局中心。

（三）無線溫度在線監測應用范圍

本系統主要應用于監測電網中高壓電器設備易發熱部件：1、1OKV、35KV高壓開關柜的動靜觸頭及柜內各種接點溫度的在線監測；2、地下電纜溝內的高壓電纜接頭及其他高壓易發熱部位溫度的在線監測；3、電站主變溫度在線監測；4、發電廠變電設備和電纜溝內電纜接頭溫度的在線監測。

五、結語

在線無線溫度監測預警系統應用效果很好，對處于高電壓、大電流的環境中高壓開關柜及電氣設備實現實時在線測溫監測，因該技術是無線數據傳輸，無需考慮爬距，避免了污閃與高壓絕緣降低等問題，且人機界面友好，初步實現了高搓開關柜的智能化管理，具有較好的應用前景和推廣價值。

參考文獻：

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[2]丁平，張曉光，蔣恒深，仝維仁，石曉妹.變電所及配電站在線監測監控系統的設計[J].礦山機械，2015（10）.