安科瑞 鮑靜君

　　摘要：文章簡要介紹了某風力發(fā)電場無線測溫系統(tǒng)的方案和配置,，并結合工程實際對其他測溫技術進行了簡要介紹，供工程中參考選擇,。

　　關鍵詞：高壓配電裝置,；無線測溫；實時監(jiān)測

　　電力系統(tǒng)要保證安全運行,，不僅電氣設備操作要求準確無誤,，而且電氣設備運行也在正常參數(shù)范圍內，其中溫度也是電氣設備運行正常的一個重要參數(shù),。高壓配電裝置的開斷接觸點、母線連接點等部位,，由于設備制造,、環(huán)境污染、觸點氧化,、電弧沖擊等原因造成接觸電阻變大,，在運行時不斷發(fā)熱，溫度不斷上升,，給設備安全運行埋下了隱患,，如果不及時發(fā)現(xiàn)，會導致起火或爆炸,，造成運行事故,。國內外很早就利用測溫技術，對高壓配電裝置設備的運行溫度進行監(jiān)測,，保證高壓配電裝置設備運行安全,。

　　1、無線測溫技術方案的提出

　　HTL風電場位于錫林浩特灰騰梁地區(qū)，裝機容量200MW,，220kV升壓站安裝2臺主變壓器,，以1回220kV出線接人系統(tǒng)。全站設備的控制采用計算機監(jiān)控,，運行管理實現(xiàn)少人值班操作,。

　　HTL風電場地處偏僻，天氣情況變化大,，運行要求220kV高壓配電裝置運行溫度實時監(jiān)測,，數(shù)據(jù)通過網絡傳輸。結合工程需要和對比目前測溫系統(tǒng)設備技術,，設計中使用了無線測溫系統(tǒng),，對HTL風電場220kV高壓配電裝置的運行溫度進行實時監(jiān)測報警。HTL風電場有4個220kV高壓配電間隔,。分別為#1主變,、#2主變、220kV出線和220kV電壓互感器間隔,。每個間隔刀閘口,、隔離開關、斷路器接觸點和母線連接點處均為測溫點,，在各測溫點上設置無線智能溫度傳感器,，通過無線通訊方式將測溫點的運行溫度數(shù)據(jù)上傳監(jiān)測系統(tǒng)后臺機。

　　2,、無線測溫系統(tǒng)的方案配置

　　2.1系統(tǒng)組成

　　無線測溫系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集層,、通訊層和計算機管理層構成，層與層相對獨立,。數(shù)據(jù)采集層設備負責數(shù)據(jù)采集并將數(shù)據(jù)通過無線方式與通訊層設備通訊,。通訊層通過以太網方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C管理層，實現(xiàn)站級協(xié)調,、優(yōu)化控制和當?shù)乇O(jiān)測功能,，同時實現(xiàn)與遠方調度中心的通信。數(shù)據(jù)采集層由無線測溫模塊組成,，無線測溫模塊分散布置,，就地安裝在高壓配電裝置的開斷接觸點或連接點上。

　　通訊層由無線通訊模塊和通訊管理機組成,，無線通訊模塊按區(qū)域布置,，接收本區(qū)域內的無線測溫模塊信號，通過485總線接入通訊管理機,。通訊管理機以以太網方式組網,。

　　計算機管理層由計算機管理后臺組成,，通過以太網接收上傳數(shù)據(jù)，管理系統(tǒng)軟件對數(shù)據(jù)進行分析,、統(tǒng)計,、處理、存儲,。

無線測溫系統(tǒng)組成示意圖

　　2．2系統(tǒng)特點

　　無線測溫系統(tǒng)具有高可靠性,、易擴展性、免維護性的特點,，在系統(tǒng)結構,、設備性能上都有體現(xiàn)。

　　2．2．1可靠性

　　無線測溫系統(tǒng)的三層式結構,，各層相互獨立又協(xié)調組成整體,，任一部分設備有故障時，只影響局部,，提高了系統(tǒng)可靠性,。單元裝置采用ALLINONE設計原則，并采取隔離,、軟硬件濾波,、看門狗電路、抗干擾編碼,、智能診斷,、各種開放、抗震動,、抗干擾的新型結構設計等多種軟硬件方面的措施,，提高單元裝置的整體可靠性，進一步保證全系統(tǒng)的可靠,。

　　2．2．2易擴展性

　　無線測溫系統(tǒng)采用無線,、485總線、以太網相結合的通訊方式,，使系統(tǒng)很容易擴展和與其它網絡互連；在擴展測點時不受布線的限制,，可以方便的把模塊化設計的單元裝置配置在系統(tǒng)內,，根據(jù)一次系統(tǒng)的變化，任意增,、減或改變系統(tǒng)中的單元裝置達到改造和擴建的目的,。系統(tǒng)提供的標準的通訊協(xié)議接口，使得現(xiàn)場總線網絡可與局域網絡相聯(lián),，實現(xiàn)信息的共享,。

　　2．2．3免維護性

　　無線測溫系統(tǒng)在運行時能進行在線自檢,，溫度傳感器在每次測量時會進行自校準。整個測溫網絡,，采用總線型網絡拓撲結構,，網絡系統(tǒng)非常有用和可靠，在系統(tǒng)正常運行時無需人工維護,。

　　3．3系統(tǒng)設備功能

　　溫度傳感器,、數(shù)據(jù)采集變換器、網絡通訊設備具有自檢功能,，設備安全可靠抗干擾能力強,。設備的檢查、維修工作簡潔方便,，保證系統(tǒng)正常有用的工作,。

　　3．3．1無線測溫模塊

　　無線測溫模塊內置Pt電阻溫度傳感器，安裝到每個220kV間隔內刀閘口,、連接點和母線連接點的表面,，直接測量測溫點的溫度。無線測溫模塊測溫準確,、可靠,，溫度測量范圍達到0～200℃；溫度數(shù)據(jù)精度高,，分辨率達到1℃,。通過無線通訊技術將溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)綗o線通訊模塊，無線傳播距離50m,，不受其他因素影響,，保證了高壓設備的安全運行。

　　3．3．2無線通訊模塊和通信管理機

　　無線通訊模塊采用無線通訊技術,，接收測溫模塊的無線信號,，每個22OkV配電間隔安裝一個無線通訊模塊，與設在本間隔內的多個測溫模塊進行通訊,。無線通訊模塊配有標準的485總線接口,，接入通信管理機，通信管理機通過以太網將溫度數(shù)據(jù)上傳,。標準的通訊接口協(xié)議保證了信息傳輸?shù)臏蚀_可靠,。

　　3．3．3計算機后臺監(jiān)測系統(tǒng)

　　計算機和監(jiān)測管理軟件構成了計算機后臺監(jiān)測系統(tǒng)，布置在風電場控制室操作臺上,，后臺系統(tǒng)容量可達128個變電站,，每個變電站512個測溫點。

　　計算機提供了運行管理操作的平臺,，軟件對數(shù)據(jù)資料進行分析,、統(tǒng)計,、記錄和報警，所有的信息都被記錄數(shù)據(jù)庫中,，以備查閱,。

　　計算機后臺監(jiān)測系統(tǒng)軟件具有在線采集、監(jiān)測,、分析現(xiàn)場溫度的功能,，對采集到的數(shù)據(jù)進行詳細的溫度場分析、溫升趨勢分析和統(tǒng)計,；具有對歷史資料的分析和統(tǒng)計功能,，能保存所有測點溫度的數(shù)據(jù)和變化情況，可以選擇不同的測點,、不同的時間段的數(shù)據(jù),，綜合分析電氣設備的運行情況。

　　計算機后臺監(jiān)測系統(tǒng)軟件具有安全保護功能,，對管理員身份進行分級管理,。使用者用密碼登陸系統(tǒng)。只有在管理員權限內才允許對系統(tǒng)的參數(shù)進行設置,。

　　3,、電力系統(tǒng)設備的其它測溫方法及特點

　　電力系統(tǒng)測溫技術的使用已經很普遍，國內外測溫技術比較多,，通常還有光纖測溫,、紅外測溫等。

　　3．1光纖測溫系統(tǒng)

　　光纖溫度監(jiān)測系統(tǒng)是由光纖溫度傳感器,、傳輸光纜,、溫度監(jiān)測儀和計算機管理系統(tǒng)組成。在高壓配電裝置測溫點上安裝光纖傳感器,，光纖傳感器將被測量溫度轉換成光信號,，通過光纖將信號傳送到溫度監(jiān)測儀，溫度監(jiān)測儀將光波信號解調成溫度信號,，通過以太網口向計算機管理系統(tǒng)傳送,，由計算機管理系統(tǒng)實施數(shù)據(jù)處理、故障診斷,、報警及控制,。

　　光纖溫度監(jiān)測系統(tǒng)溫度信號以光纖為媒介傳輸光信號，不受電場和磁場的干擾,，溫度測量挺準；光纖有優(yōu)異的絕緣性能,，采用防污閃安裝模式,，不影響被測設備的絕緣等級和安全運行}系統(tǒng)容易擴展,，使用方便；測量范圍寬,，能夠實現(xiàn)光纖溫度監(jiān)測系統(tǒng)多適用于戶外高壓設備,。

　　3．2紅外測溫系統(tǒng)

　　紅外測溫系統(tǒng)由紅外溫度傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計算機后臺管理系統(tǒng)組成,。

　　在高壓配電裝置測溫點附近安裝紅外溫度傳感器,，紅外溫度傳感器接收被測量設備的熱紅外信號，轉換成溫度信號通訊上傳數(shù)據(jù)采集器,，數(shù)據(jù)采集器可顯示,、報警和輸出控制信號，并通訊上傳計算機后臺管理系統(tǒng),，由計算機后臺管理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行處理,、統(tǒng)計、分析和保存,。

　　紅外測溫系統(tǒng)對電氣設備的溫度采用非接觸式測量,，不需要考慮絕緣問題；可實現(xiàn)在線監(jiān)測,。紅外測溫系統(tǒng)多適用于戶內高壓開關柜設備,。

　　4、安科瑞無線測溫產品介紹

　　a.電池供電型無線溫度傳感器

　　安裝于發(fā)熱部位,，采集溫度量并通過無線方式傳輸?shù)膫鞲衅鳌?/p>

　　目前無線溫度傳感器有三款：

b.CT感應取電無線溫度傳感器

　　安裝于斷路器觸頭,、母排、電纜搭接點等大電流處,，采集溫度量并通過無線方式傳輸?shù)膫鞲衅鳌?/p>

　　目前無線溫度傳感器有兩款：

安科瑞無線測溫就地顯示配置：

　　ASD300/320智能操控裝置可連接12路無線溫度傳感器,，ARTM-Pn無線測溫裝置可以連接18路無線溫度傳感器，無源（CT取電）方式為ATE300（捆綁式安裝）,，有源（電池供電）方式為ATE100（螺栓式安裝,，主要用于電纜/銅排等螺絲固定的搭接點）和ATE200（表帶式，主要用于斷路器觸頭等接點捆綁安裝,，因安裝較ATE100更方便,，電纜/銅排等搭接點也常選用）。

無線測溫帶操顯功能（就地顯示）

　　Acrel-2000T/B無線測溫壁掛式監(jiān)控設備,，內存4G,硬盤128G,以太網口,，顯示器12寸，分辨率800*600,，可選Web平臺/App服務器,，柜體尺寸480*420*200（單位mm），配置IPAD,安裝ACREL-2000/T軟件,。就地實時顯示溫度分布以及報警等詳細參數(shù),。

無線測溫采集設備配置方案

　　5,、結論

　　電力設備測溫越來越得到認可和重視，溫度指標也成為電力系統(tǒng)遙測的一個重要數(shù)據(jù),，各種測溫技術已經在電力系統(tǒng)大力推廣應用,。工程設計中應結合工程實際采用適合的測溫方案，準確的記錄電氣設備的運行狀況,，保證電力系統(tǒng)的安全運行,，增快社會經濟的發(fā)展。