周穎

江蘇安科瑞微電網(wǎng)研究院有限公司 江蘇江陰 214432

摘要：在時代不斷進步的過程中電力事業(yè)占據(jù)著重要地位,，同時也對電力行業(yè)提出更加嚴格的要求,。在長期工作中，由于設(shè)備基礎(chǔ)變化,、溫濕度變化,、嚴重超負荷運行、觸點氧化等原因造成的電力設(shè)備壓接不緊,，觸頭接觸部分發(fā)生改變,。電力設(shè)備無線測溫系統(tǒng)能為變電站設(shè)備的安全穩(wěn)定運行提供有力保證，是變電站實現(xiàn)自動化的又一可靠有效的技術(shù)手段?，F(xiàn)對實際變電站現(xiàn)場設(shè)備溫度過高的原因,、電力設(shè)備無線測溫系統(tǒng)使用中發(fā)揮的作用和不足之處進行了分析。

關(guān)鍵詞：電力設(shè)備,；無線測溫,；應(yīng)用

0 引言

      伴隨著大機組、大容量和高電壓的迅速發(fā)展,，電氣設(shè)備的運行條件變得更加苛刻,，隨之帶來設(shè)備故障率逐漸增加，排除故障時間越來越長,，造成的經(jīng)濟損失也越來越大,。據(jù)統(tǒng)計，近年來電力系統(tǒng)發(fā)生的事故中有相當(dāng)一部分與電氣設(shè)備的發(fā)熱問題有關(guān),，因此,，對電氣設(shè)備溫度的監(jiān)測顯得尤為重要。高壓電氣設(shè)備溫度監(jiān)測點都處于高電壓,、大電流,、強磁場的環(huán)境中，甚至有的監(jiān)測點還處在密閉的空間中,，由于強電磁噪聲和高壓絕緣,、空間的限制等問題,，傳統(tǒng)的溫度測量方法無法適應(yīng)。所以,，對電力設(shè)備運行狀態(tài)在線監(jiān)測,、故障診斷和及時維修受到人們的高度重視。

1 無線測溫技術(shù)的研究

1.1無線監(jiān)測系統(tǒng)的功能

      在電氣設(shè)備內(nèi)部安裝一種傳感器,，主要是非接觸式并且無源高精度的紅外傳感器,，例如變壓器、開關(guān)柜以及封閉母線等等,，進而實現(xiàn)對非接觸式的系統(tǒng)溫度采集,。智能無線監(jiān)測系統(tǒng)的電纜及其附件的溫度測量是通過光線傳感器的作用進行的,通過無線監(jiān)測系統(tǒng)中的硬件與軟件設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)對設(shè)備溫度的實時監(jiān)測,對無線監(jiān)測系統(tǒng)的后臺進行實時監(jiān)測并且要對趨勢進行分析，能夠?qū)﹄姎庠O(shè)備的隱患做到及時的發(fā)現(xiàn)與預(yù)防,，進而能夠?qū)崿F(xiàn)在故障出現(xiàn)前對問題進行解決,，及時扼殺電氣設(shè)備故障的萌芽。

1.2無線監(jiān)測系統(tǒng)的研究

      無線監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括測溫數(shù)據(jù)采集,、通信終端和通信管理三個主要部分構(gòu)成,。測溫數(shù)據(jù)采集是基于感應(yīng)式原理，對電能的獲取,，并通過傳感器實現(xiàn)對重要部位溫度的測量,，當(dāng)溫度的信號實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊時，就可以對設(shè)備進行溫度的實時監(jiān)測,，監(jiān)測點主要在開關(guān)與母線接點等關(guān)鍵部位,。通信終端對測溫終端發(fā)出命令，將溫度值等信息傳輸?shù)綗o線通信的主要管理部位,。通信終端是其他兩個部分的進行交換的主要機構(gòu),，能夠通過對信息的收集再經(jīng)過無線將信息發(fā)送至測溫現(xiàn)場顯示終端,受到數(shù)據(jù)后再轉(zhuǎn)發(fā)給通信管理,進而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，也保證了數(shù)據(jù)的完整與可靠,。

2 無線測溫系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢及適用范圍

      無線測溫系統(tǒng)的通信頻段一般設(shè)置為2.3-2.5GHz,，處于高頻波段，抗干擾能力強,。通信技術(shù)選擇ZigBee技術(shù),，適用于短距離通信，使用復(fù)雜度較低,，具有低功耗,、低成本的優(yōu)點，實時處理能力強,。溫度傳感器中安裝有天線,，可以保證通信效率，體積較小,，便于安裝和使用,，內(nèi)部采用鋰電池供電,，使用壽命長。傳感器使用二進制編碼,，處理分析方便,。溫度傳感器在使用時應(yīng)用無線傳輸技術(shù)，不需外接數(shù)據(jù)線,，系統(tǒng)安全性能高,，漏電風(fēng)險小。由于溫度傳感器在信息傳輸時不需要使用外部數(shù)據(jù)線,，因此不會受到溫度,、濕度、灰塵,、振動等的影響，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性高,，抗干擾能力強,。溫度傳感器與計算機連接并通過計算機中的軟件對檢測數(shù)據(jù)進行處理和分析，具有良好的實時性,，同時還可節(jié)省人力資源,，提高工作效率。與傳統(tǒng)的紅外測溫傳感器相比,，本研究提出的無線測溫系統(tǒng)不需要人工進行操作,，受周圍環(huán)境、設(shè)備構(gòu)造的影響比較小,，測量精度比較高,。目前研制的無線測溫系統(tǒng)工作范圍為35kV以下高壓開關(guān)、繼電器以及多種接觸點,，地下電纜的檢測電壓為110kV,，在使用時要注意工作電壓的限制。

3 電力設(shè)備無線測溫系統(tǒng)的應(yīng)用

      在電力設(shè)備無線測溫軟件安裝前,，變電站內(nèi)運行人員主要依靠手持式測溫儀或紅外成像儀進行測溫,。對全站的設(shè)備進行測溫檢查不僅工作量較大也比較費時間，而且不能保證對設(shè)備需要測溫的部位全部進行測溫,，容易產(chǎn)生遺漏現(xiàn)象,，同時較為依賴運行人員的主動性，責(zé)任心較強的人員,，測溫效果較好,，發(fā)現(xiàn)安全隱患的可能性較大。一旦發(fā)生人工巡檢測溫不到位,，沒有及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備溫度過高隱患的情況,，有可能造成設(shè)備故障,，導(dǎo)致停電現(xiàn)象發(fā)生，影響生產(chǎn)運行安全,。所以,，就需要一種能夠自動采集日常巡檢中所需要的設(shè)備運行溫度參數(shù)，并可以及時有效提供給運行人員進行查看的測溫技術(shù),，當(dāng)設(shè)備溫度越其能夠發(fā)出報警,，提示溫度越限部位，為運行人員提供可靠的信息依據(jù),，以便后續(xù)采取處理措施,。在了解了電力設(shè)備無線測溫技術(shù)和手段后，結(jié)合站內(nèi)實際設(shè)備可能溫度過高部位的位置特點和安裝使用要求,，采用電力設(shè)備無線測溫系統(tǒng),，可以彌補人工對變電站設(shè)備進行測溫存在的不足，提高設(shè)備測溫的效率和準確度,。電力設(shè)備無線測溫系統(tǒng)由無線測溫傳感器,、無線測溫通信終端及后臺主機三部分組成。無線測溫傳感器安裝在斷路器,、隔離刀閘,、電纜接頭、套管,、母線等設(shè)備的連接部位,，通過無線射頻技術(shù)將該部位的實時測溫數(shù)據(jù)發(fā)送到無線測溫通信終端，再由無線測溫通信終端將采集的多路實時測溫數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線傳回后臺主機,；變電站運行人員可以通過主機終端安裝的測溫軟件查看全部測溫結(jié)果,。電力設(shè)備無線測溫系統(tǒng)的安裝應(yīng)用，可以讓變電站運行人員足不出戶,，隨時查看變電站電氣設(shè)備重要部位的溫度實時參數(shù),，大大方便了設(shè)備巡檢測溫，而且測溫結(jié)果準確及時,。該測溫系統(tǒng)還可以根據(jù)用戶要求自動繪制測溫點的溫度曲線,，同時可以保存全部測溫參數(shù)90天，便于變電站運行人員進行歷史查看,，方便了運行人員進行設(shè)備溫度記錄和歷史分析,。

4 安科瑞無線測溫系統(tǒng)

4.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

      Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)通過RS485總線或以太網(wǎng)與間隔層的設(shè)備直接進行通訊，系統(tǒng)設(shè)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很大地提高,。該系統(tǒng)具有遙信,、遙測,、遙控、遙調(diào),、遙設(shè),、事件報警、曲線,、棒圖,、報表和用戶管理功能，可以監(jiān)控?zé)o線測溫系統(tǒng)的設(shè)備運行狀況,，實現(xiàn)快速報警響應(yīng),，預(yù)防嚴重故障發(fā)生。

      適合在泛在電力物聯(lián)網(wǎng),、鋼廠,、化工、水泥,、醫(yī)院,、機場、電廠,、煤礦等廠礦企業(yè),、變配電所等電力設(shè)備的溫度監(jiān)測,。

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(guān)設(shè)備運行溫度狀態(tài)。系統(tǒng)具有以下主要功能：

1.       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),。

1.       溫度曲線：查看每個測溫點的溫度趨勢曲線。

1.       運行報表：查詢及打印各測溫點時間的溫度數(shù)據(jù),。

1.       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,。

1.       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(shè)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(guān)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(guān)鍵電氣部位的溫度在線監(jiān)測,。

5 結(jié)束語

      無線測溫技術(shù)的應(yīng)用為電力系統(tǒng)的安全供電提供了重要的保障作用,，配合信息技術(shù)形成的無線測溫系統(tǒng),，實現(xiàn)了電氣設(shè)備運行溫度的集中監(jiān)測與預(yù)警，便于電氣設(shè)備熱故障的預(yù)知維修，大大提高了維修人員的工作效率,，保障了電氣設(shè)備的安全平穩(wěn)運行,。

參考文獻

[1]任博軒.電力設(shè)備無線測溫系統(tǒng)的應(yīng)用

[2]柯兆盛,郭樹旭,劉寶琦,凌子松,李英博.基于nRF401芯片的無線傳輸遠程測溫系統(tǒng).傳感器技術(shù),2020(07)

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2020.06版

[4]安科瑞用戶變電站變配電監(jiān)控解決方案2021.10

作者簡介：

周穎，女,，現(xiàn)任職于江蘇安科瑞微電網(wǎng)研究院有限公司,，主要從事電力監(jiān)控行業(yè)能效管理的研發(fā)與應(yīng)用。