無線溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)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(zhǔn)確地跟蹤發(fā)熱接點的溫度變化，實現(xiàn)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(jiān)測系統(tǒng)進行了研究，提出了無線溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)解決方案，對于提升無線溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)水平有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：無線溫度；在線監(jiān)測；系統(tǒng)解決

一、關(guān)于無線溫度技術(shù)要求

由于被測設(shè)備均屬于實時運行的高壓電氣沒備，因此在設(shè)計時需充分考慮該統(tǒng)對設(shè)備安全穩(wěn)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(xiàn)場測溫設(shè)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(wǎng)的安全運行造成隱患，因此采用的數(shù)據(jù)傳輸方式為無線式。

（二）現(xiàn)場測溫設(shè)備不改變被監(jiān)測設(shè)備原有結(jié)構(gòu)，安全可靠。

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

（四）溫度刷新速度快，能夠?qū)λ袦y點的溫度進行7x24小時不問斷監(jiān)測，可根據(jù)需要定時保存溫度，并且通過監(jiān)測軟件可以精確確定發(fā)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(tǒng)中任何一個傳感器的損壞都可以在監(jiān)控軟件中精確定位。系統(tǒng)每進行一次溫度測量的同時進行系統(tǒng)的自我檢測與診斷，能夠及時發(fā)現(xiàn)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(jiān)測軟件通過網(wǎng)絡(luò)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(dāng)測量溫度大于預(yù)沒報警溫度時、三相溫度失衡時、溫升過快時，監(jiān)控軟件能觸發(fā)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(shù)據(jù)、報警紀錄進行多條件查詢，生成安全運行報表等。

二、關(guān)于無線溫度技術(shù)應(yīng)注意的問題

現(xiàn)場測溫設(shè)備需要直接與被測的電纜頭、觸頭等設(shè)備直接接觸，才能測得溫度數(shù)據(jù)，因此實施變電站無線測溫系統(tǒng)時，對現(xiàn)場測溫設(shè)備應(yīng)特別重視如下情況：

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

（二）由于該設(shè)備的安裝調(diào)試、檢修維護都必須在設(shè)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(shè)備停電，必須要求測溫設(shè)備有很高的可靠性、穩(wěn)定件，以避免電力設(shè)備停電。

（三）電池使用壽命要長。該設(shè)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(shè)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(tǒng)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(shù)據(jù)發(fā)送是電池能量損耗的主要因素，減少數(shù)據(jù)發(fā)送次數(shù)能減少電能損耗，但又不能影響數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量和精度，因此需采用定時發(fā)送與動態(tài)發(fā)送相結(jié)合的技術(shù)：傳感器平時處于休眠狀態(tài)，每半分鐘分析一下當(dāng)前溫度是否有變化，超過限值（±1℃）則立即發(fā)送。若沒超過限值則繼續(xù)休眠，每四分鐘定時發(fā)送一次數(shù)據(jù)。這樣既節(jié)省了電能，延長了電池的使用壽命，又滿足了監(jiān)控溫度的實時性與準(zhǔn)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(fā)送數(shù)據(jù)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(fā)射數(shù)據(jù)，另一方面具有升壓作用，在電池電壓很低的情況下也能發(fā)送數(shù)據(jù)。這樣可充分利用電池的電能，直到能量全部耗盡。

三、關(guān)于無線溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)

本系統(tǒng)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(zhǔn)確地跟蹤發(fā)熱接點的溫度變化；無線光電溫度傳感器是利用射頻技術(shù)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。本產(chǎn)品的機柜終端可準(zhǔn)確地報告運行中所有被測高壓設(shè)備易發(fā)熱部件溫升，為設(shè)備安全運行提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)；安裝在市、區(qū)監(jiān)控中心的溫度監(jiān)測運行軟件功能強大，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫通過人機界面將地理分布圖、接點溫度運行參數(shù)、預(yù)告警信息、歷史參數(shù)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(shù)據(jù)依據(jù)，消除隱患、最大限度的減少事故。溫度監(jiān)測儀配備標(biāo)準(zhǔn)通訊接口，可聯(lián)網(wǎng)運行，通過上位計算機，可記錄開關(guān)柜運行溫度的數(shù)據(jù)，為開關(guān)柜的維修提供依據(jù)，實現(xiàn)了開關(guān)柜故障的預(yù)知維修。本系統(tǒng)不但節(jié)省了大量的人力、物力，與示溫蠟片、紅外測溫相比，還體現(xiàn)了本產(chǎn)品系統(tǒng)具有測溫精度高、響應(yīng)速度快、體積小、易安裝、實時在線，光纖傳導(dǎo)，抗干擾性強等優(yōu)點，是傳統(tǒng)測溫方式的一次革命。

四、無線溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成

（一）系統(tǒng)由在線監(jiān)測軟件和工位監(jiān)測設(shè)備兩部分組成

監(jiān)測設(shè)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(xiàn)場監(jiān)測程序、后臺數(shù)據(jù)分析處理、客戶端數(shù)據(jù)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(fā)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(shù)據(jù)線和無線收發(fā)器以等電位形式相連，溫度數(shù)據(jù)由無線收發(fā)器以無線形式實時報告基站。利用射頻技術(shù)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。溫度監(jiān)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(fā)送的機柜溫度數(shù)據(jù)，有強大的數(shù)據(jù)庫進行運算、顯示預(yù)告警、儲存打印。該軟件需單獨定購。

（二）無線溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)原理

通過無線溫度傳感器的單片微處理器控制將被測設(shè)備溫度由溫度傳感器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再通過無線發(fā)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(tǒng)或直接通過GPRS模塊將數(shù)據(jù)遠傳至局中心。

（三）無線溫度在線監(jiān)測應(yīng)用范圍

本系統(tǒng)主要應(yīng)用于監(jiān)測電網(wǎng)中高壓電器設(shè)備易發(fā)熱部件：1、1OKV、35KV高壓開關(guān)柜的動靜觸頭及柜內(nèi)各種接點溫度的在線監(jiān)測；2、地下電纜溝內(nèi)的高壓電纜接頭及其他高壓易發(fā)熱部位溫度的在線監(jiān)測；3、電站主變溫度在線監(jiān)測；4、發(fā)電廠變電設(shè)備和電纜溝內(nèi)電纜接頭溫度的在線監(jiān)測。

五、結(jié)語

在線無線溫度監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)用效果很好，對處于高電壓、大電流的環(huán)境中高壓開關(guān)柜及電氣設(shè)備實現(xiàn)實時在線測溫監(jiān)測，因該技術(shù)是無線數(shù)據(jù)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(xiàn)了高搓開關(guān)柜的智能化管理，具有較好的應(yīng)用前景和推廣價值。

參考文獻：

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