無(wú)源供電無(wú)線(xiàn)測溫系統的研究應用

摘要：無(wú)源供電無(wú)線(xiàn)測溫在線(xiàn)監測系統是一種基于聲表面波技術(shù)的測溫技術(shù)，在變電站監測方面得到了很好的技術(shù)實(shí)踐應用。本文對無(wú)源供電無(wú)線(xiàn)測溫在線(xiàn)監測系統研究應用進(jìn)行分析研究。

   關(guān)鍵詞：設備檢測；無(wú)線(xiàn)測溫

   在電力系統設備在長(cháng)期的運行中，往往容易產(chǎn)生老化或過(guò)熱現象，這些現象如果沒(méi)有及時(shí)發(fā)現和解決，可能會(huì )造成嚴重的事故。而對于變電站設備的維護和監控，往往由于地理位置偏遠，管理人員不能面面俱到，巡檢和維護的難度較大。因此，通過(guò)自動(dòng)化來(lái)實(shí)現遠程監控和預警系統就變得很需要，也成了管理人員的重要手段。無(wú)源供電無(wú)線(xiàn)測溫在線(xiàn)監測系統提出了一種基于聲表面波的新的測溫技術(shù)。

1、無(wú)源供電無(wú)線(xiàn)測溫在線(xiàn)監測系統的應用意義

（1）實(shí)現設備運行溫度實(shí)時(shí)監測

   無(wú)源供電無(wú)線(xiàn)測溫在線(xiàn)監測系統為消除電網(wǎng)因開(kāi)關(guān)柜因過(guò)熱帶來(lái)的安全運行隱患提供了技術(shù)手段，解除由此造成經(jīng)濟危害和社會(huì )損失的可能。

（2）輔助實(shí)現設備的狀態(tài)檢修

   傳統的檢修模式，對于設備故障的維護，往往是通過(guò)定期的巡檢來(lái)發(fā)現和解決，特別是對于偏遠地區的維護時(shí)間和周期較長(cháng)，往往不能及時(shí)解決。通過(guò)建立在線(xiàn)監測系統，可以對設備的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)施監控和預警，更新了變電站的設備的維護模式，將更加保障設備安全穩定運行。

（3）為科學(xué)調度提供參考依據

   建立溫度與負荷的關(guān)聯(lián)分析模型，根據負荷情況預測溫度變化趨勢，為負荷控制提供決策依據。電力設備的狀況可能會(huì )對整個(gè)電網(wǎng)的情況造成較大影響，并且能反映出電網(wǎng)的運行情況和負荷等。因此，對電力設備狀況的研究和監控，將有助于電力系統的整體運行和輔助決策。

2、善于無(wú)源供電無(wú)線(xiàn)測溫在線(xiàn)監測系統

（1）系統組成

   在線(xiàn)監測系統主要由溫度傳感器、溫度采集器、測溫主控終端和監控應用系統組成。溫度采集器的作用是進(jìn)行變電站設備刀閘、開(kāi)關(guān)等接觸點(diǎn)的溫度采集，溫度采集器根據需要布置在多個(gè)點(diǎn)位上。溫度傳感器將多個(gè)開(kāi)關(guān)柜的多個(gè)點(diǎn)采集到的溫度數據進(jìn)行匯總，并將數據通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳輸到測溫主控終端，在測溫主控終端上再通過(guò)監控應用系統進(jìn)行數據的存儲、統計、分析和預警等應用。

（2）溫度傳感器

   溫度傳感器是通過(guò)聲表面波原理，在設備表面接受到信號后，利用材料的物理特性將信號轉換成電信號。通過(guò)安裝在設備表面的溫度采集器進(jìn)行溫度數據的采集和溫度傳感器的反射波的接收，可以獲得連續的、穩定的實(shí)時(shí)溫度數據，為下一步的數據分析提供原始數據。

（3）溫度采集器

   溫度采集器和溫度傳感器是對應的，溫度采集器負責發(fā)射射頻信號，溫度傳感器通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信負責處理該信號，并上傳到主控終端。

   溫度采集器的發(fā)射頻率為 428~439MHz，發(fā)射信號為單頻信號，不同的頻率代表不同的信號。信號接收后，通過(guò)信號的放大、濾波等處理后，轉換成可以識別的電信號，從而獲得溫度參數。

（4）測溫主控終端

   測溫主控終端是無(wú)源供電無(wú)線(xiàn)測溫在線(xiàn)監測系統的核心設備，主控終端是對采集到的數據的后期處理，包括數據存儲、數據分析和數據統計、溫度告警、數據轉發(fā)、參數設置及協(xié)議轉換。下行通過(guò)CAN總線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)方式與溫度采集器連接，獲得所連接傳感器的溫度信息。根據設定的參數，分析溫度信息以確定是否產(chǎn)生告警信息；上行與主站系統的通訊采用 RS485接口，并按照一定的規約，以實(shí)現數據的傳輸。

（5）監控應用系統

   監測系統的應用包括系統的設備參數設定、溫度信息的獲取和數據的分析應用和系統預警等。這些功能往往可以作為嵌入電力系統自動(dòng)化系統中，作為一個(gè)模塊作為應用，也可以作為一套獨立的系統，用于溫度的監測和預警。這些功能都將對多臺電力設備的狀況監測一體化，有助于設備管理人員了解分析狀況，保證設備的正常運作。

（6）系統功能設計

         1.溫度顯示。對于設備各點(diǎn)的溫度實(shí)時(shí)顯示，溫度的發(fā)展趨勢和曲線(xiàn)，查看分析歷史記錄，該顯示可以通過(guò)電力系統 SCADA系統中實(shí)現，也可以通過(guò)主控終端外接的顯示屏幕顯示。

         2.報警功能。報警功能是通過(guò)測溫主控終端的設定，按照現場(chǎng)管理需求，對溫度界限、絕對值等進(jìn)行管理，在溫度超過(guò)設定值，進(jìn)行預警，預警的方式包括主控終端蜂鳴預警、指示燈閃爍預警和短信息預警等。

         3.設備參數設定。設備參數的設定包括對傳感器溫度校準、預警溫度設定、發(fā)射和接受信號的頻率設定以及系統時(shí)間等功能。

         4.綜合分析。綜合分析功能是對設備的溫度進(jìn)行故障分析、歷史趨勢分析以及數據進(jìn)行統計應用等應用功能，專(zhuān)家系統將為管理者提供設備故障分析結果，供參考和輔助決策。

         5.遠程維護。系統的遠程維護功能是對系統的故障數據分析統計結果的基礎上，實(shí)現的遠程運行維護，可以對設備的初始化、重啟以及系統升級等。

（7）通信方式

   溫度采集器：通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式采集開(kāi)關(guān)柜內一組傳感器的溫度數據，其安裝位置沒(méi)有特別的要求，以方便取電、走線(xiàn)為原則，如開(kāi)關(guān)柜的儀表室。

   測溫主控終端：安裝在變電站主控室或其他方便與采集器進(jìn)行通信的場(chǎng)所，提供所有站內溫度采集裝置與本地主站系統或遠程監控系統的統一的通信接口及協(xié)議轉換。

   站內各溫度采集器、測溫主控終端均配置無(wú)線(xiàn)通信模塊，它們通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信信道進(jìn)行數據交換，變電站內無(wú)需布線(xiàn)。

3、應用場(chǎng)景

   電氣接點(diǎn)在線(xiàn)測溫裝置適用于高低壓開(kāi)關(guān)柜內電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開(kāi)關(guān)、高壓電纜中間頭、干式變壓器、低壓大電流等設備的溫度監測，防止在運行過(guò)程中因氧化、松動(dòng)、灰塵等因素造成接點(diǎn)接觸電阻過(guò)大而發(fā)熱成為安全隱患，提高設備安全保障，及時(shí)、持續、準確反映設備運行狀態(tài)，降低設備事故率。

4、系統硬件配置

   溫度在線(xiàn)監測系統主要由設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主機組成，實(shí)現變配電系統關(guān)鍵電氣部位的溫度在線(xiàn)監測。

5、結語(yǔ)

   無(wú)線(xiàn)溫度傳感裝置及配套管理系統，溫度測量傳感器無(wú)需供電，從而減少了日常檢測維護成本。該配套管理系統提供溫度異常告警、實(shí)時(shí)設備溫度采集、日常溫度監測、設備狀態(tài)評估等功能，避免重大因溫度導致的故障的發(fā)生。系統的研究和實(shí)施產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益，具有一定的推廣前景。

【參考文獻】

[1]亓振新,劉曉艷,許強,張斌,呂勝軍,朱曉陽(yáng),崔東海,徐繼凱,無(wú)源供電無(wú)線(xiàn)測溫在線(xiàn)監測系統研究應用。

[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022.05版。

作者介紹：

李雪薇，女，現任職于江蘇安科瑞電器制造有限公司 手機：17821733155（微信同號）