無(wú)線溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)解決方案

亓振新 劉曉艷 許強(qiáng) 張斌 呂勝軍 朱曉陽(yáng) 崔東海 徐繼凱

摘要：無(wú)線光電溫度傳感器可準(zhǔn)確地跟蹤發(fā)熱接點(diǎn)的溫度變化，實(shí)現(xiàn)了采集器和被采集點(diǎn)等電位，安全可靠。本文對(duì)無(wú)線溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了研究，提出了無(wú)線溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)解決方案，對(duì)于提升無(wú)線溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)水平有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：無(wú)線溫度；在線監(jiān)測(cè)；系統(tǒng)解決

一、關(guān)于無(wú)線溫度技術(shù)要求

由于被測(cè)設(shè)備均屬于實(shí)時(shí)運(yùn)行的高壓電氣沒(méi)備，因此在設(shè)計(jì)時(shí)需充分考慮該統(tǒng)對(duì)設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的影響，其具體要求如下：

（一）采用無(wú)線測(cè)溫原理，如果現(xiàn)場(chǎng)測(cè)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(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行造成隱患，因此采用的數(shù)據(jù)傳輸方式為無(wú)線式。

（二）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫設(shè)備不改變被監(jiān)測(cè)設(shè)備原有結(jié)構(gòu)，安全可靠。

（三）整個(gè)溫度傳感系統(tǒng)的測(cè)量精度高，且系統(tǒng)測(cè)量精度和溫度分辨率不隨溫度測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)的增加而降低。

（四）溫度刷新速度快，能夠?qū)λ袦y(cè)點(diǎn)的溫度進(jìn)行7x24小時(shí)不問(wèn)斷監(jiān)測(cè)，可根據(jù)需要定時(shí)保存溫度，并且通過(guò)監(jiān)測(cè)軟件可以精確確定發(fā)生過(guò)溫報(bào)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(gè)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(jìn)行一次溫度測(cè)量的同時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的自我檢測(cè)與診斷，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)傳感器失效和損壞，以便于及時(shí)的維修與維護(hù)。

（六）具有強(qiáng)大的軟件功能。監(jiān)測(cè)軟件通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信，在人機(jī)界面上實(shí)時(shí)顯示每個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)的位置、溫度值、溫度變化情況等。當(dāng)測(cè)量溫度大于預(yù)沒(méi)報(bào)警溫度時(shí)、三相溫度失衡時(shí)、溫升過(guò)快時(shí)，監(jiān)控軟件能觸發(fā)軟件界面的聲光報(bào)警，提醒值班人員盡快處理。同時(shí)操作人員還可以對(duì)每個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)的歷史溫度數(shù)據(jù)、報(bào)警紀(jì)錄進(jìn)行多條件查詢，生成安全運(yùn)行報(bào)表等。

二、關(guān)于無(wú)線溫度技術(shù)應(yīng)注意的問(wèn)題

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫設(shè)備需要直接與被測(cè)的電纜頭、觸頭等設(shè)備直接接觸，才能測(cè)得溫度數(shù)據(jù)，因此實(shí)施變電站無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)時(shí)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)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(yùn)行，不能影響電力設(shè)備的檢修維護(hù)，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(hù)都必須在設(shè)備停電的情況下進(jìn)行，為了減少因維護(hù)測(cè)溫沒(méi)備而造成電力設(shè)備停電，必須要求測(cè)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(zhǎng)。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(shí)全天候運(yùn)行，電能消耗很大，普通電池會(huì)在很短的時(shí)間的將力用盡而使系統(tǒng)癱瘓。為此，必須最大限度地延長(zhǎng)電池使用壽命，我公司的測(cè)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(shí)發(fā)送與動(dòng)態(tài)發(fā)送相結(jié)合的技術(shù)：傳感器平時(shí)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(guò)限值（±1℃）則立即發(fā)送。若沒(méi)超過(guò)限值則繼續(xù)休眠，每四分鐘定時(shí)發(fā)送一次數(shù)據(jù)。這樣既節(jié)省了電能，延長(zhǎng)了電池的使用壽命，又滿足了監(jiān)控溫度的實(shí)時(shí)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(wú)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(chǔ)存起來(lái)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(wú)線溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

本系統(tǒng)前端采用無(wú)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(cè)接點(diǎn)上，準(zhǔn)確地跟蹤發(fā)熱接點(diǎn)的溫度變化；無(wú)線光電溫度傳感器是利用射頻技術(shù)傳遞溫度信息，實(shí)現(xiàn)了采集器和被采集點(diǎn)等電位.安全可靠。本產(chǎn)品的機(jī)柜終端可準(zhǔn)確地報(bào)告運(yùn)行中所有被測(cè)高壓設(shè)備易發(fā)熱部件溫升，為設(shè)備安全運(yùn)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(cè)運(yùn)行軟件功能強(qiáng)大，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)人機(jī)界面將地理分布圖、接點(diǎn)溫度運(yùn)行參數(shù)、預(yù)告警信息、歷史參數(shù)等通過(guò)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(cè)儀配備標(biāo)準(zhǔn)通訊接口，可聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，通過(guò)上位計(jì)算機(jī)，可記錄開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行溫度的數(shù)據(jù)，為開(kāi)關(guān)柜的維修提供依據(jù)，實(shí)現(xiàn)了開(kāi)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(cè)溫相比，還體現(xiàn)了本產(chǎn)品系統(tǒng)具有測(cè)溫精度高、響應(yīng)速度快、體積小、易安裝、實(shí)時(shí)在線，光纖傳導(dǎo)，抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是傳統(tǒng)測(cè)溫方式的一次革命。

四、無(wú)線溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成

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

監(jiān)測(cè)設(shè)備主要由無(wú)線溫度傳感器和無(wú)線溫度顯示儀組成。軟件部分由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)程序、后臺(tái)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(wú)線光電溫度傳感器：無(wú)線光電溫度傳感器由溫度采集點(diǎn)和無(wú)線收發(fā)器組成。溫度采集點(diǎn)體積極小，可任意靈活地被安裝在被測(cè)物件的任意點(diǎn)；溫度采集點(diǎn)有數(shù)據(jù)線和無(wú)線收發(fā)器以等電位形式相連，溫度數(shù)據(jù)由無(wú)線收發(fā)器以無(wú)線形式實(shí)時(shí)報(bào)告基站。利用射頻技術(shù)傳遞溫度信息，實(shí)現(xiàn)了采集器和被采集點(diǎn)等電位，安全可靠。溫度監(jiān)控中心站軟件：該軟件運(yùn)行在上位機(jī)上，用來(lái)處理各電站采集發(fā)送的機(jī)柜溫度數(shù)據(jù)，有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行運(yùn)算、顯示預(yù)告警、儲(chǔ)存打印。該軟件需單獨(dú)定購(gòu)。

（二）無(wú)線溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理

通過(guò)無(wú)線溫度傳感器的單片微處理器控制將被測(cè)設(shè)備溫度由溫度傳感器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再通過(guò)無(wú)線發(fā)射接收模塊傳遞至無(wú)線溫度顯示儀，通過(guò)微處理器將采集到的溫度信息，通過(guò)存儲(chǔ)芯片送LCD顯示器顯示，通過(guò)485通訊模塊上傳到上位機(jī)，上位管理單元可接入電力自動(dòng)化系統(tǒng)或直接通過(guò)GPRS模塊將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳至局中心。

（三）無(wú)線溫度在線監(jiān)測(cè)應(yīng)用范圍

本系統(tǒng)主要應(yīng)用于監(jiān)測(cè)電網(wǎng)中高壓電器設(shè)備易發(fā)熱部件：1、1OKV、35KV高壓開(kāi)關(guān)柜的動(dòng)靜觸頭及柜內(nèi)各種接點(diǎn)溫度的在線監(jiān)測(cè)；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(cè)；3、電站主變溫度在線監(jiān)測(cè)；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(cè)。

五、結(jié)語(yǔ)

在線無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)用效果很好，對(duì)處于高電壓、大電流的環(huán)境中高壓開(kāi)關(guān)柜及電氣設(shè)備實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線測(cè)溫監(jiān)測(cè)，因該技術(shù)是無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，無(wú)需考慮爬距，避免了污閃與高壓絕緣降低等問(wèn)題，且人機(jī)界面友好，初步實(shí)現(xiàn)了高搓開(kāi)關(guān)柜的智能化管理，具有較好的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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