温度监测预警系统在变配电站中的应用

[摘 要]大多数供电设备都存在发热的现象，因此对设备的关键部位、薄弱部位进行测温，并进行整理分析温度的变化趋势，从而及时发现设备的异常状态，是保障供电设备安全运行的一种非常有效手段。目前现有的变电站设备的温度数据采集采用地址编码，然后用无线射频自动传送数据的测温传感器，放置在被测节点的表面，通过测温通讯终端将所收集的数据，和地址编码一起上传到监测主控中心，监测主控中心软件对所有节点的温度进行实时的监视和分析，发现温度异常立刻发出报警，同时对所有节点进行分析，做到提前预防，保证了变电站供电设备的安全可靠运行。

[关键词]温度监测；供电设备；变电站

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）41-0245-01

1 概述

电力设备一般在高电压和大电流状态下工作，部分设备缺陷可以导致设备部件的温度异常升高。如供电设备中存在导体压接连接和插接连接，若压接或插接不牢固，就会导致接触电阻增加，以致在大电流的作用下出现温度异常升高，而温度的升高又使得接触电阻进一步增大，因此造成了恶性循环，最终可导致设备不能正常运行，甚至烧毁。根据国家电力安全事故分析统计，我国每年发生在变电站中的事故，40%是由高压电气设备过热而导致的，所以采用温度监测技术，不但能及时发现供电设备的温度异常现象，同时对保证供电设备的安全可靠运行具有十分重要的意义。

目前对设备测温的手段主要有示温蜡片、红外测温仪、红外成像仪、光纤测温、无线测温等等。对于110kV电压等级的供电设备通常位于室外设备构架上，而设备构架一般较高，超出了红外线测温仪的有效测温距离，而且测量还受到阳光的影响，测量不太精确；而示温蜡片在室外使用时同时受阳光和灰尘污染的影响极易失效；采用光纤测温时光纤外层防污闪能力较差，爬电距离较短等等原因，在110kV电压等级的供电设备上使用时安全性差；使用热成像仪测温时不能够实时的在线测温，而在关键部位与薄弱部位使用无线测温装置，并配合热成像仪，便能较全面的监测室外设备的温升情况。

2 温度无线监测在变电站中的应用

1）温度无线监测系统的组成

（1）无线温度传感器。在每一个需要温度监测的节点上都安装一个无线温度传感器，该传感器每隔设定的时间便会自动测量温度，并将测得的数据利用无线信号发送输出，而每一个无线温度传感器是具有唯一的编号（ID号），实际使用时需要进行分配，并记录每一个传感器的安装地点，与其唯一的编号一起存入配置文件中。

（2）温度监测通信终端。自动接收无线温度传感器发送过来的数据，在收到测温工作站的读取命令后，把收到的数据上传至测温工作站，由于受到现场环境的限制，无线传输距离理论上可以是几百米，实际上只有几十米，而每个测温通信终端只能管理一组无线温度传感器，这些传感器的ID号需要事先配置好，并保存到终端存储器中。

（3）工作站。测温工作站是一台工控计算机，在该计算机上安装运行专门的软件，用来定时循环地读取通信终端中收集来的数据，并保存在本地硬盘中。一个高压配电室只需要设立一个测温工作站，在工作站工控机中增加RS485通信接口板，其输出与各测温通信终端进行有线连接。

（4）管理中心：测温管理中心为一套专用的测温管理软件，可以连接到任意一台计算机上运行，它可用来接收测温工作站发出的异常报警、查询、统计、趋势分析、打印本系统测量的全部数据等等。

2） 温度无线监测系统软件功能

（1） 数据的采集：利用无线温度传感器来采集需测量的温度，比如开关柜内的触头、母线的连接点等，无线温度传感器安装在需测量温度的位置，实时地、全天候地采集设备被测点运行中的温度数据。

（2）数据的保存：在测温工作站计算机中可以保存每个测温点的每一次所测得的温度数据，而这些数据可以保存长达10年以上。

（3） 数据的显示功能：传输到工作站计算机中的温度数据，会被实时地以列表的形式显示出来，列表所显示的内容包括实测温度、报警信息、探头情况（长时间没有信号输出）等等。

（4）历史数据的查询：数据可以保存长达10年以上的时间，通过此软件可以随时查询每一个探头所测得的历史数据，数据不但可以以列表的形式输出、同时也可以以曲线的形式显示出来，另外还可以三相同时显示出来，以便于观察三相运行时的温度是否平衡。

（5）异常分析的功能：通常一个系统的测温点多达成百上千个，如果靠人工逐个测温点去查找到底是哪一个测温点发生报警或者故障相当困难，管理中心能够自动扫描每一个传感器探头的数据，及时提取温度超限或存在故障的测温点，以列表的形式的显示，从而减少了维护人员的工作量，提高工作效率。

（6）趋势自动分析功能：由于从发热到发生故障是一个缓慢地变化过程，通过对历史数据的分析可以提前预知异常发热点在未来一段时间可能会发生的温度告警，并进行自动趋势预测。

（7）打印功能：由值班员每天对异常分析报告进行打印，每周对趋势分析报告进行打印，由主管负责人审核签字后进行存档，同时这些分析报告还可以做为设备检修与维护的依据。

3） 温度无线监测系统的技术特点

该监测系统的成功运行是电力设备测温方式的一次改革，与传统的示温蜡片、红外测温等其它方法相比来说，不但节省了人力和物力，还具有以下特点：

（1）实时性：温度采集的时间间隔可以按秒来设定，以保证数据的及时准确，从而为设备检修、生产调度等提供可靠的依据。

（2）系统性：可以和电力系统综合自动化系统融为一体，扩充现有的系统功能，实现数据的共享、便捷管理。

（3）安全性：没有任何的连接导线，大大地方便了安装与维护，提高系统的安全可靠性。

（4）广泛性：该系统既可以用于的设备上，又可以用于柜内的设备上；既可以用在电力设备上，又能用在大多需要在线测温的领域。

（5）高效益：使用该系统后，不但可以节约购置昂贵的测温仪；又可以减少维护人员的工作量，从而提高工作效率，减少事故。

3 结束语

电力设备温度监测预警系统采用了有源RFID技术和PN数字温度传感技术，其独创设计了低功耗、主动型测温产品，它不但克服了电力运行环境下高电压、大电流、强电磁干扰、感温元件安装困难的技术难题，同时又避免了线路连接传感器会改变电气爬电距离的缺点，从而及时准确地测量高压电气设备，尤其是接头处的过热隐患，还可通过软件分析来预测各测温点的温度变化趋势，为电力设备的维护检修提供了准确的决策依据，以保证供电的安全可靠性。