变电站无线测温系统的开发与利用

摘 要 无线温度传感器采集和发送温度数据，测温终端定时循环手机温度和地址数据，预警中心收集通信终端的数据，并进行相关处理和预警，对变电站高压设备进行检测。实时进行温度数据采集、无线数据传输，运行状态数据显示，历史数据对比，对变电站设备异常温度升高及时预警。

关键词 测温；无线；传感器

中图分类号：TM933 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）22-0019-01

1 概述

在电力系统中，温度是设备运行正常的一个重要参数。变电站有很多重要的电器设备，例如：真空开关、隔离刀闸、变压器等，经过常年运行，因设备老化、连接处不紧固、表面出现氧化现象、接触电阻过大或紧固螺栓松动而使其温度升高导致发热，设备正常在运行时很难发现过热部位，长期过热运行容易引起设备损坏，甚至引起火灾，危及设备及人身的安全。随着经济在的发展，科技不断的进步，工业、农业、人们生活的用电量不断增长，多年运行的设备就容易出现满负荷运行状态，通过对设备温度的实时监测就成为目前的主要问题。

2 无线测温与传统测温的比较

目前用于变电站高压设备运行温度监测的技术主要有无线测温、普通测温、红外测温和光纤监测，无线测温是指高压电气设备的温度通过传感技术、无线通讯技术、进行信号转换进行传输，由于它绝缘强度高、抗电磁干扰能力强的特点，很适合在高压电气设备触点进行温度实时监测。对无线测温与下列三种常规测温技术进行比较。

1）普通测温：常规的测温方式是指利用热电阻、半导体或热电偶温度传感器等测温，用金属导体传输信号，绝缘强度不能满足。无线测温系统绝缘强度高，与高压电气设备隔离，在高压电气设备的任意触点上都可以安装，准确测量高压电气设备触点的实时温度。

2）红外测温：由于红外测温是通过红外成像仪透过高压电气设备连接处成像，由于变电所高压电气设备多，电磁场强度大，成像仪很难准确成像，这样很大程度干扰了测温的准确度，导致红外方式无法测量。另外高压设备环境限制，无法安装红外测温探头（因为探头必须与被测物体保持的安全距离，并需要正对被测物体的表面）。无线测温系统可以直接安装到高压电气设备连接处的表面或封闭的柜体内，通过温度采集器进行采集，对后台机进行无线信号方式传输。

3）光纤测温：光纤测温也是将温度传感器直接安装在电气设备连接处或者封闭的柜内，温度传感器用光纤连接到光纤测温仪，再利用光纤温度测温仪通过光纤传递进行信号传输。光纤韧性、强度不高，容易折断、受环境温度影响大。日积月累绝缘强度降低比较快，在高压柜内安装、布线受限制，价格比较高，投入成本增大。无线测温系统采用电磁波传输信号，监测器直接安装在高低压设上，温度测量准确，可以解决电气绝缘问题，完全绝缘，没有复杂的引线，造价低廉。

根据以上比较可以看出，常规的测温方法要么需要人工干预，要么造价较高，要么有安全隐患，要么存在局限性，而电力无线温度监测系统实时性强、性价比高、安全可靠。通过上述分析，利用无线传输的方式测量高压环境温度成为一种必然趋势。

3 无线测温的工作原理

变电站无线测温报警系统是由四部分组成，它包括探头（无线温度传感器）、终端（测温通信）、服务器（测温数据管理）和控制端（后台管理）四部分组成。无线温度传感器通过连接点监测到的温度，通过电路转换信号，把温度信号转换为无线信号并发送出来。测温通信终端定时循环收集无线温度传感器发送出来的无线信号，通过数据转换电路把无线信号再还原为数字温度信号，通过485输出端口把数据发送至数据管理中心。数据管理中心一般是有一台专用的服务器，通过专业的数据库形式，把各个变电站的温度信号集中采集和存储，所有站点的温度信号都要集中到数据管理中心来管理和配臵。数据管理中心实时显示和存储各个监测点的数据，如有温升报警即时没有人值班可以及时把报警信息通过GPRS短信报警主机发送至需要管理人员的手机中，在第一时间能够掌握温度变化情况。管理工作站采用网络形式，在统一网络中相关的管理人员的电脑中安装相应的软件程序，根据各个部门的职责不同可以管理范围之内所有变电站的信息，通过图形、列表、历史曲线、实时曲线、报警等各种形式来进行监视。

4 变电站中无线测温的应用

系统正常运行时，值班人员可通过客户端直观地监测到各监测点的运行情况，将变电站内高压电气设备的各连接处的温度、无线温度传感器的运行情况、户外出口电缆头的温度、电压、电流，及户外架空线路或电缆终端头的对地电压等运行信息发送到变电站后台机或远程监控中心系统，在变电站后台机或监控中心随时调取各监测点的实时数据和历史记录。当系统异常运行时，通过实时数据与历史曲线的自动对比，在站内通过无线调整无线温度传感器的告警功能，及时发现点。

无线温度传感器主要由3个单元组成，分别为温度测量单元、无线传输单元和控制单元，在电气设备易发热的地点安装。例如：高压开关与母排连接处、隔离刀闸于母排连接处，电缆终端头压接处、变压器高、低压套管的连接处等。无线温度传感器按设定的周期把温度数据发送给温度显示仪，如果监测点温度异常时，无线温度传感器不受时限限定，立即发送温度信号，及时告警。

无线温度传感器每个监测点安装一个探头，且每个探头对应唯一的ID编号，温度传感器把监测点的温度发送到变电站后台机或者监测中心的同时，也把探头的ID编号传输出来，通过存储器存储单元提前存储好的探头及传感器ID与安装监测点的对应，自动确定各监测点的温度。每个测温终端管理100只无线测温传感器，这些传感器的ID号需要事先配置保存到终端的flash中。

无线温度传感器将监测点的温度数据按（设备运行前设定）周期将自动发送，变电站后台机接收并自动存储各监测点的温度数据，通过实时数据与系统历史数据、变化曲线的对比进行分析，设定温度告警限值，当越限时立即告警，也可接入网络进行WEB。与以往的测温方式对比，避免了错报、误报、延报的现象，通过告警及数据查询判断电气设备连接点的过热时长，及设备的损坏程度。同时可以在手机上发送设备的温度告警，快速进行在现场核对，及时处理设备缺陷，延长设备使用寿命，提高系统运行的稳定性。

5 总结

变电站电力设备无线测温系统实现了温度数据进行实时采集、无线数据传输、运行状态数据显示。通过对设备温度的监测来预防电气设备事故的发生，为保证电力系统平稳、安全的运行提供了可靠保障。

参考文献

[1]李小博，黄新波，陈绍英，等.基于ZigBee网络的智能变电站设备温度综合监测系统[J].高压电器，2011（08）.