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淺談無線測溫技術在變電站中的應用

更新時間：2020-08-17 點擊次數(shù)：1132次

摘要：本文介紹了無線測溫技術的系統(tǒng)方案，并簡要分析了其在變電運行設備管理中所帶來的經(jīng)濟效益和社會效益。

關鍵詞：無線；方案；狀態(tài)檢修；效益

隨著無人值守變電站越來越多，傳統(tǒng)變電站綜合自動化系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)已經(jīng)不能滿足要求。例如：目前普遍使用的小車式開關柜，其斷路器與開關柜之間采用插頭連接，長期的大電流、觸頭老化等因素易致其接觸電阻變大，從而造成觸頭溫升過高導致連接點發(fā)熱并形成惡性循環(huán)：溫升、膨脹、收縮、氧化，電阻變大、再度升溫直至甚至燒毀等現(xiàn)象釀成事故。通過建設變電站運行溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，運行人員能夠在短時間了解設備的運行情況，及時處理事故隱患，做到防范于未然。

目前專門用于高壓母線、高壓開關及電接觸發(fā)熱測量的儀器還很少。溫度監(jiān)測的辦法，一種是在高壓電接觸表面涂一層發(fā)光材料，通過觀察其顏色變化來大致確定溫度范圍，這種方法準確度低、可靠性差，不能進行定量測量：另外一種辦法是利用輻射特性的紅外熱像儀，準確度較高，但需要光學器件，在高壓開關柜等特定場合使用不太方便，而且價格較高，推廣應用有一定困難。兩種方式都需要人工巡查，不能實時得到溫度數(shù)據(jù)，起不到溫度實時報警功能。

目前，許多電力公司正在推廣光纖測溫系統(tǒng)，雖然光纖能夠承受一定電壓，但是在空氣濕度相對比較大或出現(xiàn)霧水、霜露的情況下會給電氣造成安全隱患。相對比而言，利用無線傳輸?shù)姆绞綔y量高壓環(huán)境溫度更可行，可按實際情況分布所要測量的位置，為隨意一定、拆裝、增減測溫點的個數(shù)提供了方便。

1、系統(tǒng)方案

變電站無線運行溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)的結構分為三層，主站層、通信層和設備間隔層（見圖1）。

主站層負責對測溫數(shù)據(jù)的采集、統(tǒng)計、分析和計算，并自動生成報表，支持打印功能。同時，主站層設備支持數(shù)據(jù)遠傳，可將變電站內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)遠傳至*的監(jiān)控、調(diào)度或者是集控站，以實現(xiàn)無人值守。通信層將每個測量點的溫度數(shù)據(jù)通過短程無線自動網(wǎng)通信將數(shù)據(jù)上傳至現(xiàn)場管理機，由于采用無線通信技術，施工量很小，無需敷設通信電纜，節(jié)省了設備安裝時間，特別適用于老站的改造，也解決了因通信電纜附著在被測量物體表面因發(fā)熱而被燒壞的現(xiàn)象。

設備間隔層安裝在被測物體表面。它由兩部分組成：一是溫度測量部分，利用安裝在測量點的溫度傳感器對設備運行溫度進行測量，然后將測量的模擬溫度數(shù)據(jù)轉化為數(shù)字信號；二是無線通信模塊、負責將采集的溫度數(shù)據(jù)以短程無線方式傳送至現(xiàn)場的管理機。

圖1 無線測溫系統(tǒng)工作原理

主要特點有：

1.采用分層、分布、分散式結構。系統(tǒng)組態(tài)自由靈活，可根據(jù)實際情況隨意擴充或刪減而無需重構系統(tǒng)。軟件采用面向對象的編程技術，人機交流界面友好，易于操作和維護。

2.使用無線傳輸方式對多個數(shù)據(jù)采集點實現(xiàn)集中監(jiān)測，每臺現(xiàn)場管理機可負責管理多個測溫終端，測溫終端與現(xiàn)場管理機之間采用無線通信，無任何線纜連接，施工快捷方便，既適用于老站改造、又適用于新建變電站。

3.采用無線、以太網(wǎng)等多種通訊方式相結合，系統(tǒng)易于擴展。根據(jù)需要，系統(tǒng)可支持無線、以太網(wǎng)等多種通信方式，能將后臺系統(tǒng)的溫度數(shù)據(jù)遠傳至調(diào)度中心或集控站，適應無人值守變電站的要求。

4.標準協(xié)議可直接融入“綜合自動化”運行，亦可自成系統(tǒng)，系統(tǒng)支持多種通信協(xié)議，能與多個系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，如MIS、綜合自動化系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)。

5.穩(wěn)定可靠的智能溫度傳感器，溫度傳感器經(jīng)過特殊處理，抗干擾能力很強，大大增強了通信可靠性。為適應不同安裝場合和不同安裝方式，開發(fā)多種溫度傳感器的外殼，如：金屬不銹鋼殼、鋁合金殼、阻燃工程塑料外殼等，可方便的安裝在戶外開關、銅母排、斷路器刀閘接點、電纜接頭、斷路器觸點等部位。

6.方式可設置監(jiān)控后臺畫面推報警窗、聲音、光信號報警等多種方式，報警記錄在監(jiān)控后臺可查詢、打印。

7.可實時、在線采集溫度數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集和發(fā)送間隔可通過定值整定方式實現(xiàn)，用戶可根據(jù)實際需要靈活整定。

8.測量點和接收點無直接關系，無需考慮絕緣問題，也省去在開關柜內(nèi)走線的煩惱。

2、經(jīng)濟效益分析

降低電力生產(chǎn)維護成本是電力企業(yè)一項長期工作。無人值班變電站的增多、地理位置分散、人員的減少、管理范圍的加大等促使企業(yè)進一步降低管理成本。本系統(tǒng)建成運行后節(jié)省檢修費用35萬元，而直接的社會效益更大。

通過以上分析可以看出，無線測溫系統(tǒng)運行后，將通過實時數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)分析，加強設備管理，達到狀態(tài)檢修目的，提高供電可靠性，多供少損；可以提高工作效率，節(jié)省人力；提高生產(chǎn)安全性；提高服務水平和企業(yè)形象，提高企業(yè)市場競爭力?？梢灶A期，無線測溫系統(tǒng)的成功運行，將確定經(jīng)濟效益和社會效益的雙豐收。