浅谈无线测温在电力设备监测中的设计与应用

时间：2021-04-16

摘要：本文从电力安全生产的角度提出了电力设备温度无线监测系统，详细研究了系统实现的关键技术，并介绍了该系统的硬件设备组成及应用软件设计。

关键词：电力设备；温度监测；无线通信

1、引言

电力系统的“发、输、配、用”的各个环节存在大量的电气连接点，这些连接点因各种原因存在或大或小的接触电阻，接触电阻直接造成接触处温度升高，而运行过程中这些连接点因机械振动、过热氧化、膨胀松弛、表面腐蚀等原因使接触电阻进一步增加，导致连接点金属局部熔焊，产生火花甚至电弧放电，殃及周围绝缘材料，导致电气设备损坏、停电、火灾或者爆炸等事故，威胁着电网的经济、运行安全。生产过程中，因电气设备接点过热造成的事故，占整体电气事故的很大比例，如不及时发现，不仅白白耗费电能加大线损，更重要的是这将成为事故的隐患，给安全供电带来的威胁。基于以上目的，本文提出了基于无线传感网络通信技术、实时的、在线式温度监测与预警解决方案。

2、系统组成

本系统由无线温度传感器、数据转发器、数据集中器（通信中继器）、温度显示仪、后台监测分析软件组成，系统组成如图1。系统在物理上和功能上均采用分层分布式结构，以保证系统组态的灵活性和功能配置方便。无线温度传感器、数据转发器、数据集中器、温度显示仪均内置了16位的ID，*任何配置，即装即用。传感器、转发器、集中器和显示仪的数量均可按需配置，没有规模限制，只要在无线通信距离内没有重复的ID即可，因此可以适应较多规模的温度监测预警工程之需要；无线通信具备通信异常告警和自恢复功能。

图1 电力设备温度监测预警系统结构图

3、硬件设计

无线温度传感器具有自动射频功率调整、网络路由发现与维护、网络路由（中继）选择等自适应能力，可以降低功耗，延长电池的使用寿命。利用通用的ISM和SRD免许可频段射频通信，采用精简型ZigBee无线传感网通信协议传递温度和工作状态信息，通信稳定、效率高，耗电量更低。温度显示仪用于显示数据转发器和数据集中器收集到的各测温点温度值、各传感器工作状态，并产生报警信息等。

4、后台管理软件功能

监测计算机能够与若干台通信集中器交换数据，并配置全站或的温度传感器、数据转发器、数据集中器和温度显示仪的工作参数。

图2 电力设备温度监测预警系统用户界面

管理软件的工程实例画面如图2所示。管理软件提供了各种常见的电力设备图符（支持用户扩充），以便根据现场需要设计或修改显示画面、报警设置和报表，并可嵌入现场地理分布图，变压器、断路器和隔离开关等设备的图片，利用这些图片作为背景放置文本框、温度计等图符，直观地显示设备接头的温度。通过给各测温点设定报警限值，可在发生以下情况时产生报警：温度过设定值、温度迅速升高且其变化率设定值、三相温度不平衡度出阀值等。各母线接头、电缆接头及开关触点等温度值按照设定的方式保存在历史数据库中，可按测温点、电气间隔、监测时段、报警记录等条件组合查询，其结果自动生成报表，报表可以根据用户需要进行调整，包括栏目和样式等，并且支持动态的数据连接功能。为了便于相关岗位的不同人员及时了解信息，管理软件内嵌了WEB服务器，并设计了基于SSL的授权访问，局域网（如调度数据专网等）的计算机可在本地网络浏览器上实现监控主机的功能。

5、安科瑞无线测温产品介绍

5.1测温传感器

a.电池供电型无线温度传感器

安装于发热部位，采集温度量并通过无线方式传输的传感器。

目前无线温度传感器有三款：

b.CT感应取电无线温度传感器

安装于断路器触头、母排、电缆搭接点等大电流处，采集温度量并通过无线方式传输的传感器。

目前无线温度传感器有两款：

5.2接收/显示单元

a.接收单元

b.显示单元

6、结束语

结果表明，基于无线网络技术的温度监测与预警系统能够准确地报告被测高压设备易发热部件的温升，消除传统温度巡视的死角问题，及时消除隐患、减少事故、降低经济损失，对电网运行的可靠性、安全性的提高具有重要的现实意义。

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