摘要：無源電源無線溫度測量在線監(jiān)測系統(tǒng)是一種基于聲表面波技術(shù)的溫度測量技術(shù)，在變電站監(jiān)測中得到了良好的技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用。本文分析了無源電源無線溫度測量在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究和應(yīng)用。

   關(guān)鍵詞：設(shè)備檢測；無線溫度測量

   在電力系統(tǒng)設(shè)備的長期運(yùn)行中，往往容易老化或過熱，如果不及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決，可能會造成嚴(yán)重事故。變電站設(shè)備的維護(hù)和監(jiān)控往往由于地理位置偏遠(yuǎn)，管理人員無法涵蓋一切，難以檢查和維護(hù)。因此，需要通過自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和預(yù)警系統(tǒng)，也成為管理者的重要手段。無源供電無線測溫在線監(jiān)測系統(tǒng)提出了基于聲表面波的新型測溫技術(shù)。

1、無源供電無線測溫在線監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用意義

(1)實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測

   無源電源無線溫度測量在線監(jiān)控系統(tǒng)為消除開關(guān)柜過熱帶來的安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)提供了技術(shù)手段，消除了經(jīng)濟(jì)危害和社會損失的可能性。

(2)協(xié)助實(shí)現(xiàn)設(shè)備的狀態(tài)維護(hù)

   傳統(tǒng)的維護(hù)模式往往通過定期檢查發(fā)現(xiàn)和解決設(shè)備故障的維護(hù)，特別是偏遠(yuǎn)地區(qū)的維護(hù)時(shí)間和周期較長，往往無法及時(shí)解決。通過建立在線監(jiān)控系統(tǒng)，可以對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和預(yù)警，更新變電站設(shè)備的維護(hù)模式，確保設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

(3)為科學(xué)調(diào)度提供參考依據(jù)

   建立溫度與負(fù)荷相關(guān)的分析模型，根據(jù)負(fù)荷情況預(yù)測溫度變化趨勢，為負(fù)荷控制提供決策依據(jù)。電力設(shè)備的狀況可能會對整個(gè)電網(wǎng)的狀況產(chǎn)生很大的影響，并反映電網(wǎng)的運(yùn)行和負(fù)荷。因此，對電力設(shè)備狀況的研究和監(jiān)測將有助于電力系統(tǒng)的整體運(yùn)行和輔助決策。

2、擅長無源供電無線測溫在線監(jiān)控系統(tǒng)

(1)系統(tǒng)組成

   在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由溫度傳感器、溫度采集器、測溫主控終端和監(jiān)測應(yīng)用系統(tǒng)組成。溫度采集器的作用是采集變電站設(shè)備刀閘、開關(guān)等接觸點(diǎn)的溫度，溫度采集器根據(jù)需要布置在多個(gè)點(diǎn)。溫度傳感器匯總多個(gè)開關(guān)柜多點(diǎn)收集的溫度數(shù)據(jù)，通過無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綔囟葴y量控制終端，然后通過監(jiān)控應(yīng)用系統(tǒng)對溫度測量控制終端上的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、統(tǒng)計(jì)、分析和預(yù)警。

(2)溫度傳感器

   溫度傳感器利用材料的物理特性，通過聲表面波原理將信號轉(zhuǎn)換為電信號。通過安裝在設(shè)備表面的溫度收集器收集溫度數(shù)據(jù)，接收溫度傳感器的反射波，可以獲得連續(xù)穩(wěn)定的實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)，為下一步的數(shù)據(jù)分析提供原始數(shù)據(jù)。

(3)溫度采集器

   溫度收集器與溫度傳感器相對應(yīng)。溫度收集器負(fù)責(zé)發(fā)射頻信號，溫度傳感器負(fù)責(zé)通過無線通信處理信號，并上傳到主控終端。

   溫度采集器的發(fā)射頻率為 發(fā)射信號為單頻信號的428~439mHz，不同頻率代表不同信號。接收信號后，通過放大信號、濾波器等處理，轉(zhuǎn)換為可識別的電信號，以獲得溫度參數(shù)。

(4)測溫主控終端

   溫度測量控制終端是無源電源無線溫度測量在線監(jiān)控系統(tǒng)的核心設(shè)備。主控制終端是數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、溫度報(bào)警、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、參數(shù)設(shè)置和協(xié)議轉(zhuǎn)換等收集到的數(shù)據(jù)的后處理。通過CAN總線或無線連接到溫度收集器，獲取連接到傳感器的溫度信息。根據(jù)設(shè)定的參數(shù)，分析溫度信息，確定是否產(chǎn)生報(bào)警信息；主站系統(tǒng)的上行通信 RS485接口，并按一定規(guī)定實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

(5)監(jiān)控應(yīng)用系統(tǒng)

   監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用包括設(shè)備參數(shù)設(shè)置、溫度信息獲取、數(shù)據(jù)分析和系統(tǒng)預(yù)警。這些功能通?？梢宰鳛榍度胧诫娏ο到y(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)、模塊或獨(dú)立系統(tǒng)進(jìn)行溫度監(jiān)測和預(yù)警。這些功能將整合多臺電力設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測，幫助設(shè)備管理人員了解和分析情況，確保設(shè)備的正常運(yùn)行。

(6)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

         1.溫度顯示。對于設(shè)備各點(diǎn)的溫度實(shí)時(shí)顯示、溫度的發(fā)展趨勢和曲線，通過電力系統(tǒng)查看和分析歷史記錄 在SCADA系統(tǒng)中，也可以通過主控終端外接顯示屏進(jìn)行顯示。

         2.報(bào)警功能。報(bào)警功能是根據(jù)現(xiàn)場管理需要，通過設(shè)置溫度測量主控終端來管理溫度邊界和絕對值，并在溫度超過設(shè)定值時(shí)進(jìn)行預(yù)警。預(yù)警方式包括主控終端蜂鳴預(yù)警、指示燈閃爍預(yù)警和短信息預(yù)警。

         3.設(shè)備參數(shù)設(shè)置。設(shè)備參數(shù)的設(shè)置包括傳感器溫度校準(zhǔn)、預(yù)警溫度設(shè)置、發(fā)射和接收信號的頻率設(shè)置和系統(tǒng)時(shí)間。

         4.綜合分析。綜合分析功能是設(shè)備溫度故障分析、歷史趨勢分析和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)應(yīng)用的應(yīng)用功能。專家系統(tǒng)將為管理者提供設(shè)備故障分析結(jié)果，供參考和輔助決策。

         5.遠(yuǎn)程維護(hù)。系統(tǒng)的遠(yuǎn)程維護(hù)功能是在分析和統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)結(jié)果的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程運(yùn)行維護(hù)，可以初始化、重啟和升級設(shè)備。

(7)通信方式

   溫度收集器：開關(guān)柜內(nèi)一組傳感器的溫度數(shù)據(jù)采集無線，安裝位置無特殊要求，方便電源、接線，如開關(guān)柜儀表室等。

   溫度控制終端：安裝在變電站主控室或其他方便與收集器通信的地方，提供所有站內(nèi)溫度收集裝置與當(dāng)?shù)刂髡鞠到y(tǒng)或遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的統(tǒng)一通信接口和協(xié)議轉(zhuǎn)換。

   站內(nèi)所有溫度采集器和溫度測量控制終端均配備無線通信模塊，通過無線通信通道進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，變電站無需布線。

3、應(yīng)用場景

   電氣接點(diǎn)在線測溫裝置適用于低壓開關(guān)柜內(nèi)電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開關(guān)、壓電纜中間頭、干式變壓器、低壓大電流等設(shè)備的溫度監(jiān)測，防止在運(yùn)行過程中因氧化、松動(dòng)、灰塵等因素造成接點(diǎn)接觸電阻過大而發(fā)熱成為安全隱患，提設(shè)備安全保障，及時(shí)、持續(xù)、準(zhǔn)確反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，降低設(shè)備事故率。

4、系統(tǒng)硬件配置

   溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由設(shè)備層的溫度傳感器和溫度采集/顯示單元，通訊層的邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)以及站控層的測溫系統(tǒng)主機(jī)組成，實(shí)現(xiàn)變配電系統(tǒng)關(guān)鍵電氣部位的溫度在線監(jiān)測。

5、結(jié)語

   無線溫度傳感裝置及配套管理系統(tǒng)，溫度測量傳感器無需供電，從而減少了日常檢測維護(hù)成本。該配套管理系統(tǒng)提供溫度異常告警、實(shí)時(shí)設(shè)備溫度采集、日常溫度監(jiān)測、設(shè)備狀態(tài)評估等功能，避免重大因溫度導(dǎo)致的故障的發(fā)生。系統(tǒng)的研究和實(shí)施產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，具有一定的推廣前景。

【參考文獻(xiàn)】

[1]亓振新,劉曉艷,許強(qiáng),張斌,呂勝軍,朱曉陽,崔東海,徐繼凱,無源供電無線測溫在線監(jiān)測系統(tǒng)研究應(yīng)用。

[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2022.05版。