无线温度预警系统的应用

王海洲

摘要:对运行中的高压设备进行温度在线监测是一项反应设备运行的重要指标。本文从无线温度预警系统的组成、优缺特点以及适用范围等注意事项出发,简要阐述了无线温度预警系统在电力系统进行广泛应用的意义。

关键词:无线温度预警在线监测特点应用范围

中图分类号:TP277 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)06(b)-0063-01

1 概述

长期以来,随着各级电网的日益发展的同时,用户对供电可靠性的要求也日益突出,加强对运行设备的在线检测力度,能够有效、及时发现并处理设备故障,从而促进供电可靠性的提高。设备的测温技术从最早的使用测温蜡片到如今常用的红外检测仪成像测温技术,并日臻成熟。但其中也有部分地方是红外测温的盲区,高压设备的联接点运行温度很难实时在线监测,这是因为这些部位都具有裸露高压,还有的是密闭空间,通常的温度测量方法因无法解决高压绝缘问题而无法使用。无线温度预警系统采用无线电波进行信号传输,传感器安装在高压设备上,与接收设备之间无电气联系,因此从根本上解决了高压设备接点运行温度不易实时在线监测的难题,实现了人员对高压设备温度变化的在线监测。

2 无线温度预警系统的构成

无线温度预警系统由无线温度传感器、无线温度监测仪及监控计算机等三部分构成。每台无线式温度监测仪也接入数量不等的温度传感器,一般情况下考虑现场环境以及维护的工作量,可接入3-256只数量不等的温度传感器,自构成一个小的网络系统,每台无线式温度监测仪设有RS485或网络通讯接口,接入到监控计算机。对于温度监测点距离控制室(监控计算机)较远的系统,无线温度预警系统可配置无线数据传输模块、GPRS数据传模块或光纤通信系统传输,可将远至几十公里外的温度监测信号传送到控制室,便于工作人员对设备进行在线监测。

无线温度传感器:由控制单元、无线数据传输和温度测量三部分组成。测温后,将温度数据通过无线方式传递给测温通讯终端。主要安装在易发热的电缆连接、变压器与开关的表面。每个无线温度传感器具有唯一的ID编号,实际安装使用时记录每个传感器的安装地点,并与编号一起录入温度检测工作站计算机数据库中。传感器每隔一定时间自动发射一次检测点的温度数据,发现温度异常立即报警,可不受发送周期限制。

无线温度监测仪:安装在离无线温度传感器较近的室内,负责接收各无线温度传感器发送出的温度数据,在数据库中作长期保存,实时显示检测点的温度变化曲线,并进行分析,一旦发现温度过热、或急剧升温到设置报警温度立即报警。

监控计算机:通过无线温度监测仪的单片微处理器控制将被测设备温度由温度传感器转换成数字信号,通过微处理器将采集到的温度信息,通过485或LAN口通讯模块上传到一台监控计算机。将多个传感电子标签分布在读写器的周围,在有效的通讯范围内可以随意添加、删除、移动测温终端。读写器则安装在控制中心,控制中心计算机软件实时监控每个点温度的变化,温度检测计算机从测温通讯终端采集各检测点的运行温度数据,在数据库中作长期保存,实时显示检测点的温度变化曲线,并进行分析,一旦发现温度过热、或急剧升温到设置报警温度立即报警,实现足不出户掌握整个系统的发热状况。

3 无线温度预警系统的特点

应用范围:

主要应用在开关柜触点的温度监测,同时也可用于以下高压设备运行温度的测量:

(1)高压开关柜接点及触头;(2)干式变压器;(3)箱式变压器;(4)高压母线接头;(5)高压电缆接头;(6)隔离刀闸。

优点:(1)稳定性:频段固定,一般采用2.4G频段,工作在2400～2483.5MHz(ISM)频段,直接序列扩频(DSSS),抗干扰能力更强;(2)简便性:温度传感器采用LTCC内置天线,整体体积小,可用胶或绑扎带固定在带电导体上,传感器自动识别,无连线,安装简便;(3)低耗性:传感器发射功率小耗电极低,电池采用锂电池,占传感器体积的3/4,电池使用寿命:＞5年;(4)准确性:温度测量自适应度高,温度测量范围:-55℃～+125℃,精度:±0.5℃(-20～+80℃),温度测量周期:10～180s,可准确测报高压设备的异常温度;(5)广泛性:高达65535个无线传感器编址,便于对多个测温点进行在线监测;(6)安全性:等电位、单点、绝缘安装,没有任何连接导线,方便安装维护,且系统具有极高的安全可;(7)系统性:可与变电站综合自动化系统融为一体,扩充现有系统功能,实现数据共享,便捷管理靠性。(8)实时性:温度采集时间间隔可以按秒级设定,保证数据的记录、分析及时准确,为设备检修、生产调度等提供可靠依据。

缺点:传输距离受到限制,并易受建筑物等影响。

4 案例

长期以来,垦利县供电公司非常重视对电气设备的在线监测工作,将对变电站电气设备温度的在线监测作为一项重要内容,自2008年以来,对公司在建、改建及扩建的变电站都安装了无线温度预警系统,取得了良好的效果。以我公司2009年建成的110kV胜兴站为例,该站共设立了128个无线温度预警监测点,用于监测110kV,35kV,10kV高压开关、变压器及排线触点的温度,并对设备过热点进行定位。在该系统运行的近三年中,共预警电气设备温度异常2次,及时将故障消灭在萌芽状态,有效地防止其温升可能造成的火灾、爆炸、绝缘老化、短路等事故,确保电力运行的安全。

5 结语

在电力生产上,温度是一个重要的测量参数,温度的自动检测已经成为进行安全生产和减少损失采取的重要措施之一。而在特定场合下检测点分散、环境封闭或有高电压、很多测温方式根本无法实现测量工作,因而温度的无线传输系统,采用先进传感技术、无线通讯技术、自动化控制技术、数字识别技术、抗地磁干扰设计,在电力系統部分难人工监测的设备节点,采用无线温度预警系统可最大限度的保障人员和设备的安全。无线温度预警系统具有极高的可靠性和安全性,提供的温升变化率报警机制,为高压设备的维修提供累积数据依据,为生产决策提供真实可靠依据,实现了高压设备热故障的预知维修。