无线温度在线监测系统解决方案

亓振新 刘晓艳 许强 张斌 吕胜军 朱晓阳 崔东海 徐继凯

摘要：无线光电温度传感器可准确地跟踪发热接点的温度变化，实现了采集器和被采集点等电位，安全可靠。本文对无线温度在线监测系统進行了研究，提出了无线温度在线监测系统解决方案，对于提升无线温度在线监测系统水平有一定的指导意义。

关键词：无线温度；在线监测；系统解决

一、关于无线温度技术要求

由于被测设备均属于实时运行的高压电气没备，因此在设计时需充分考虑该统对设备安全稳定运行的影响，其具体要求如下：

（一）采用无线测温原理，如果现场测温设备至通信管理单元之间采用有线传输方式，通信线缆将对电网的安全运行造成隐患，因此采用的数据传输方式为无线式。

（二）现场测温设备不改变被监测设备原有结构，安全可靠。

（三）整个温度传感系统的测量精度高，且系统测量精度和温度分辨率不随温度测点个数的增加而降低。

（四）温度刷新速度快，能够对所有测点的温度进行7x24小时不问断监测，可根据需要定时保存温度，并且通过监测软件可以精确确定发生过温报警的传感器位置。

（五）具有完善的自我诊断功能。系统中任何一个传感器的损坏都可以在监控软件中精确定位。系统每进行一次温度测量的同时进行系统的自我检测与诊断，能够及时发现传感器失效和损坏，以便于及时的维修与维护。

（六）具有强大的软件功能。监测软件通过网络通信，在人机界面上实时显示每个温度测点的位置、温度值、温度变化情况等。当测量温度大于预没报警温度时、三相温度失衡时、温升过快时，监控软件能触发软件界面的声光报警，提醒值班人员尽快处理。同时操作人员还可以对每个温度测点的历史温度数据、报警纪录进行多条件查询，生成安全运行报表等。

二、关于无线温度技术应注意的问题

现场测温设备需要直接与被测的电缆头、触头等设备直接接触，才能测得温度数据，因此实施变电站无线测温系统时，对现场测温设备应特别重视如下情况：

（一）该设备不能影响电力系统的正常运行，不能影响电力设备的检修维护，因此该设备尽量避免安装天线等突出物，并尽量减小设备体积。

（二）由于该设备的安装调试、检修维护都必须在设备停电的情况下进行，为了减少因维护测温没备而造成电力设备停电，必须要求测温设备有很高的可靠性、稳定件，以避免电力设备停电。

（三）电池使用寿命要长。该设备不能靠电力线路提供电源，只能靠电池提供电源，由于该设备需要24小时全天候运行，电能消耗很大，普通电池会在很短的时间的将力用尽而使系统瘫痪。为此，必须最大限度地延长电池使用寿命，我公司的测温模块即采用了军品电池，使用寿命大于6年。

（四）电能消耗的智能控制。数据发送是电池能量损耗的主要因素，减少数据发送次数能减少电能损耗，但又不能影响数据传输质量和精度，因此需采用定时发送与动态发送相结合的技术：传感器平时处于休眠状态，每半分钟分析一下当前温度是否有变化，超过限值（±1℃）则立即发送。若没超过限值则继续休眠，每四分钟定时发送一次数据。这样既节省了电能，延长了电池的使用寿命，又满足了监控温度的实时性与准确性。

（五）充分利用电池的电能。任何电池，即使不使用也有一定的泄露电流。此外，电池电压降低到一定程度后就无法发送数据了。因此需要采用收集电路，一方面收集电池的微弱泄露电流，储存起来用于发射数据，另一方面具有升压作用，在电池电压很低的情况下也能发送数据。这样可充分利用电池的电能，直到能量全部耗尽。

三、关于无线温度在线监测系统

本系统前端采用无线光电温度传感器，温度传感器可快捷方便地安装在高压带电体被测接点上，准确地跟踪发热接点的温度变化；无线光电温度传感器是利用射频技术传递温度信息，实现了采集器和被采集点等电位.安全可靠。本产品的机柜终端可准确地报告运行中所有被测高压设备易发热部件温升，为设备安全运行提供可靠的数据依据；安装在市、区监控中心的温度监测运行软件功能强大，系统数据库通过人机界面将地理分布图、接点温度运行参数、预告警信息、历史参数等通过图形、表格、曲线、棒图等形式直观显示，为决策层提供最直接可靠的数据依据，消除隐患、最大限度的减少事故。温度监测仪配备标准通讯接口，可联网运行，通过上位计算机，可记录开关柜运行温度的数据，为开关柜的维修提供依据，实现了开关柜故障的预知维修。本系统不但节省了大量的人力、物力，与示温蜡片、红外测温相比，还体现了本产品系统具有测温精度高、响应速度快、体积小、易安装、实时在线，光纤传导，抗干扰性强等优点，是传统测温方式的一次革命。

四、无线温度在线监测系统构成

（一）系统由在线监测软件和工位监测设备两部分组成

监测设备主要由无线温度传感器和无线温度显示仪组成。软件部分由现场监测程序、后台数据分析处理、客户端数据weh查询程序三部分组成。

无线光电温度传感器：无线光电温度传感器由温度采集点和无线收发器组成。温度采集点体积极小，可任意灵活地被安装在被测物件的任意点；温度采集点有数据线和无线收发器以等电位形式相连，温度数据由无线收发器以无线形式实时报告基站。利用射频技术传递温度信息，实现了采集器和被采集点等电位，安全可靠。温度监控中心站软件：该软件运行在上位机上，用来处理各电站采集发送的机柜温度数据，有强大的数据库进行运算、显示预告警、储存打印。该软件需单独定购。

（二）无线温度在线监测系统原理

通过无线温度传感器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，再通过无线发射接收模块传递至无线温度显示仪，通过微处理器将采集到的温度信息，通过存储芯片送LCD显示器显示，通过485通讯模块上传到上位机，上位管理单元可接入电力自动化系统或直接通过GPRS模块将数据远传至局中心。

（三）无线温度在线监测应用范围

本系统主要应用于监测电网中高压电器设备易发热部件：1、1OKV、35KV高压开关柜的动静触头及柜内各种接点温度的在线监测；2、地下电缆沟内的高压电缆接头及其他高压易发热部位温度的在线监测；3、电站主变温度在线监测；4、发电厂变电设备和电缆沟内电缆接头温度的在线监测。

五、结语

在线无线温度监测预警系统应用效果很好，对处于高电压、大电流的环境中高压开关柜及电气设备实现实时在线测温监测，因该技术是无线数据传输，无需考虑爬距，避免了污闪与高压绝缘降低等问题，且人机界面友好，初步实现了高搓开关柜的智能化管理，具有较好的应用前景和推广价值。

参考文献：

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[2]丁平，张晓光，蒋恒深，仝维仁，石晓妹.变电所及配电站在线监测监控系统的设计[J].矿山机械，2015（10）.