淺(qian)談(tan)變(bian)電站無(wu)線(xian)測溫技(ji)術(shu)的實(shi)際(ji)應用與產(chan)品(pin)選(xuan)型(xing)

淺(qian)談(tan)變(bian)電站無(wu)線(xian)測溫技(ji)術(shu)的實(shi)際(ji)應用與產(chan)品(pin)選(xuan)型(xing)

徐佳

江(jiang)蘇安(an)科(ke)瑞微電網研(yan)究(jiu)院(yuan)有限公(gong)司江(jiang)蘇江(jiang)陰(yin)214432

摘(zhai)要：在近(jin)年(nian)來(lai)科(ke)學(xue)技(ji)術(shu)不(bu)斷發展(zhan)進(jin)步的背(bei)景下(xia)，電力行業(ye)的相(xiang)關(guan)技(ji)術(shu)也(ye)出現(xian)了許多(duo)新技(ji)術(shu)，為了保(bao)障電力的穩(wen)定供應和輸(shu)送(song)，防止變(bian)電站設備溫(wen)度(du)過(guo)高造成的超(chao)限(xian)度(du)負(fu)荷(he)損害(hai)問(wen)題(ti)，針對設備的運(yun)行溫(wen)度(du)需要(yao)進(jin)行實(shi)時(shi)監(jian)測(ce)，無線測溫(wen)技(ji)術(shu)的運(yun)用就(jiu)能(neng)夠(gou)有效(xiao)解(jie)決這壹(yi)問(wen)題(ti)。與傳統的幾(ji)種(zhong)測溫技(ji)術(shu)相比，無線(xian)測(ce)溫(wen)技(ji)術(shu)具(ju)有多(duo)方(fang)面(mian)的技(ji)術(shu)優勢(shi)，電力企業相(xiang)關(guan)人員要註(zhu)重將其充(chong)分運用，構(gou)建相(xiang)應的技(ji)術(shu)監(jian)測(ce)平臺(tai)，從而及(ji)時(shi)的報(bao)警和解(jie)決，預(yu)防各種(zhong)安(an)全風險的發(fa)生(sheng)，全確保(bao)電力事業的健(jian)康(kang)穩定發展(zhan)。本(ben)文(wen)主要針(zhen)對變(bian)電站無(wu)線(xian)測溫技(ji)術(shu)的應用進行了探究(jiu)，以供相關(guan)人員參考(kao)。

關(guan)鍵(jian)詞(ci)：無線測溫(wen)技(ji)術(shu)；變(bian)電站；應用

0引言(yan)

伴(ban)隨城(cheng)市建(jian)設對電力需求(qiu)的日(ri)益(yi)變(bian)大(da)，變(bian)電站中(zhong)某(mou)些設備局(ju)部(bu)經(jing)常要處於長(chang)期高負(fu)荷(he)運行狀(zhuang)態(tai)，它所(suo)導(dao)致(zhi)的溫(wen)度(du)偏高(gao)很(hen)容(rong)易引發火災(zai)或(huo)爆炸等惡(e)性(xing)事(shi)故(gu)，造(zao)成(cheng)不(bu)利的經(jing)濟(ji)損(sun)失(shi)及(ji)社會(hui)影(ying)響，因此(ci)有必(bi)要(yao)對變(bian)電站設備進(jin)行溫(wen)度(du)實時(shi)監(jian)控(kong)。無線測溫(wen)技(ji)術(shu)是在數字化技(ji)術(shu)背(bei)景下(xia)發展(zhan)起(qi)來(lai)的，在實際(ji)的應用過(guo)程(cheng)中(zhong)主要是運(yun)用數字化技(ji)術(shu)優勢(shi)，運(yun)用計(ji)算機(ji)技(ji)術(shu)對溫度(du)進行在線監(jian)測(ce)預警，可(ke)以實時(shi)進(jin)行自(zi)動(dong)檢(jian)測(ce)，降(jiang)低(di)現(xian)場(chang)設備的巡(xun)查(zha)工(gong)作(zuo)量(liang)，對不(bu)全狀況(kuang)進(jin)行提(ti)前(qian)預(yu)警，在後臺(tai)運(yun)用計(ji)算機(ji)能(neng)夠(gou)輕(qing)松實(shi)現(xian)遠(yuan)程(cheng)監(jian)測(ce)和無人值(zhi)守(shou)。

1無(wu)線測(ce)溫技(ji)術(shu)（WSM）的特(te)點(dian)及結(jie)構(gou)分析(xi)

1.1無線(xian)測溫與傳統測(ce)溫的比較

無(wu)線(xian)測(ce)溫(wen)，是指(zhi)高壓電氣(qi)設備的溫(wen)度(du)通過(guo)傳感(gan)技(ji)術(shu)、無線(xian)通訊(xun)技(ji)術(shu)、進行信號轉(zhuan)換(huan)進(jin)行傳(chuan)輸(shu)，由於它(ta)絕緣(yuan)強(qiang)度(du)高、抗(kang)電磁幹擾能(neng)力(li)強(qiang)的特(te)點(dian)，很(hen)適(shi)合(he)在高壓(ya)電氣(qi)設備觸(chu)點(dian)進行溫(wen)度(du)實時(shi)監(jian)測(ce)，利用無線(xian)傳輸(shu)的方(fang)式測(ce)量(liang)高壓(ya)環境溫(wen)度(du)成為(wei)壹(yi)種(zhong)必(bi)然(ran)趨(qu)勢(shi)。下(xia)面(mian)對無線測溫(wen)與三(san)種常規測溫(wen)技(ji)術(shu)進行比較：（1）普(pu)通測(ce)溫：常規的測(ce)溫(wen)方(fang)式是指(zhi)利用熱電阻(zu)、半導(dao)體或(huo)熱電偶(ou)溫(wen)度(du)傳感(gan)器等(deng)測溫，用金屬導(dao)體傳輸(shu)信號，絕緣(yuan)強(qiang)度(du)不(bu)能滿足(zu)。無線測(ce)溫系統絕緣(yuan)強(qiang)度(du)高，與(yu)高壓電氣(qi)設備隔(ge)離(li)，在高壓(ya)電氣(qi)設備的任意觸點(dian)上都(dou)可(ke)以安(an)裝(zhuang)，準(zhun)確測量(liang)高壓(ya)電氣(qi)設備觸(chu)點(dian)的實(shi)時(shi)溫(wen)度(du)。（2）紅外(wai)測溫(wen)：由於紅外(wai)測溫(wen)是通過(guo)紅外(wai)成像(xiang)儀透(tou)過(guo)高壓電氣(qi)設備連(lian)接(jie)處成(cheng)像，由於變(bian)電所(suo)高壓(ya)電氣(qi)設備多(duo)，電磁場(chang)強(qiang)度(du)大，成(cheng)像儀很(hen)難準(zhun)確成像，這樣很(hen)大(da)程(cheng)度(du)幹擾(rao)了測(ce)溫的準(zhun)確度(du)，導(dao)致(zhi)紅外(wai)方(fang)式無(wu)法測(ce)量(liang)。另外(wai)高壓(ya)設備環境限(xian)制，無法安(an)裝(zhuang)紅外(wai)測溫(wen)探頭(tou)（因為探頭(tou)需與(yu)被(bei)測(ce)物(wu)體保(bao)持的安(an)全距離，並(bing)需要(yao)正(zheng)對被(bei)測(ce)物(wu)體的表面(mian)）。無線測溫(wen)系統可(ke)以直接(jie)安(an)裝(zhuang)到(dao)高壓電氣(qi)設備連(lian)接(jie)處的表面(mian)或(huo)封閉(bi)的櫃(gui)體內，通過(guo)溫度(du)采(cai)集器(qi)進行采(cai)集，對後臺(tai)機(ji)進(jin)行無(wu)線(xian)信號方(fang)式傳(chuan)輸(shu)[1]。（3）光(guang)纖測溫：光(guang)纖(xian)測(ce)溫也(ye)是將(jiang)溫度(du)傳感(gan)器直(zhi)接安(an)裝(zhuang)在電氣(qi)設備連(lian)接(jie)處或(huo)者(zhe)封閉(bi)的櫃(gui)內(nei)，溫度(du)傳感(gan)器用光纖(xian)連接到(dao)光纖測(ce)溫(wen)儀(yi)，再利用光纖(xian)溫度(du)測溫(wen)儀通過(guo)光纖傳遞(di)進(jin)行信號傳輸(shu)。光(guang)纖韌性、強(qiang)度(du)不(bu)高，受(shou)環境溫(wen)度(du)影響大(da)。日積月累絕緣(yuan)強(qiang)度(du)降低(di)比較快(kuai)，在高壓(ya)櫃(gui)內安(an)裝(zhuang)、布線受(shou)限制，投(tou)入(ru)成(cheng)本變(bian)大(da)。無(wu)線(xian)測溫(wen)系(xi)統采(cai)用電磁波傳輸(shu)信號，監(jian)測(ce)器直接安(an)裝(zhuang)在高低(di)壓設上，溫(wen)度(du)測量(liang)準(zhun)確，可(ke)以解決電氣(qi)絕緣(yuan)問(wen)題(ti)，絕緣(yuan)，沒有復雜的引(yin)線(xian)，造價(jia)低(di)廉(lian)。

1.2WSN的網(wang)絡(luo)結構(gou)

（1）節點(dian)結構(gou)分析(xi)。WSN還是以網絡(luo)為主，它的大(da)量(liang)傳感(gan)器節(jie)點(dian)被(bei)密集布置(zhi)於所(suo)監(jian)測(ce)的對象環境中(zhong)，它的每壹(yi)個(ge)節(jie)點(dian)既(ji)是路由器節點(dian)也(ye)是終端傳感(gan)節點(dian)，而且(qie)也(ye)能(neng)自(zi)動(dong)組(zu)成(cheng)網(wang)絡(luo)，啟(qi)動(dong)多(duo)跳路由機(ji)制展(zhan)開(kai)通信功能(neng)。所(suo)以這種節(jie)點(dian)結構(gou)在硬(ying)件能(neng)耗(hao)方(fang)面(mian)相當低(di)，且(qie)具(ju)有無線(xian)傳輸(shu)模(mo)式，而且(qie)它(ta)也(ye)支(zhi)持多(duo)跳路由協(xie)議[2]。從WSN傳(chuan)感(gan)節點(dian)來(lai)講，它(ta)主要包括(kuo)了傳(chuan)感(gan)器、處(chu)理(li)器(qi)、無(wu)線收發器(qi)以及能(neng)量(liang)供應4部分模(mo)塊。其中(zhong)，傳感(gan)器模(mo)塊主要負(fu)責(ze)變(bian)電站監(jian)測(ce)區(qu)的數據(ju)采(cai)集及(ji)轉(zhuan)換(huan)；處(chu)理(li)器(qi)模(mo)塊主要負(fu)責(ze)實現(xian)包括(kuo)節點(dian)設備控(kong)制、路由協(xie)議、同步定位(wei)、任務及功耗管(guan)理(li)在內的壹(yi)切(qie)設備維(wei)護(hu)任務；無線通信模(mo)塊主要負(fu)責(ze)收發數據(ju)等工(gong)作(zuo)。無(wu)線(xian)通信涉及(ji)高技(ji)術(shu)含量(liang)工(gong)作(zuo)內(nei)容(rong)，能耗高，這就(jiu)需要(yao)能(neng)量(liang)供應模(mo)塊，盡(jin)可(ke)能(neng)采(cai)用太陽(yang)能電池(chi)板(ban)增加(jia)續航能(neng)力。（2）通信結構(gou)分析(xi)。WSN的通信結構(gou)也(ye)是壹(yi)傳(chuan)感(gan)器節(jie)點(dian)展(zhan)開(kai)，不(bu)過(guo)這些節點(dian)被(bei)隨機(ji)布置(zhi)於被(bei)檢(jian)測(ce)區(qu)域(yu)內(nei)，通信功能(neng)所(suo)要實(shi)現(xian)的就(jiu)是在區(qu)域(yu)內(nei)收集數據(ju)，實現(xian)各(ge)個(ge)節(jie)點(dian)之(zhi)間的相(xiang)互(hu)網絡(luo)連接。傳感(gan)器同(tong)時(shi)也(ye)擁(yong)有強(qiang)大的自(zi)組(zu)織功(gong)能(neng)，可(ke)以以多(duo)跳中(zhong)繼方(fang)式來(lai)實現(xian)對匯(hui)聚(ju)節點(dian)的信息采(cai)集及(ji)傳送(song)。WSN會(hui)將(jiang)節(jie)點(dian)匯(hui)聚(ju)將所(suo)收集數據(ju)全部傳送(song)到(dao)計(ji)算機(ji)上以供技(ji)術(shu)觀察人(ren)員判斷並作(zuo)出下(xia)壹(yi)步(bu)設備運(yun)行決策[3]。

2變(bian)電站無(wu)線(xian)測溫技(ji)術(shu)的應用

WSN在變(bian)電站中(zhong)的無(wu)線(xian)測溫技(ji)術(shu)應用主要有如下(xia)步驟(zhou)。首先(xian)要在站內(nei)部(bu)署構(gou)建測(ce)溫裝(zhuang)置(zhi)網(wang)絡(luo)體系，實(shi)現(xian)體系基於數據(ju)采(cai)集及(ji)網絡(luo)節點(dian)覆蓋(gai)的基本功(gong)能，以便於清晰(xi)測溫(wen)對象信息。然(ran)後將信息傳(chuan)送(song)到(dao)中(zhong)控室(shi)從而進(jin)行處(chu)理(li)分析(xi)和管(guan)理(li)[4]。壹(yi)般(ban)來(lai)說(shuo)，WSN所(suo)采(cai)用的都(dou)是ISM頻(pin)段，它(ta)不(bu)需要(yao)申(shen)請頻(pin)點(dian)，而是通過(guo)系統中(zhong)的256個(ge)或(huo)更多(duo)溫度(du)傳感(gan)器、單(dan)體數據(ju)接收器和(he)壹(yi)臺(tai)計(ji)算機(ji)來(lai)實現(xian)溫(wen)度(du)節點(dian)控制，將溫度(du)傳感(gan)器與(yu)數據(ju)接收器通過(guo)無線鏈路相(xiang)連(lian)接(jie)，促成無(wu)線監(jian)測(ce)體系。WSN在變(bian)電站的無(wu)線(xian)測溫工(gong)作(zuo)主要以上層(ceng)協(xie)議為核心(xin)支(zhi)持，它(ta)確保(bao)通信網絡(luo)中(zhong)每個(ge)時(shi)段都(dou)只有壹(yi)個(ge)站點(dian)處於數據(ju)發送(song)傳輸(shu)狀(zhuang)態(tai)，這樣就(jiu)能(neng)避(bi)免(mian)相互(hu)之(zhi)間的數據(ju)信號幹擾(rao)。這種站點(dian)輪(lun)換工(gong)作(zuo)制度(du)主要以逐點(dian)掃描來(lai)進行數據(ju)采(cai)集、單(dan)元發送(song)以及接(jie)收，基本實(shi)現(xian)了對溫度(du)數據(ju)的監(jian)測(ce)處理(li)，能(neng)夠(gou)實時(shi)把(ba)握變(bian)電站設備溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)，做到(dao)有備無(wu)患(huan)[5]。

無線(xian)測溫技(ji)術(shu)在變(bian)電站中(zhong)進行應用，會(hui)用到(dao)無線溫(wen)度(du)傳感(gan)器、測(ce)溫通信終端和溫度(du)監(jian)測(ce)工(gong)作(zuo)站等(deng)設備，充(chong)分利用了數字化技(ji)術(shu)來(lai)構(gou)建無(wu)線測溫(wen)監(jian)測(ce)平臺(tai)，將(jiang)溫度(du)數據(ju)通過(guo)無線方(fang)式傳(chuan)遞(di)給(gei)測(ce)溫(wen)通訊(xun)終端。其中(zhong)無線(xian)溫度(du)傳感(gan)器主要是指(zhi)在各測(ce)溫(wen)點(dian)放(fang)置(zhi)發(fa)送(song)裝(zhuang)置(zhi)和(he)無(wu)線(xian)溫度(du)測量(liang)裝(zhuang)置(zhi)，在變(bian)電站中(zhong)應用無線(xian)測溫技(ji)術(shu)，比如選(xuan)擇阿米特(te)AT-II-C5型(xing)無(wu)線溫(wen)度(du)傳感(gan)器，給(gei)每個(ge)無(wu)線(xian)傳(chuan)感(gan)器設置(zhi)ID編(bian)號，將編(bian)號存入(ru)到(dao)計(ji)算機(ji)數據(ju)庫中(zhong)，測量(liang)溫度(du)需要(yao)控(kong)制在-40℃-125℃。數字化測溫(wen)通信終端在實際(ji)的使(shi)用過(guo)程(cheng)中(zhong)主要負(fu)責(ze)接收無線(xian)溫度(du)傳感(gan)器發(fa)出的溫(wen)度(du)數據(ju)，需要(yao)將(jiang)軟件(jian)管(guan)理(li)上的數據(ju)上傳(chuan)到(dao)管(guan)理(li)計(ji)算機(ji)中(zhong)。為了提(ti)高終端的響應速(su)度(du)，需要(yao)運(yun)用壹(yi)個(ge)終端來(lai)管(guan)理(li)100個(ge)探頭(tou)。溫度(du)檢(jian)測(ce)工(gong)作(zuo)站，主要是指(zhi)壹(yi)臺(tai)PC計(ji)算機(ji)，計(ji)算機(ji)需要(yao)經(jing)RS485通信接口(kou)轉(zhuan)換(huan)器(qi)來(lai)與測溫通訊(xun)終端建立連接(jie)。需要(yao)對各監(jian)測(ce)點(dian)運行溫(wen)度(du)數據(ju)進行監(jian)測(ce)，對監(jian)測(ce)點(dian)的溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)曲線進(jin)行分析(xi)，壹(yi)旦(dan)發(fa)現(xian)溫(wen)度(du)過(guo)熱和迅速(su)升(sheng)高(gao)，需要(yao)立(li)即(ji)報警。

3安(an)科(ke)瑞無(wu)線(xian)測(ce)溫系統

3.1系(xi)統結(jie)構(gou)

Acrel-2000T無線(xian)測溫監(jian)控(kong)系統通過(guo)RS 485總(zong)線(xian)或(huo)以太網(wang)與間(jian)隔(ge)層(ceng)的設備直(zhi)接(jie)進行通訊(xun)，系統設計(ji)遵循(xun)國際標(biao)準(zhun)Modbus-RTU、Modbus-TCP等(deng)傳(chuan)輸(shu)規約(yue)，安(an)全性、可(ke)靠(kao)性(xing)和(he)開放(fang)性都(dou)得(de)到(dao)了很(hen)大(da)地提(ti)高。該系統具(ju)有遙信、遙測(ce)、遙控(kong)、遙(yao)調(tiao)、遙(yao)設、事件(jian)報(bao)警、曲線、棒(bang)圖、報表和用戶(hu)管(guan)理(li)功(gong)能(neng)，可(ke)以監(jian)控(kong)無線測溫(wen)系(xi)統的設備運(yun)行狀(zhuang)況(kuang)，實(shi)現(xian)快(kuai)速(su)報(bao)警響應，預防(fang)嚴(yan)重故(gu)障發(fa)生(sheng)。

溫度(du)在線監(jian)測(ce)系統結(jie)構(gou)圖

3.2系統功(gong)能

測溫系(xi)統主機(ji)Acrel-2000T安(an)裝(zhuang)於值(zhi)班監(jian)控(kong)室，可(ke)以遠(yuan)程(cheng)監(jian)視(shi)系統內(nei)所(suo)有開關(guan)設備運(yun)行溫(wen)度(du)狀態(tai)。系統具(ju)有以下主要功(gong)能：

溫(wen)度(du)顯(xian)示：顯(xian)示配(pei)電系統內(nei)每個(ge)測(ce)溫(wen)點(dian)的實(shi)時(shi)值(zhi)，也(ye)可(ke)實(shi)現(xian)電腦(nao)WEB/手機(ji)APP遠(yuan)程(cheng)查(zha)看(kan)數據(ju)。

1. 溫度(du)曲線：查(zha)看(kan)每個(ge)測(ce)溫(wen)點(dian)的溫(wen)度(du)趨(qu)勢(shi)曲線。

1. 運(yun)行報(bao)表：查(zha)詢及打印各(ge)測溫點(dian)對應時(shi)間(jian)的溫(wen)度(du)數據(ju)。

1. 實時(shi)告警：系統能(neng)夠對各測溫點(dian)異(yi)常溫度(du)發出告警。系統具(ju)有實時(shi)語音(yin)報(bao)警功能(neng)，能(neng)夠對所(suo)有事件(jian)發出語音(yin)告警，告警方(fang)式有彈(dan)窗、語音(yin)告警等，還(hai)可(ke)以短信/APP推送(song)告警消息(xi)，及(ji)時(shi)提(ti)醒值班人員。

1. 歷(li)史(shi)事件查(zha)詢：能夠溫(wen)度(du)越限(xian)等事件記(ji)錄進行存(cun)儲和管(guan)理(li)，方(fang)便用戶(hu)對系統事(shi)件和報警進行歷(li)史(shi)追溯，查(zha)詢統計(ji)、事故(gu)分析(xi)等。

3.3系(xi)統硬(ying)件配(pei)置(zhi)

溫(wen)度(du)在線監(jian)測(ce)系統主要由設備層(ceng)的溫(wen)度(du)傳感(gan)器和(he)溫度(du)采(cai)集/顯(xian)示單(dan)元，通訊(xun)層的邊(bian)緣(yuan)計(ji)算網(wang)關(guan)以及站控(kong)層(ceng)的測(ce)溫(wen)系統主機(ji)組(zu)成(cheng)，實(shi)現(xian)變(bian)配(pei)電系統關(guan)鍵(jian)電氣(qi)部(bu)位(wei)的溫(wen)度(du)在線監(jian)測(ce)。

4結束語

總(zong)之(zhi)，無線(xian)測(ce)溫(wen)技(ji)術(shu)具(ju)有多(duo)適(shi)應性，且(qie)它(ta)的功(gong)耗(hao)更低(di)、網絡(luo)容量(liang)更大(da)，數據(ju)傳輸(shu)安(an)全且(qie)兼容(rong)性(xing)，非常適(shi)合(he)於目前(qian)許多(duo)中(zhong)小(xiao)型(xing)變(bian)電站使(shi)用。而無(wu)線傳(chuan)感(gan)器網(wang)絡(luo)的興(xing)起(qi)也(ye)證(zheng)明無(wu)線(xian)通信技(ji)術(shu)在未(wei)來(lai)必(bi)將(jiang)成為工(gong)業(ye)領(ling)域(yu)所(suo)的核心(xin)技(ji)術(shu)。將數字化技(ji)術(shu)作為(wei)輔(fu)助(zhu)手段，運(yun)用計(ji)算機(ji)對系統在實際(ji)運(yun)行過(guo)程(cheng)中(zhong)溫度(du)的變(bian)化(hua)情況(kuang)進(jin)行監(jian)控(kong)，了解(jie)影響溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)的原因，對促進各(ge)項生(sheng)產(chan)工(gong)作(zuo)的有效(xiao)開(kai)展(zhan)具(ju)有重要作(zuo)用，充分的展(zhan)現(xian)出了無(wu)線測溫(wen)技(ji)術(shu)的可(ke)靠(kao)性(xing)和(he)經濟(ji)性(xing)，驗(yan)證了無(wu)線測溫(wen)技(ji)術(shu)良(liang)好(hao)的應用前(qian)景(jing)，需要(yao)加(jia)大對該技(ji)術(shu)的推(tui)廣(guang)。

參考文(wen)獻：

1. 焦(jiao)付(fu)紅.變(bian)電站無(wu)線(xian)測溫技(ji)術(shu)的應用探討(tao)

2. 喬(qiao)礦(kuang)生(sheng).無線(xian)測溫技(ji)術(shu)在變(bian)電站中(zhong)的應用[J].河北煤(mei)炭(tan)，2013（01）：56-58.

[3] 安(an)科(ke)瑞企(qi)業(ye)微電網設計(ji)與應用手冊2020.06版(ban)．

[4] 安(an)科(ke)瑞用戶(hu)變(bian)電站變(bian)配(pei)電監(jian)控(kong)解決方(fang)案2021.10