安(ān)科(kē)瑞(ruì) 陳(chén)聰

摘要：無源供(gōng)電(diàn)無(wú)綫測(cè)溫(wēn)在綫監測係統是一(yī)種基於聲表(biǎo)麵波技術的測溫技術(shù)，在變電(diàn)站監測方麵得(dé)到了(liǎo)很(hěn)好(hǎo)的技術(shù)實踐(jiàn)應(yīng)用(yòng)。本(běn)文對(duì)無源供電無(wú)綫測溫(wēn)在綫(xiàn)監測係(xì)統(tǒng)研(yán)究(jiū)應用進行分(fēn)析研究(jiū)。

   關鍵詞：設備檢測(cè)；無綫測(cè)溫

   在(zài)電力係(xì)統(tǒng)設備在(zài)長(cháng)期的運行(háng)中，往(wǎng)往(wǎng)容易(yì)產(chǎn)生(shēng)老(lǎo)化(huà)或(huò)過熱(rè)現(xiàn)象(xiàng)，這(zhè)些現象(xiàng)如(rú)果沒(méi)有(yǒu)及時發現(xiàn)和解決(jué)，可(kě)能會(huì)造(zào)成(chéng)嚴重(zhòng)的事故(gù)。而對於(yú)變(biàn)電站設(shè)備(bèi)的維(wéi)護和(hé)監(jiān)控，往(wǎng)往(wǎng)由於(yú)地理(lǐ)位置偏(piān)遠，管(guǎn)理(lǐ)人員(yuán)不(bù)能(néng)麵(miàn)麵俱(jù)到(dào)，巡檢和維護的(dí)難度(dù)較(jiào)大。因(yīn)此，通(tōng)過(guò)自動(dòng)化來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程(chéng)監控和(hé)預(yù)警係(xì)統就(jiù)變得很需(xū)要，也(yě)成了管理人員(yuán)的重要手段(duàn)。無源(yuán)供電(diàn)無綫測溫(wēn)在綫監測係統提(tí)出(chū)了一種基於(yú)聲表麵(miàn)波(bō)的新的測(cè)溫技術。

1，無源供電無綫測溫在(zài)綫監測係(xì)統(tǒng)的應(yīng)用意義

（1）實(shí)現設備(bèi)運行(háng)溫度(dù)實時(shí)監測

   無源(yuán)供電無(wú)綫測溫(wēn)在(zài)綫(xiàn)監測係(xì)統為(wéi)消除(chú)電(diàn)網因開(kāi)關(guān)櫃因(yīn)過熱(rè)帶來的安全(quán)運行(háng)隱(yǐn)患(huàn)提供(gōng)了技(jì)術手段，解(jiě)除由(yóu)此(cǐ)造(zào)成(chéng)經濟(jì)危(wēi)害(hài)和社會損失(shī)的(dí)可能(néng)。

（2）輔助實(shí)現設(shè)備的(dí)狀態(tài)檢修

   傳(chuán)統(tǒng)的(dí)檢(jiǎn)修模式(shì)，對(duì)於設備故障(zhàng)的維(wéi)護，往往(wǎng)是(shì)通(tōng)過定期(qī)的(dí)巡檢(jiǎn)來發(fā)現(xiàn)和解(jiě)決，特別是(shì)對(duì)於(yú)偏遠地區(qū)的維護時(shí)間和周期較長(cháng)，往(wǎng)往不能及時解(jiě)決(jué)。通過建立在綫(xiàn)監(jiān)測(cè)係統，可(kě)以對(duì)設(shè)備(bèi)的狀態(tài)進行實(shí)施監(jiān)控(kòng)和預警(jǐng)，更(gēng)新(xīn)了變電(diàn)站的(dí)設備的(dí)維(wéi)護模(mó)式(shì)，將(jiāng)更加保障設(shè)備安(ān)全穩定運(yùn)行(háng)。

（3）為(wéi)科(kē)學調(tiáo)度(dù)提(tí)供參考依(yī)據(jù)

   建立溫(wēn)度與(yǔ)負(fù)荷的關聯(lián)分析模型(xíng)，根據(jù)負(fù)荷情況預測溫度變化趨勢，為負荷控(kòng)製提供決策依(yī)據。電(diàn)力設備的(dí)狀(zhuàng)況可(kě)能會(huì)對整個電(diàn)網的(dí)情(qíng)況造成較(jiào)大影(yǐng)響，並且能(néng)反映(yìng)出電(diàn)網的(dí)運行情況和(hé)負(fù)荷等。因此(cǐ)，對電力設(shè)備狀(zhuàng)況(kuàng)的研究和監控(kòng)，將有助(zhù)於(yú)電(diàn)力(lì)係(xì)統的整體運行和輔助決策。

2，善(shàn)於無源(yuán)供(gōng)電無綫測(cè)溫(wēn)在(zài)綫(xiàn)監測係(xì)統

（1）係(xì)統(tǒng)組(zǔ)成(chéng)

   在綫監測係統(tǒng)主(zhǔ)要由(yóu)溫(wēn)度(dù)傳感器，溫度采(cǎi)集器(qì)，測溫(wēn)主控(kòng)終(zhōng)端和(hé)監(jiān)控應用係(xì)統(tǒng)組成。溫度采(cǎi)集器的作用(yòng)是(shì)進行(háng)變(biàn)電(diàn)站設備(bèi)刀閘(zhá)，開(kāi)關等接(jiē)觸(chù)點的溫度采集，溫度(dù)采集器根(gēn)據(jù)需要布(bù)置在(zài)多(duō)個點位上。溫度傳(chuán)感器將多個開關櫃的(dí)多個點(diǎn)采集(jí)到(dào)的(dí)溫度(dù)數(shù)據(jù)進行(háng)匯總，並將數據(jù)通過無(wú)綫網絡傳輸到(dào)測溫(wēn)主控終(zhōng)端，在測溫主(zhǔ)控終端(duān)上(shàng)再通過(guò)監控應(yīng)用(yòng)係統進(jìn)行(háng)數據(jù)的存儲，統計，分析(xī)和(hé)預警等(děng)應(yīng)用。

（2）溫度傳感器(qì)

   溫度傳(chuán)感器是(shì)通(tōng)過(guò)聲(shēng)表(biǎo)麵(miàn)波(bō)原(yuán)理(lǐ)，在設備表(biǎo)麵(miàn)接受到信號後，利用(yòng)材料(liào)的物理(lǐ)特(tè)性(xìng)將信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號。通過(guò)安(ān)裝在設(shè)備表麵(miàn)的(dí)溫(wēn)度采集(jí)器(qì)進(jìn)行(háng)溫度(dù)數據(jù)的(dí)采集和溫(wēn)度(dù)傳感(gǎn)器(qì)的反射波的(dí)接(jiē)收(shōu)，可(kě)以獲得(dé)連續(xù)的(dí)，穩(wěn)定的實時溫度數據(jù)，為下(xià)一(yī)步的數(shù)據分(fēn)析提供(gōng)原(yuán)始數據(jù)。

（3）溫(wēn)度采集(jí)器

   溫度(dù)采集器和溫度(dù)傳感器是對(duì)應的，溫度采集器負(fù)責(zé)發(fā)射射頻(pín)信(xìn)號，溫(wēn)度傳感(gǎn)器(qì)通(tōng)過無綫通信(xìn)負責處(chǔ)理該(gāi)信號(hào)，並上(shàng)傳到(dào)主控終(zhōng)端。

   溫度(dù)采集器的(dí)發(fā)射(shè)頻率(shuài)為 428~439MHz，發射信號(hào)為單頻信(xìn)號，不同的頻(pín)率代表(biǎo)不同的(dí)信號(hào)。信號接收後，通(tōng)過信(xìn)號(hào)的(dí)放大，濾(lǜ)波等(děng)處理後(hòu)，轉換(huàn)成可以識別的電信號(hào)，從(cóng)而獲得溫度參數。

（4）測溫(wēn)主(zhǔ)控(kòng)終端

   測溫(wēn)主控終(zhōng)端是無源(yuán)供電(diàn)無綫(xiàn)測(cè)溫在(zài)綫監(jiān)測係(xì)統(tǒng)的(dí)核心(xīn)設備，主控(kòng)終端(duān)是(shì)對采集到(dào)的數據的(dí)後期處(chǔ)理，包括數據(jù)存(cún)儲，數據分(fēn)析和(hé)數據統(tǒng)計，溫度告警，數據轉發(fā)，參(cān)數(shù)設(shè)置及(jí)協議(yì)轉(zhuǎn)換(huàn)。下(xià)行通過CAN總(zǒng)綫(xiàn)或(huò)無(wú)綫方式與溫(wēn)度采集器(qì)連(lián)接(jiē)，獲得(dé)所連(lián)接傳(chuán)感器(qì)的(dí)溫度信息。根據設(shè)定的(dí)參(cān)數(shù)，分(fēn)析溫(wēn)度(dù)信息以(yǐ)確定(dìng)是否產(chǎn)生(shēng)告(gào)警信息(xī)；上行與(yǔ)主站(zhàn)係(xì)統的(dí)通(tōng)訊采用(yòng) RS485接(jiē)口(kǒu)，並(bìng)按照一定的(dí)規約(yuē)，以(yǐ)實現數據的(dí)傳輸(shū)。

（5）監控(kòng)應用係統

   監測(cè)係(xì)統的(dí)應用包括係(xì)統的設(shè)備(bèi)參數(shù)設定，溫(wēn)度(dù)信息的獲(huò)取(qǔ)和數據的(dí)分析(xī)應(yīng)用和(hé)係統預(yù)警(jǐng)等。這(zhè)些(xiē)功能往往(wǎng)可(kě)以作為嵌入(rù)電(diàn)力係統(tǒng)自(zì)動化(huà)係統中(zhōng)，作(zuò)為一個(gè)模塊作為應用(yòng)，也(yě)可以(yǐ)作為(wéi)一套獨(dú)立的係統，用於(yú)溫度(dù)的(dí)監(jiān)測(cè)和預警(jǐng)。這(zhè)些功能(néng)都(dū)將(jiāng)對(duì)多台電(diàn)力(lì)設(shè)備(bèi)的狀況(kuàng)監(jiān)測(cè)一(yī)體(tǐ)化，有(yǒu)助於設備(bèi)管理(lǐ)人員了(liǎo)解分(fēn)析狀(zhuàng)況，保(bǎo)證(zhèng)設(shè)備的正(zhèng)常(cháng)運(yùn)作(zuò)。

（6）係(xì)統功(gōng)能設(shè)計

         1.溫(wēn)度顯示。對於設(shè)備各(gè)點的(dí)溫度(dù)實時(shí)顯示，溫度的發展趨勢和曲(qū)綫(xiàn)，查(chá)看分析(xī)歷史記錄，該顯示可以(yǐ)通(tōng)過(guò)電(diàn)力係(xì)統(tǒng) SCADA係統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，也(yě)可以(yǐ)通(tōng)過(guò)主控終(zhōng)端外接的顯示(shì)屏(píng)幕顯示。

         2.報(bào)警功能。報(bào)警功能(néng)是(shì)通過(guò)測溫主(zhǔ)控終(zhōng)端的(dí)設定，按照(zhào)現(xiàn)場管理(lǐ)需(xū)求，對溫度界限(xiàn)，絕對值(zhí)等(děng)進行管(guǎn)理(lǐ)，在(zài)溫度超過設定值(zhí)，進行(háng)預警(jǐng)，預警的方式(shì)包括(kuò)主(zhǔ)控終端(duān)蜂(fēng)鳴預警，指示燈閃爍預警(jǐng)和(hé)短信(xìn)息(xī)預警等(děng)。

         3.設(shè)備(bèi)參數(shù)設(shè)定(dìng)。設備參數的設(shè)定(dìng)包括(kuò)對傳感(gǎn)器溫度校(xiào)準(zhǔn)，預警溫(wēn)度(dù)設(shè)定(dìng)，發射和(hé)接(jiē)受(shòu)信(xìn)號(hào)的頻率(shuài)設(shè)定以及(jí)係統時間(jiān)等功能。

         4.綜(zōng)合分(fēn)析。綜合分析(xī)功(gōng)能是對設備的(dí)溫度(dù)進(jìn)行故(gù)障(zhàng)分析，歷(lì)史趨(qū)勢(shì)分析以及數(shù)據進行(háng)統(tǒng)計(jì)應(yīng)用等應用功(gōng)能，專(zhuān)家(jiā)係統(tǒng)將(jiāng)為管(guǎn)理者提(tí)供設備故(gù)障(zhàng)分析(xī)結果，供參考和(hé)輔助決策(cè)。

         5.遠程(chéng)維護(hù)。係統的(dí)遠程維(wéi)護功能(néng)是對係(xì)統的故(gù)障數(shù)據分析統計結(jié)果的基(jī)礎(chǔ)上，實現(xiàn)的遠程運行維(wéi)護(hù)，可以對(duì)設(shè)備的初(chū)始(shǐ)化，重啟以(yǐ)及係統(tǒng)升級等(děng)。

（7）通(tōng)信方(fāng)式(shì)

   溫(wēn)度采集器(qì)：通過無(wú)綫(xiàn)方式(shì)采集開關(guān)櫃內(nèi)一組傳感(gǎn)器(qì)的溫度(dù)數(shù)據(jù)，其(qí)安(ān)裝位(wèi)置(zhì)沒有(yǒu)特(tè)別(bié)的要(yào)求，以方便(biàn)取電，走(zǒu)綫為(wéi)原(yuán)則，如開(kāi)關(guān)櫃的儀表室。

   測(cè)溫主(zhǔ)控(kòng)終端：安裝在變(biàn)電站主(zhǔ)控(kòng)室(shì)或其(qí)他方便(biàn)與采集(jí)器進(jìn)行通(tōng)信(xìn)的場(cháng)所，提(tí)供所有站(zhàn)內(nèi)溫度(dù)采(cǎi)集(jí)裝(zhuāng)置與(yǔ)本(běn)地主站係(xì)統或遠程監控係統的統一的通信(xìn)接口(kǒu)及(jí)協(xié)議(yì)轉(zhuǎn)換。

   站內(nèi)各(gè)溫度采集器，測溫(wēn)主(zhǔ)控終端均配置(zhì)無綫通(tōng)信模塊，它們通(tōng)過無綫通信信道進行數據交換(huàn)，變電站(zhàn)內(nèi)無需布(bù)綫(xiàn)。

3，應(yīng)用場景(jǐng)

   電(diàn)氣接點(diǎn)在綫測溫(wēn)裝(zhuāng)置適用於高(gāo)低(dī)壓(yā)開關櫃(guì)內電纜接頭，斷路器(qì)觸(chù)頭，刀閘開關，高壓(yā)電纜中(zhōng)間(jiān)頭(tóu)，幹式(shì)變壓器(qì)，低壓(yā)大電流等設備的溫度(dù)監(jiān)測，防止(zhǐ)在(zài)運行(háng)過程中因(yīn)氧(yǎng)化，鬆(sōng)動(dòng)，灰塵等因(yīn)素(sù)造成(chéng)接(jiē)點接觸(chù)電(diàn)阻(zǔ)過大(dà)而發熱(rè)成(chéng)為安(ān)全(quán)隱患，提高設(shè)備安(ān)全(quán)保(bǎo)障，及(jí)時，持(chí)續，準確反映設備(bèi)運(yùn)行狀(zhuàng)態，降(jiàng)低設(shè)備(bèi)事故率。

4，係(xì)統硬件(jiàn)配置(zhì)

   溫度在綫(xiàn)監(jiān)測係統主要由設(shè)備(bèi)層(céng)的(dí)溫度(dù)傳(chuán)感器和溫度采(cǎi)集(jí)/顯(xiǎn)示單元，通訊(xùn)層(céng)的(dí)邊緣計算(suàn)網關(guān)以(yǐ)及站(zhàn)控層的(dí)測溫係(xì)統主機組成(chéng)，實現(xiàn)變(biàn)配電係(xì)統關(guān)鍵電(diàn)氣部(bù)位(wèi)的溫度在(zài)綫監測。

5，結語

   無綫(xiàn)溫(wēn)度(dù)傳(chuán)感裝(zhuāng)置及配套(tào)管理係統(tǒng)，溫度測量傳感(gǎn)器(qì)無需供電，從(cóng)而(ér)減少(shǎo)了(liǎo)日常(cháng)檢(jiǎn)測(cè)維(wéi)護(hù)成本。該配套(tào)管(guǎn)理係(xì)統(tǒng)提(tí)供(gōng)溫度(dù)異(yì)常(cháng)告(gào)警(jǐng)，實時設備溫度(dù)采(cǎi)集，日常溫度(dù)監測，設(shè)備狀態評估(gū)等(děng)功能，避免(miǎn)重(zhòng)大因溫度(dù)導致(zhì)的故障的(dí)發生。係(xì)統的研(yán)究和(hé)實施(shī)產生了良(liáng)好(hǎo)的經濟效(xiào)益和社會效(xiào)益(yì)，具(jù)有一(yī)定的(dí)推廣前(qián)景。

【參考文(wén)獻(xiàn)】

[1]亓(qí)振(zhèn)新(xīn),劉曉(xiǎo)豔,許(xǔ)強,張斌,呂(lǚ)勝(shèng)軍,朱曉(xiǎo)陽(yáng),崔東海,徐繼凱,無源供電無綫(xiàn)測(cè)溫在綫監測係(xì)統研究(jiū)應(yīng)用(yòng)。

[2]安(ān)科瑞(ruì)企業微電(diàn)網(wǎng)設(shè)計(jì)與(yǔ)應用手冊.2022.05版(bǎn)。