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淺談變電站無線測溫技術(shù)的實際應用與產(chǎn)品選型

2025-06-06 [67]

安科瑞劉邁

　　摘要：在近年來科學技術(shù)不斷發(fā)展進步的背景下，電力行業(yè)的相關技術(shù)也出現(xiàn)了許多新技術(shù)，為了保障電力的穩(wěn)定供應和輸送，防止變電站設備溫度過高造成的超限度負荷損害問題，針對設備的運行溫度需要進行實時監(jiān)測，無線測溫技術(shù)的運用就能夠有效解決這一問題。與傳統(tǒng)的幾種測溫技術(shù)相比，無線測溫技術(shù)具有多方面的技術(shù)優(yōu)勢，電力企業(yè)相關人員要注重將其充分運用，構(gòu)建相應的技術(shù)監(jiān)測平臺，從而及時的報警和解決，預防各種安全風險的發(fā)生，全確保電力事業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。本文主要針對變電站無線測溫技術(shù)的應用進行了探究，以供相關人員參考。

　　關鍵詞：無線測溫技術(shù)；變電站；應用

　　0引言

　　伴隨城市建設對電力需求的日益變大，變電站中某些設備局部經(jīng)常要處于長期高負荷運行狀態(tài)，它所導致的溫度偏高很容易引發(fā)火災或爆炸等惡性事故，造成不利的經(jīng)濟損失及社會影響，因此有必要對變電站設備進行溫度實時監(jiān)控。無線測溫技術(shù)是在數(shù)字化技術(shù)背景下發(fā)展起來的，在實際的應用過程中主要是運用數(shù)字化技術(shù)優(yōu)勢，運用計算機技術(shù)對溫度進行在線監(jiān)測預警，可以實時進行自動檢測，降低現(xiàn)場設備的巡查工作量，對不全狀況進行提前預警，在后臺運用計算機能夠輕松實現(xiàn)遠程監(jiān)測和無人值守。

　　1無線測溫技術(shù)（WSM）的特點及結(jié)構(gòu)分析

　　1.1無線測溫與傳統(tǒng)測溫的比較

　　無線測溫，是指高壓電氣設備的溫度通過傳感技術(shù)、無線通訊技術(shù)、進行信號轉(zhuǎn)換進行傳輸，由于它絕緣強度高、抗電磁干擾能力強的特點，很適合在高壓電氣設備觸點進行溫度實時監(jiān)測，利用無線傳輸?shù)姆绞綔y量高壓環(huán)境溫度成為一種必然趨勢。下面對無線測溫與三種常規(guī)測溫技術(shù)進行比較：

（1）普通測溫：常規(guī)的測溫方式是指利用熱電阻、半導體或熱電偶溫度傳感器等測溫，用金屬導體傳輸信號，絕緣強度不能滿足。無線測溫系統(tǒng)絕緣強度高，與高壓電氣設備隔離，在高壓電氣設備的任意觸點上都可以安裝，準確測量高壓電氣設備觸點的實時溫度。

（2）紅外測溫：由于紅外測溫是通過紅外成像儀透過高壓電氣設備連接處成像，由于變電所高壓電氣設備多，電磁場強度大，成像儀很難準確成像，這樣很大程度干擾了測溫的準確度，導致紅外方式無法測量。另外高壓設備環(huán)境限制，無法安裝紅外測溫探頭（因為探頭需與被測物體保持的安全距離，并需要正對被測物體的表面）。無線測溫系統(tǒng)可以直接安裝到高壓電氣設備連接處的表面或封閉的柜體內(nèi)，通過溫度采集器進行采集，對后臺機進行無線信號方式傳輸。

（3）光纖測溫：光纖測溫也是將溫度傳感器直接安裝在電氣設備連接處或者封閉的柜內(nèi)，溫度傳感器用光纖連接到光纖測溫儀，再利用光纖溫度測溫儀通過光纖傳遞進行信號傳輸。光纖韌性、強度不高，受環(huán)境溫度影響大。日積月累絕緣強度降低比較快，在高壓柜內(nèi)安裝、布線受限制，投入成本變大。無線測溫系統(tǒng)采用電磁波傳輸信號，監(jiān)測器直接安裝在高低壓設上，溫度測量準確，可以解決電氣絕緣問題，絕緣，沒有復雜的引線，造價低廉。

　　1.2WSN的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

　　（1）節(jié)點結(jié)構(gòu)分析。WSN還是以網(wǎng)絡為主，它的大量傳感器節(jié)點被密集布置于所監(jiān)測的對象環(huán)境中，它的每一個節(jié)點既是路由器節(jié)點也是終端傳感節(jié)點，而且也能自動組成網(wǎng)絡，啟動多跳路由機制展開通信功能。所以這種節(jié)點結(jié)構(gòu)在硬件能耗方面相當?shù)?，且具有無線傳輸模式，而且它也支持多跳路由協(xié)議。從WSN傳感節(jié)點來講，它主要包括了傳感器、處理器、無線收發(fā)器以及能量供應4部分模塊。其中，傳感器模塊主要負責變電站監(jiān)測區(qū)的數(shù)據(jù)采集及轉(zhuǎn)換；處理器模塊主要負責實現(xiàn)包括節(jié)點設備控制、路由協(xié)議、同步定位、任務及功耗管理在內(nèi)的一切設備維護任務；無線通信模塊主要負責收發(fā)數(shù)據(jù)等工作。無線通信涉及高技術(shù)含量工作內(nèi)容，能耗高，這就需要能量供應模塊，盡可能采用太陽能電池板增加續(xù)航能力。

（2）通信結(jié)構(gòu)分析。WSN的通信結(jié)構(gòu)也是一傳感器節(jié)點展開，不過這些節(jié)點被隨機布置于被檢測區(qū)域內(nèi)，通信功能所要實現(xiàn)的就是在區(qū)域內(nèi)收集數(shù)據(jù)，實現(xiàn)各個節(jié)點之間的相互網(wǎng)絡連接。傳感器同時也擁有強大的自組織功能，可以以多跳中繼方式來實現(xiàn)對匯聚節(jié)點的信息采集及傳送。WSN會將節(jié)點匯聚將所收集數(shù)據(jù)全部傳送到計算機上以供技術(shù)觀察人員判斷并作出下一步設備運行決策。

　　2變電站無線測溫技術(shù)的應用

　　WSN在變電站中的無線測溫技術(shù)應用主要有如下步驟。首先要在站內(nèi)部署構(gòu)建測溫裝置網(wǎng)絡體系，實現(xiàn)體系基于數(shù)據(jù)采集及網(wǎng)絡節(jié)點覆蓋的基本功能，以便于清晰測溫對象信息。然后將信息傳送到中控室從而進行處理分析和管理。一般來說，WSN所采用的都是ISM頻段，它不需要申請頻點，而是通過系統(tǒng)中的256個或更多溫度傳感器、單體數(shù)據(jù)接收器和一臺計算機來實現(xiàn)溫度節(jié)點控制，將溫度傳感器與數(shù)據(jù)接收器通過無線鏈路相連接，促成無線監(jiān)測體系。WSN在變電站的無線測溫工作主要以上層協(xié)議為核心支持，它確保通信網(wǎng)絡中每個時段都只有一個站點處于數(shù)據(jù)發(fā)送傳輸狀態(tài)，這樣就能避免相互之間的數(shù)據(jù)信號干擾。這種站點輪換工作制度主要以逐點掃描來進行數(shù)據(jù)采集、單元發(fā)送以及接收，基本實現(xiàn)了對溫度數(shù)據(jù)的監(jiān)測處理，能夠?qū)崟r把握變電站設備溫度變化，做到有備無患。

　　無線測溫技術(shù)在變電站中進行應用，會用到無線溫度傳感器、測溫通信終端和溫度監(jiān)測工作站等設備，充分利用了數(shù)字化技術(shù)來構(gòu)建無線測溫監(jiān)測平臺，將溫度數(shù)據(jù)通過無線方式傳遞給測溫通訊終端。其中無線溫度傳感器主要是指在各測溫點放置發(fā)送裝置和無線溫度測量裝置，在變電站中應用無線測溫技術(shù)，比如選擇阿米特AT-II-C5型無線溫度傳感器，給每個無線傳感器設置ID編號，將編號存入到計算機數(shù)據(jù)庫中，測量溫度需要控制在-40℃-125℃。數(shù)字化測溫通信終端在實際的使用過程中主要負責接收無線溫度傳感器發(fā)出的溫度數(shù)據(jù)，需要將軟件管理上的數(shù)據(jù)上傳到管理計算機中。為了提高終端的響應速度，需要運用一個終端來管理100個探頭。溫度檢測工作站，主要是指一臺PC計算機，計算機需要經(jīng)RS485通信接口轉(zhuǎn)換器來與測溫通訊終端建立連接。需要對各監(jiān)測點運行溫度數(shù)據(jù)進行監(jiān)測，對監(jiān)測點的溫度變化曲線進行分析，一旦發(fā)現(xiàn)溫度過熱和迅速升高，需要立即報警。

　　3安科瑞無線測溫系統(tǒng)

　　3.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)通過RS 485總線或以太網(wǎng)與間隔層的設備直接進行通訊，系統(tǒng)設計遵循國際標準Modbus-RTU、Modbus-TCP等傳輸規(guī)約，安全性、可靠性和開放性都得到了很大地提高。該系統(tǒng)具有遙信、遙測、遙控、遙調(diào)、遙設、事件報警、曲線、棒圖、報表和用戶管理功能，可以監(jiān)控無線測溫系統(tǒng)的設備運行狀況，實現(xiàn)快速報警響應，預防嚴重故障發(fā)生。