变电站无线测温系统解决方案

高压电网中众多电气设备本身和设备之间的连接点是电力输送最薄弱环节。随着负荷的增大，这些薄弱环节会出现发热现象，并形成恶性循环：温升、膨胀、收缩、氧化，电阻增大、再度升温直至酿成事故。

 

根据运行经验，需要监测的高压电器设备易发热部位如下：

 

(1)高压(220KV、110KV、35KV、10KV)变压器的输入输出连接点和箱体表面;

 

(2)高压母线、母排接头，穿墙套管，铜铝过渡处;

 

(3)高压开关柜的动静触头及柜内断路器等各种接点;

 

(4)地下电缆及电缆夹层通道;

 

(5)发电机定子、干式箱式变电站等的发热部位;

 

(6)刀闸、开关等连接部位

 

通过利用在发热部位触点位置安装无线传感器，实时采集各触点的温度，通过无线方式上传到监控中心后，变电运行人员可快速了解设备是否有发热情况,从而可为设备安全的运行提供技术保障。

 

系统特点

 

1) 多种温度监测方式

 

系统设定自动采集任务，定时按照既定的采样频率进行温度信息的采集。温度数据保存在数据库中，用户可以设定时间区间、指定监控对象进行历史温度信息的查询。

 

2) 完备的告警机制

 

当设备的温度的绝对值或温度的变化率超过上限，系统为运行管理人员提供声音、光电等多种方式的告警信息。及时或预知性的发现和排除故障，从而最大限度的保障电力设备的安全稳定运行。

 

3) 完善的系统参数设置

 

建立各级监测点的温度监测及管理网络，管理温度监测相关的设备、传感器、读入器等各类设备档案。

 

4) 丰富的数据展现

 

对于历史温度信息，系统提供列表、曲线等多种展现方式，方便用户进行查看。

系统组成

 

3.1无线传感器

传感器具有纯无源、免维护、体积小、安装灵活等特点。可以很方便安装在被测点上，准确地测量发热点的实时温度，并以无线方式发送到采集器上，实现对被测点温度进行实时采集，实现非接触温度测量。

标准的温度采集过程，如下图所示，包括如下步骤：

无线读入器通过它的天线发射射频脉冲。脉冲信号被传感器上的天线收到后，通过叉指换能器 (IDT)在压电感应器的表面激活一个表面波。传感器表面波的频率由于受到传感器本身温度的影响发生了变化。正是由于频率受温度变化的机制，使得温度数据测量得以实现。IDT 再将表面波的频率振荡转化成射频信号。此射频信号由读入器上的天线收到后进行处理。由于谐振器的高质量特性，即使访问波具有50Hz 的带宽，也确保了反射回来的信号包含了精确的射频信息。反射回来的射频频率变化与温度的变化成比例关系。

 

3.2温度采集器

温度采集器用来收集传感器的温度信号，将其重新打包，通过有线或无线(GPRS)方式发送至后台监控系统，安装在测温现场。一个温度采集器对应有 3 个收发数据端口，每个数据收发端口连接一个收发天线用于与测温传感头通信。由于各个传感探头的谐振中心频率不同，每个收发天线可以同时和 6 个传感探头通信，即一个信号读写器可对应 18 个温度传感探头。

 

采集器由单独的电源供电，并向被测点上的传感器发射短射频信号。如果射频脉冲的频率与温度传感器预设的频率相同，传感器就能收到该射频信号，并且改变和被动地反射脉冲信号。返回的脉冲信号由于受到了传感器自身温度的影响，因而携带了传感器的温度信息。采集器支持交流220V供电方式和直流12V两种供电方式。

 

3.3后台监控系统

 

后台监控器采用时分复用或频分复用等方式同时控制 1~100 个温度采集器，而每个温度采集器可同时对应多个声表面波温度传感器，因此，整个系统可同时在线监测几百、上千个电体被测点的温度。并可以存储历史数据，系统根据历史数据和实时数据可及时判断被测点温度是否正常，并对可能发生故障的被测点进行预测和提前报警。

 

监控软件主要功能包括各温度传感器设备、温度监测各项参数设置、温度信息的远程获取、综合查询分析以及温度预测告警等。