王海洲

摘要:對運行中的高壓設備進行溫度在線監(jiān)測是一項反應設備運行的重要指標。本文從無線溫度預警系統(tǒng)的組成、優(yōu)缺特點以及適用范圍等注意事項出發(fā),簡要闡述了無線溫度預警系統(tǒng)在電力系統(tǒng)進行廣泛應用的意義。

關鍵詞:無線溫度預警在線監(jiān)測特點應用范圍

中圖分類號:TP277 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(b)-0063-01

1 概述

長期以來,隨著各級電網(wǎng)的日益發(fā)展的同時,用戶對供電可靠性的要求也日益突出,加強對運行設備的在線檢測力度,能夠有效、及時發(fā)現(xiàn)并處理設備故障,從而促進供電可靠性的提高。設備的測溫技術從最早的使用測溫蠟片到如今常用的紅外檢測儀成像測溫技術,并日臻成熟。但其中也有部分地方是紅外測溫的盲區(qū),高壓設備的聯(lián)接點運行溫度很難實時在線監(jiān)測,這是因為這些部位都具有裸露高壓,還有的是密閉空間,通常的溫度測量方法因無法解決高壓絕緣問題而無法使用。無線溫度預警系統(tǒng)采用無線電波進行信號傳輸,傳感器安裝在高壓設備上,與接收設備之間無電氣聯(lián)系,因此從根本上解決了高壓設備接點運行溫度不易實時在線監(jiān)測的難題,實現(xiàn)了人員對高壓設備溫度變化的在線監(jiān)測。

2 無線溫度預警系統(tǒng)的構成

無線溫度預警系統(tǒng)由無線溫度傳感器、無線溫度監(jiān)測儀及監(jiān)控計算機等三部分構成。每臺無線式溫度監(jiān)測儀也接入數(shù)量不等的溫度傳感器,一般情況下考慮現(xiàn)場環(huán)境以及維護的工作量,可接入3-256只數(shù)量不等的溫度傳感器,自構成一個小的網(wǎng)絡系統(tǒng),每臺無線式溫度監(jiān)測儀設有RS485或網(wǎng)絡通訊接口,接入到監(jiān)控計算機。對于溫度監(jiān)測點距離控制室(監(jiān)控計算機)較遠的系統(tǒng),無線溫度預警系統(tǒng)可配置無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、GPRS數(shù)據(jù)傳模塊或光纖通信系統(tǒng)傳輸,可將遠至幾十公里外的溫度監(jiān)測信號傳送到控制室,便于工作人員對設備進行在線監(jiān)測。

無線溫度傳感器:由控制單元、無線數(shù)據(jù)傳輸和溫度測量三部分組成。測溫后,將溫度數(shù)據(jù)通過無線方式傳遞給測溫通訊終端。主要安裝在易發(fā)熱的電纜連接、變壓器與開關的表面。每個無線溫度傳感器具有唯一的ID編號,實際安裝使用時記錄每個傳感器的安裝地點,并與編號一起錄入溫度檢測工作站計算機數(shù)據(jù)庫中。傳感器每隔一定時間自動發(fā)射一次檢測點的溫度數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)溫度異常立即報警,可不受發(fā)送周期限制。

無線溫度監(jiān)測儀:安裝在離無線溫度傳感器較近的室內(nèi),負責接收各無線溫度傳感器發(fā)送出的溫度數(shù)據(jù),在數(shù)據(jù)庫中作長期保存,實時顯示檢測點的溫度變化曲線,并進行分析,一旦發(fā)現(xiàn)溫度過熱、或急劇升溫到設置報警溫度立即報警。

監(jiān)控計算機:通過無線溫度監(jiān)測儀的單片微處理器控制將被測設備溫度由溫度傳感器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,通過微處理器將采集到的溫度信息,通過485或LAN口通訊模塊上傳到一臺監(jiān)控計算機。將多個傳感電子標簽分布在讀寫器的周圍,在有效的通訊范圍內(nèi)可以隨意添加、刪除、移動測溫終端。讀寫器則安裝在控制中心,控制中心計算機軟件實時監(jiān)控每個點溫度的變化,溫度檢測計算機從測溫通訊終端采集各檢測點的運行溫度數(shù)據(jù),在數(shù)據(jù)庫中作長期保存,實時顯示檢測點的溫度變化曲線,并進行分析,一旦發(fā)現(xiàn)溫度過熱、或急劇升溫到設置報警溫度立即報警,實現(xiàn)足不出戶掌握整個系統(tǒng)的發(fā)熱狀況。

3 無線溫度預警系統(tǒng)的特點

應用范圍:

主要應用在開關柜觸點的溫度監(jiān)測,同時也可用于以下高壓設備運行溫度的測量:

(1)高壓開關柜接點及觸頭;(2)干式變壓器;(3)箱式變壓器;(4)高壓母線接頭;(5)高壓電纜接頭;(6)隔離刀閘。

優(yōu)點:(1)穩(wěn)定性:頻段固定,一般采用2.4G頻段,工作在2400～2483.5MHz(ISM)頻段,直接序列擴頻(DSSS),抗干擾能力更強;(2)簡便性:溫度傳感器采用LTCC內(nèi)置天線,整體體積小,可用膠或綁扎帶固定在帶電導體上,傳感器自動識別,無連線,安裝簡便;(3)低耗性:傳感器發(fā)射功率小耗電極低,電池采用鋰電池,占傳感器體積的3/4,電池使用壽命:＞5年;(4)準確性:溫度測量自適應度高,溫度測量范圍:-55℃～+125℃,精度:±0.5℃(-20～+80℃),溫度測量周期:10～180s,可準確測報高壓設備的異常溫度;(5)廣泛性:高達65535個無線傳感器編址,便于對多個測溫點進行在線監(jiān)測;(6)安全性:等電位、單點、絕緣安裝,沒有任何連接導線,方便安裝維護,且系統(tǒng)具有極高的安全可;(7)系統(tǒng)性:可與變電站綜合自動化系統(tǒng)融為一體,擴充現(xiàn)有系統(tǒng)功能,實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,便捷管理靠性。(8)實時性:溫度采集時間間隔可以按秒級設定,保證數(shù)據(jù)的記錄、分析及時準確,為設備檢修、生產(chǎn)調(diào)度等提供可靠依據(jù)。

缺點:傳輸距離受到限制,并易受建筑物等影響。

4 案例

長期以來,墾利縣供電公司非常重視對電氣設備的在線監(jiān)測工作,將對變電站電氣設備溫度的在線監(jiān)測作為一項重要內(nèi)容,自2008年以來,對公司在建、改建及擴建的變電站都安裝了無線溫度預警系統(tǒng),取得了良好的效果。以我公司2009年建成的110kV勝興站為例,該站共設立了128個無線溫度預警監(jiān)測點,用于監(jiān)測110kV,35kV,10kV高壓開關、變壓器及排線觸點的溫度,并對設備過熱點進行定位。在該系統(tǒng)運行的近三年中,共預警電氣設備溫度異常2次,及時將故障消滅在萌芽狀態(tài),有效地防止其溫升可能造成的火災、爆炸、絕緣老化、短路等事故,確保電力運行的安全。

5 結(jié)語

在電力生產(chǎn)上,溫度是一個重要的測量參數(shù),溫度的自動檢測已經(jīng)成為進行安全生產(chǎn)和減少損失采取的重要措施之一。而在特定場合下檢測點分散、環(huán)境封閉或有高電壓、很多測溫方式根本無法實現(xiàn)測量工作,因而溫度的無線傳輸系統(tǒng),采用先進傳感技術、無線通訊技術、自動化控制技術、數(shù)字識別技術、抗地磁干擾設計,在電力系統(tǒng)部分難人工監(jiān)測的設備節(jié)點,采用無線溫度預警系統(tǒng)可最大限度的保障人員和設備的安全。無線溫度預警系統(tǒng)具有極高的可靠性和安全性,提供的溫升變化率報警機制,為高壓設備的維修提供累積數(shù)據(jù)依據(jù),為生產(chǎn)決策提供真實可靠依據(jù),實現(xiàn)了高壓設備熱故障的預知維修。