田旭東，董 軍，牛 兵

（兗礦集團興隆莊煤礦，山東 兗州 272102）

興隆莊煤礦35kV變電所擔負著全礦井的供電任務(wù)，以往供電系統(tǒng)大多依靠人工巡檢的方式來排查發(fā)熱的故障點，但是，在惡劣的天氣條件下，在封閉性比較強的高壓柜中，很難實現(xiàn)溫度的檢測。隨著負荷的增大、安全生產(chǎn)的需要，保障電力供應(yīng)的安全可靠是安全生產(chǎn)的必要條件。

一、供電系統(tǒng)存在的問題

通過對大量電力事故的統(tǒng)計分析，引起供電設(shè)備故障的直接原因主要是各種高低壓開關(guān)柜內(nèi)部觸頭，變壓器、母排、電纜的接頭等，因制作質(zhì)量不良、壓接不緊、材質(zhì)老化、接觸電阻增大，在負荷增加時出現(xiàn)接頭過熱、甚至燒穿。接頭的質(zhì)量好壞，只能在運行中發(fā)現(xiàn)，而且運行時間越長越容易發(fā)生過熱燒穿事故。為了對這些容易發(fā)熱的觸頭、接頭、電力設(shè)備進行跟蹤監(jiān)控，興隆莊煤礦35kV變電所安裝了無線測溫預(yù)警系統(tǒng)，即在每個需要監(jiān)測的點上各安裝一個溫度傳感器，溫度傳感器把采到的溫度轉(zhuǎn)換為無線信號發(fā)送給無線接收終端，由無線接收終端完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，并由面板顯示測到的溫度或由測溫工作站顯示和存儲。

二、無線測溫預(yù)警系統(tǒng)的構(gòu)成

1.系統(tǒng)拓撲圖（圖1）

2.系統(tǒng)主要設(shè)備

（1）無線溫度傳感器。在每一個需要監(jiān)測溫度的節(jié)點上安裝一個無線溫度傳感器，該傳感器每隔設(shè)定時間自動測量所在位置的溫度，并將測得的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送給測溫通信終端。

（2）測溫通信終端。自動接收無線溫度傳感器發(fā)送的溫度數(shù)據(jù)，并在收到測溫工作站的讀取命令后把收到的數(shù)據(jù)上傳測溫工作站。

圖1

（3）測溫工作站。測溫工作站為一臺工控計算機，在該計算機上運行專用軟件，用來定時讀取和存儲從通信終端中收集的溫度數(shù)據(jù)。

（4）測溫管理中心。測溫管理中心是一套專用測溫管理軟件，可在連接到企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)上的任意一臺計算機上運行。

三、預(yù)警系統(tǒng)主要功能

1.無線溫度傳感器

（1）無線溫度傳感器功能：

①每個溫度探頭具有唯一的ID號，當無線傳感器發(fā)送被監(jiān)測點溫度的同時，把其自身的編號（ID號）也傳輸出來，這些數(shù)據(jù)最終被傳輸?shù)接嬎銠C時，計算機根據(jù)事先在數(shù)據(jù)庫中保存的傳感器編號與安裝地點，自動確定各監(jiān)測點的溫度。這一特點非常適合運行中心具有大量監(jiān)測點的應(yīng)用，提高了系統(tǒng)的自動化程度，減輕了人工測溫時的繁瑣工作。

②無線溫度數(shù)據(jù)傳輸。傳感器與測溫終端之間的無線連接，既方便了系統(tǒng)的安裝與維護，又減少了對電網(wǎng)安全運行的影響，使系統(tǒng)的安全性、靈活性得到極大提高。無線通信選擇工作于ISM工作頻率，對人體無傷害、對周圍設(shè)備無電磁干擾，符合FCC標準和國家無線管理規(guī)定。

③每天24h連續(xù)在線監(jiān)測。傳感器每隔一定時間自動發(fā)射一次監(jiān)測點的溫度數(shù)據(jù)，計算機實時收集并記錄所有監(jiān)測點的溫度數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)異常立即報警。解決了試溫片、紅外等測溫方法需要人工到現(xiàn)場巡視、掃描造成延誤而引起的故障。

（2）無線溫度傳感器特點：

①實時性。溫度采集時間間隔可以按秒級設(shè)定，保證數(shù)據(jù)的記錄、分析及時準確，為設(shè)備檢修、生產(chǎn)調(diào)度等提供可靠依據(jù)。

②低功耗。采用高效電池供電，保證可靠運行6年以上。

③準確性。測量精度可達±1℃。

④系統(tǒng)性?？膳c電力系統(tǒng)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。

⑤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)具有極高的安全可靠性。

⑥低成本高效益。使用該系統(tǒng)后，可以節(jié)約購置昂貴的測溫儀（如紅外成像儀、點式測穩(wěn)儀等）；可以節(jié)省人員，提高工作效率；有的放矢地開展設(shè)備維修，減少維護工作量；減少事故。

（3）無線溫度傳感器技術(shù)指標：

①測量溫度范圍：-25～125℃。

②測量精度：±1℃。

③測溫時間間隔：1s～10min可設(shè)定。

④探頭使用壽命：大于6年。

⑤工作頻率：915MHz（免申請）。

⑥最大發(fā)射功率：≤10MW。

⑦最遠傳輸距離：≥100m（無阻擋）。

⑧探頭尺寸：35mm×35mm×45mm。

2.無線溫度接收終端

（1）無線通信終端功能特點：

①界面人性化設(shè)計。中文面板，操作簡單。

②安裝方便?？梢栽陂_關(guān)柜上，也可以固定在墻壁或其他物體上。

③抗干擾能力強。能夠準確識別和接收探頭發(fā)出的溫度信號，而不受其他設(shè)備的影響。

④傳感器與測溫終端之間采用無線連接。無線連接既方便了系統(tǒng)的安裝與維護，又減少了對電網(wǎng)安全運行的影響，使系統(tǒng)的安全性、靈活性得到極大提高。

⑤無線通信選擇工作于ISM工作頻率，對人體無傷害、對周圍設(shè)備無電磁干擾，符合FCC標準和國家無線管理規(guī)定。

⑥可擴展性。每個測溫接收通信終端最大容量可接收100個測溫探頭;給以后擴容留有足夠的空間，而無需增加新的接收裝置。

（2）無線通信終端技術(shù)指標：接收頻率915MHz；接收靈敏度-100dBm；功耗＜1W；管理探頭數(shù)量最多100個；與管理主機傳輸協(xié)議為Modbus協(xié)議；終端地址設(shè)置范圍為1～250號；與管路主機的電氣接口RS-485；終端報警方式為蜂鳴器報警或外接報警設(shè)備；工作電壓AC220V±10%，50Hz或60Hz；繼電器承受負載最大交流250V，7A；尺寸96mm×96mm×115mm(WTR-10)，180mm×125mm×36mm(WTR-20)；開孔尺寸92mm×92mm(WTR-10)；重量為0.5kg(WTR-10)，0.6kg(WTR-20)；環(huán)境溫度-20～65℃。

四、測溫工作站功能特點

測溫工作站為一臺工控計算機，在該計算機上運行專用軟件，用來定時讀取從通信終端中收集的溫度和ID數(shù)據(jù)，并寫入本地硬盤中作長期保存。對數(shù)據(jù)進行處理、維護，異常報警，以及溫度變化趨勢分析。

（1）能通過工作站實時、直觀地觀察到開關(guān)柜內(nèi)斷路器一次插頭和電纜接頭等電氣接點運行溫度的變化情況。

（2）通過對所有現(xiàn)場檢測到的數(shù)據(jù)，能自動生成開關(guān)柜內(nèi)一次插頭和電纜接頭指定時間段的溫度變化趨勢、歷史事件統(tǒng)計，以及所需要的曲線圖和圖表。

（3）系統(tǒng)能夠?qū)λ鶛z測到的數(shù)據(jù)進行分析，提前預(yù)知和判斷以后多少天內(nèi)開關(guān)柜內(nèi)一次插頭及電纜接頭出現(xiàn)故障并形成報表，詳細顯示故障點的位置并打印報表。

（4）報警溫度可以根據(jù)用戶的實際情況自行設(shè)定，對到達預(yù)警值和越線值的監(jiān)測點能進行聲光報警顯示報警點的具體位置并記錄在案。報警值的設(shè)置有兩種方式：①相對報警溫度。指當溫度傳感器的測量溫度比終端測量的環(huán)境溫度高出多少即認為異常，需要報警。取值范圍：0～60℃；②絕對報警溫度。指當溫度傳感器測量的溫度值達到多少度后即認為異常，需要報警。取值范圍：10～100℃。

（5）能對報警事件實時打印記錄，可以實現(xiàn)歷史的查詢。對監(jiān)測點的預(yù)警值、報警值能在線修改，對傳感器的故障能進行在線診斷并顯示打印。

（6）系統(tǒng)具有強大的擴展功能，當新設(shè)備納入檢測范圍時，僅增加相應(yīng)的新設(shè)備接入即可，原系統(tǒng)不受任何影響。

（7）控制中心的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以實現(xiàn)遠程通信、無人職守、數(shù)據(jù)可以接入企業(yè)網(wǎng)。

（8）軟件操作簡單，易維護，非專業(yè)人員只要是稍加培訓就可以對系統(tǒng)進行配置和修改。