戴明明 戴鵬

摘 要 一直以來(lái)，變電站核心部位溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用都存在著系統(tǒng)布線復(fù)雜和系統(tǒng)供電困難等問(wèn)題，以至于無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站溫度數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和利用。而使用無(wú)線無(wú)源技術(shù)進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，則能夠有效解決系統(tǒng)供電和布線問(wèn)題?；谶@種認(rèn)識(shí)，本文對(duì)無(wú)線無(wú)源溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其在變電站溫度監(jiān)測(cè)上的應(yīng)用問(wèn)題展開(kāi)了探討，從而為關(guān)注這一話題的人們提供參考。

關(guān)鍵詞 無(wú)線無(wú)源技術(shù)；溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；應(yīng)用

中圖分類號(hào) TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2016）162-0111-01

隨著電網(wǎng)容量和規(guī)模的不斷增大，對(duì)變電站供電可靠性的要求也越來(lái)越高。使用無(wú)線無(wú)源溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)變電站核心部位溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，則能夠?yàn)樽冸娬镜陌踩\(yùn)行提供有力的技術(shù)支持。因此，有必要對(duì)無(wú)線無(wú)源溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其應(yīng)用問(wèn)題展開(kāi)研究，從而更好的促進(jìn)電力事業(yè)的發(fā)展。

1 無(wú)線無(wú)源溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

從系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)上來(lái)看，無(wú)線無(wú)源溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由無(wú)線無(wú)源在線測(cè)溫系統(tǒng)、溫度采集收發(fā)器、無(wú)線無(wú)源測(cè)溫管理裝置、溫度采集收發(fā)器天線和傳感器構(gòu)成。利用收發(fā)器天線，系統(tǒng)溫度采集模塊可以進(jìn)行傳感射頻信號(hào)的發(fā)射，而溫度傳感器則能夠進(jìn)行溫度對(duì)應(yīng)頻率信號(hào)的返回。接收到反饋信號(hào)后，溫度采集模塊將能進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，然后將數(shù)據(jù)打包傳輸至系統(tǒng)的測(cè)溫管理裝置中。利用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，系統(tǒng)可以進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)設(shè)備的通信規(guī)約轉(zhuǎn)換，然后將數(shù)據(jù)傳送至在線測(cè)溫系統(tǒng)，從而為監(jiān)測(cè)人員監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行溫度提供支持，并且確保設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。利用測(cè)溫管理裝置，還能夠?qū)υO(shè)備運(yùn)行溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，并且完成設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)、歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)和告警數(shù)據(jù)的查詢。而通過(guò)Web頁(yè)面，監(jiān)控人員也可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)通道管理、臺(tái)賬管理和用戶管理。因此從總體結(jié)構(gòu)上來(lái)看，無(wú)線無(wú)源溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的開(kāi)放性、可靠性、可擴(kuò)展性和易維護(hù)性。1.2 系統(tǒng)功能分析

從系統(tǒng)功能上來(lái)看，無(wú)線無(wú)源溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用不僅能夠?qū)崿F(xiàn)各種運(yùn)行設(shè)備溫度的集中監(jiān)測(cè)，還能夠?qū)υO(shè)備運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并且形成一致的通信規(guī)約。一方面，利用數(shù)字、圖形和曲線等方式，系統(tǒng)能夠?yàn)椴僮魅藛T提供設(shè)備實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)告警數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且提供告警確認(rèn)和處理功能。而利用曲線、圖表等形式，系統(tǒng)使用人員可以進(jìn)行當(dāng)前數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的查詢。在對(duì)設(shè)備溫度發(fā)展趨勢(shì)曲線進(jìn)行在線瀏覽時(shí)，系統(tǒng)操作人員也可以按照時(shí)間段完成相關(guān)數(shù)據(jù)的查詢；另一方面，系統(tǒng)可以為用戶提供日志服務(wù)。具體來(lái)講，就是進(jìn)行用戶維護(hù)設(shè)備的日志記錄，并且對(duì)用戶的登錄操作進(jìn)行記錄，可以為用戶提供日志分類和分時(shí)段查詢功能。再者，系統(tǒng)可以進(jìn)行任意測(cè)溫點(diǎn)分組，并且實(shí)現(xiàn)對(duì)同一時(shí)刻的多個(gè)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析和閾值查詢，并且能夠進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行的智能診斷。此外，系統(tǒng)可以為用戶提供報(bào)表管理、用戶管理和系統(tǒng)設(shè)置等功能。根據(jù)用戶輸入需求，系統(tǒng)可以形成并輸出報(bào)表，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比和導(dǎo)出。同時(shí)，系統(tǒng)也能夠進(jìn)行用戶操作權(quán)限的分級(jí)管理，以便在為用戶提供數(shù)據(jù)信息的同時(shí)，進(jìn)行系統(tǒng)核心數(shù)據(jù)的保護(hù)[ 1 ]。通過(guò)系統(tǒng)設(shè)置，用戶可以進(jìn)行監(jiān)測(cè)設(shè)備的添加和刪除，然后使用對(duì)應(yīng)通訊接口進(jìn)行設(shè)備數(shù)據(jù)接收，并且完成系統(tǒng)其它參數(shù)的配置。最后，用戶也可以利用系統(tǒng)參數(shù)管理功能進(jìn)行系統(tǒng)基礎(chǔ)信息的維護(hù)管理，并且完成下屬設(shè)備類型、預(yù)告警閾值等參數(shù)的設(shè)置。

2 無(wú)線無(wú)源溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在變電站中的應(yīng)用

在現(xiàn)實(shí)生活中，無(wú)線無(wú)源溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在變電站中得到了成功應(yīng)用。通過(guò)在變電站的大電流柜和電容柜的隔離開(kāi)關(guān)觸頭等位置進(jìn)行無(wú)線無(wú)源式測(cè)溫裝置的安裝，就能夠?qū)@些位置的發(fā)熱情況進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)、診斷和預(yù)警[2]。而使用該系統(tǒng)進(jìn)行變電站設(shè)備運(yùn)行溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，將能使變電站運(yùn)行情況穩(wěn)定，所以能夠在解決變電站開(kāi)關(guān)柜內(nèi)關(guān)鍵部位發(fā)熱信息獲取難題的同時(shí)，使電網(wǎng)供電的可靠性得到提高。

2.1 變電站測(cè)溫需求分析

在變電站建設(shè)的過(guò)程中，需要以變電站狀態(tài)監(jiān)測(cè)為技術(shù)支撐。而在變電站狀態(tài)監(jiān)測(cè)的眾多數(shù)據(jù)中，溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)十分重要。因?yàn)橐恢币詠?lái)，電氣設(shè)備接點(diǎn)發(fā)熱都是導(dǎo)致變電站安全運(yùn)行受到影響的主要問(wèn)題。在母線連接點(diǎn)和隔離開(kāi)關(guān)等位置，大量高壓部件需要保持長(zhǎng)期運(yùn)行，所以這些部位的接觸電阻大且發(fā)熱。無(wú)法對(duì)這些部位發(fā)熱情況進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，就容易導(dǎo)致變電站事故的發(fā)生。但由于變電站電力設(shè)備的使用具有一定的環(huán)境特殊性，所以其溫度在線監(jiān)測(cè)具有一定的難度。首先，以220kV變電站為例，其各種電纜接頭數(shù)量就多達(dá)上千個(gè)，所以變電站溫度監(jiān)測(cè)存在著監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量眾多的問(wèn)題。其次，變電站溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)不僅在室內(nèi)的控制柜中，還有很多在高空裸露，所以溫度監(jiān)測(cè)將遭遇千差萬(wàn)別的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置。再者，一直以來(lái)，使用溫度監(jiān)測(cè)器都存在著布線和供電的問(wèn)題，以至于難以實(shí)現(xiàn)傳感器與外界的隔離[ 3 ]。同時(shí)，變電站電壓可能高達(dá)數(shù)萬(wàn)乃至幾十萬(wàn)伏，所以設(shè)備周?chē)碾姶鸥蓴_較強(qiáng)，容易給溫度監(jiān)測(cè)帶來(lái)干擾。此外，變電站工作環(huán)境溫度較高，需要傳感器具有一定的耐熱性。

2.2 變電站溫度的在線監(jiān)測(cè)

在變電站溫度的在線監(jiān)測(cè)上進(jìn)行無(wú)線無(wú)源溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用，可以在開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的母排上和電纜接頭上進(jìn)行聲表面波溫度傳感器的安裝。而該種傳感器不需要任何電池供電，并且不需要使用電線與信號(hào)發(fā)射和接收裝置連接。在電磁場(chǎng)較強(qiáng)、潮濕度大和溫度極端等惡劣環(huán)境中，該傳感器也能夠有效進(jìn)行待測(cè)設(shè)備或位置溫度的檢測(cè)，所以具有較強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。而變電站在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為三層構(gòu)架，可以利用無(wú)線方式將信息發(fā)送至采集單元，然后由采集單元進(jìn)行一對(duì)多的采集和解碼，并且利用以太網(wǎng)將溫度信息傳遞給在線監(jiān)測(cè)智能電子設(shè)備。利用光纖以太網(wǎng)的方式，在線監(jiān)測(cè)裝置可以基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)將信息傳輸給監(jiān)測(cè)主站信息平臺(tái)，從而利用該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)全站監(jiān)測(cè)溫度信息的統(tǒng)一管理。而使用該系統(tǒng)進(jìn)行變電站高壓測(cè)溫，可以進(jìn)行原始頻率值的輸出，并且使測(cè)量頻率具有較高的頻率值。相較于其他溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，無(wú)線無(wú)源溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的精度和分辨率則更高，并且無(wú)需供電就能實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)溫度的測(cè)量[ 4 ]。此外，系統(tǒng)可以直接利用自帶天線將測(cè)得溫度值傳送至采集單元，因此能夠使系統(tǒng)的安裝和接線復(fù)雜度得到簡(jiǎn)化。

3 結(jié)論

總而言之，通過(guò)將無(wú)線無(wú)源溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝在變電站核心設(shè)備處，并且進(jìn)行系統(tǒng)所在環(huán)境溫度的測(cè)量分析和驗(yàn)證，可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)全量程范圍內(nèi)測(cè)量誤差小于±1℃。同時(shí)，系統(tǒng)穩(wěn)定傳輸距離可達(dá)3m，能夠在變電站開(kāi)關(guān)柜內(nèi)保持穩(wěn)定的無(wú)線傳感狀態(tài)。因此，相信隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，該系統(tǒng)將能在變電站溫度監(jiān)測(cè)上得到廣泛應(yīng)用。

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