摘要：結(jié)合電網(wǎng)系統(tǒng)中封閉式10kV高壓開關(guān)柜的工程應(yīng)用需求，提出了新型無源無線溫度傳感方法和智能開關(guān)柜溫度測量監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測技術(shù)，最后結(jié)合變電站的網(wǎng)絡(luò)測試實(shí)例說明了監(jiān)測系統(tǒng)的安裝過程和應(yīng)用效果。該系統(tǒng)的應(yīng)用可以有效提高電網(wǎng)運(yùn)行部門的設(shè)備檢查自動(dòng)化水平，加強(qiáng)電網(wǎng)設(shè)備的安全控制，具有廣闊的工程應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：無線測溫；在線監(jiān)控；開關(guān)柜；傳感器技術(shù)；

一引言

如今，變電站設(shè)備關(guān)鍵部位的溫度監(jiān)測無法實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)監(jiān)測，部分溫度監(jiān)測裝置非常落后，部分溫度監(jiān)測裝置定制，用途相對狹窄。此外，目前還沒有制定統(tǒng)一的溫度測量裝置規(guī)范，通用性不強(qiáng)，更換電氣元件難度較大。因此，為了實(shí)現(xiàn)在線溫度監(jiān)測，需要結(jié)合公司現(xiàn)有的電站設(shè)備，分析變電站關(guān)鍵部位的溫度監(jiān)測需求，開發(fā)出滿足變電站自動(dòng)溫度監(jiān)測的系統(tǒng)。

二封閉式高壓開關(guān)柜在線測溫技術(shù)分析

變電站設(shè)備溫度監(jiān)測是指通過監(jiān)測設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測變電站關(guān)鍵部件的溫度，了解設(shè)備的溫度變化，做好實(shí)時(shí)預(yù)警工作，減少高壓開關(guān)柜運(yùn)行事故的發(fā)生。因此，實(shí)時(shí)在線溫度測量具有以下兩個(gè)功能：一是實(shí)時(shí)監(jiān)測溫度，了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，做好應(yīng)急處理，減少事故發(fā)生；二是實(shí)現(xiàn)24小時(shí)無人實(shí)時(shí)監(jiān)控，降低人工消耗，降低運(yùn)行成本。高壓開關(guān)柜在溫度測量技術(shù)上具有一定的先進(jìn)性，運(yùn)行安全可靠。該裝置需要在開關(guān)柜內(nèi)長期穩(wěn)定運(yùn)行，系統(tǒng)和設(shè)備需要滿足兼容性和經(jīng)濟(jì)性的要求，方便系統(tǒng)的后期擴(kuò)展。以上要求需要分析溫度測量環(huán)境，及時(shí)比較分析溫度測量方法，找到適合現(xiàn)場環(huán)境的溫度測量方法。

表1各種不同的測溫方法比較表

從表1可以看出，采用無源無線溫度測量技術(shù)可以實(shí)時(shí)在線監(jiān)測10kV配網(wǎng)設(shè)備的接觸溫度。無線傳感器可實(shí)現(xiàn)高低壓電子元件的物理絕緣，有效避免電子元件之間的光波。此外，無線傳感器的安裝非常方便，無需通信電線，后期維護(hù)簡單。無源無線溫度測量彌補(bǔ)了其他傳感器方法的缺陷，是電力系統(tǒng)溫度傳感技術(shù)的新突破，具有很強(qiáng)的技術(shù)創(chuàng)新性。

因此，系統(tǒng)計(jì)劃采用無源無線聲表面波溫度傳感器，減少線路改造，提高安裝維護(hù)效率。

三 10kV開關(guān)柜無源無線測溫系統(tǒng)框架分析

該系統(tǒng)計(jì)劃采用多變電站解決方案。高壓設(shè)備無源無線溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)主要由采集設(shè)備和軟件系統(tǒng)組成，系統(tǒng)采用樹形網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。各級變電站高壓室為第一層，高壓室各封閉開關(guān)柜安裝無源無線溫度傳感采集設(shè)備，主要包括6臺(tái)無源無線溫度傳感器（溫度傳感器）和1臺(tái)無線溫度測量終端（終端設(shè)備）。其中6個(gè)傳感器安裝在易發(fā)熱的接觸點(diǎn)，如出線接頭、梅花接頭、進(jìn)線接頭等，終端安裝在開關(guān)柜的低壓室內(nèi)。變電站為第二層，每個(gè)變電站設(shè)置一臺(tái)無線溫度測量前置機(jī)，收集收集終端設(shè)備的數(shù)據(jù)，通過IP網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)打包發(fā)送到檢查中心。檢查中心為第三層，各檢查中心配備監(jiān)控服務(wù)器，顯示和處理各變電站高壓設(shè)備的溫度數(shù)據(jù)。如有必要，檢查中心還可將溫度信號發(fā)送到電力公司的主站服務(wù)器。系統(tǒng)主站服務(wù)為第四層，可為后臺(tái)服務(wù)人員提供準(zhǔn)確的溫度信息，方便及時(shí)安排處理。

裝甲開關(guān)柜電氣設(shè)備無源無線溫度測量系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測，可實(shí)現(xiàn)預(yù)警報(bào)警雙重設(shè)置，預(yù)防，操作簡單合理，數(shù)據(jù)顯示豐富全面，以下功能主要通過第三個(gè)功能

與第四層實(shí)現(xiàn):與第四層實(shí)現(xiàn):

（1）能全天候監(jiān)測高壓開關(guān)柜的溫度變化，及時(shí)做出缺陷判斷。

（2）可保存電氣設(shè)備的歷史溫度值，便于后期的比較和判斷。

（3）可以對溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并繪制圖表，便于查看。

（4）可對溫度值進(jìn)行高溫預(yù)警，防止監(jiān)測。

四無源無線溫度監(jiān)測的應(yīng)用

1工程應(yīng)用思路

本文設(shè)計(jì)的無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)將直接使用溫度傳感器收集關(guān)鍵設(shè)備上的溫度，并通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)较到y(tǒng)的核心部件。收集這些核心部件的溫度后，系統(tǒng)設(shè)置算法對溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并根據(jù)各部件預(yù)設(shè)的溫度設(shè)置實(shí)時(shí)報(bào)警等功能。系統(tǒng)將分析的相關(guān)結(jié)論傳遞給設(shè)備運(yùn)行維護(hù)部門，設(shè)備運(yùn)行維護(hù)部門根據(jù)系統(tǒng)傳輸結(jié)果進(jìn)行綜合分析，制定設(shè)備運(yùn)行維護(hù)管理措施，減少設(shè)備故障次數(shù)和時(shí)間，提高配電運(yùn)行效率。。

2前期工程安裝

變電站共有8個(gè)開關(guān)柜，設(shè)計(jì)的無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)包括兩部分，一部分為傳感器，每個(gè)開關(guān)柜設(shè)有12個(gè)溫度監(jiān)測點(diǎn)，共96個(gè)溫度傳感器。另一部分為數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、16個(gè)溫度監(jiān)測裝置和2個(gè)監(jiān)測主機(jī)。早期施工過程分為7個(gè)步驟，如表2所示，從施工前會(huì)議開始，到準(zhǔn)備工作、安裝、調(diào)試、測試、竣工驗(yàn)收，施工標(biāo)準(zhǔn)相對明確，確保無源無線溫度檢測系統(tǒng)的安裝。

表2施工流程

五效益分析

（1）無源無線溫度測量系統(tǒng)投入使用，可連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測開關(guān)柜溫度7*24小時(shí)，及時(shí)發(fā)送準(zhǔn)確的監(jiān)測數(shù)據(jù)，防止電氣設(shè)備溫度過高造成電網(wǎng)故障。此外，該系統(tǒng)還提供了實(shí)時(shí)報(bào)警功能，可以防止萌芽狀態(tài)，避免不可預(yù)測的損失。

（2）無源無線溫度測量系統(tǒng)的使用將以前的“被動(dòng)維護(hù)"改為“主動(dòng)維護(hù)"。可提前為狀態(tài)維護(hù)提供數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，不斷提高電網(wǎng)的安全運(yùn)行水平和供電可靠性。目前，供電公司對部分變電站的開關(guān)柜進(jìn)行了在線溫度監(jiān)測，為“狀態(tài)維護(hù)"提供了科學(xué)的數(shù)據(jù)支持和依據(jù)。該系統(tǒng)的投入使用還可以提高檢查效率，減少運(yùn)維人員的工作量，提高供電運(yùn)行效率。

（3）系統(tǒng)投入運(yùn)行后，無需安排維修人員進(jìn)行定期現(xiàn)場維護(hù)，實(shí)時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行溫度，發(fā)現(xiàn)溫度變化即時(shí)預(yù)警，減少設(shè)備運(yùn)行故障次數(shù)和時(shí)間，提高供電質(zhì)量，為電力企業(yè)創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)效益，確保電力企業(yè)的正常運(yùn)行。假設(shè)系統(tǒng)投入使用后，每年停電維護(hù)1次，維護(hù)時(shí)間為8小時(shí)，平均300A負(fù)荷電流（約5MW），項(xiàng)目8個(gè)間隔，每年8*5MW*8h=320MWh，每kWh電價(jià)值0.6元，可為企業(yè)創(chuàng)造約19.2萬元，只計(jì)算系統(tǒng)帶來的經(jīng)濟(jì)效益。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，系統(tǒng)還可以減少停電次數(shù)，提高供電質(zhì)量，為供電企業(yè)贏得良好的聲譽(yù)和效益。

六安科瑞溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)解決方案

1概述

電氣接觸在線溫度測量裝置適用于高低壓開關(guān)柜內(nèi)電纜接頭、斷路器接頭、閘門開關(guān)、高壓電纜中間頭、干變壓器、低壓大電流等設(shè)備的溫度監(jiān)測，防止氧化、松動(dòng)、灰塵等因素導(dǎo)致接觸電阻過大，提高設(shè)備安全，及時(shí)、持續(xù)、準(zhǔn)確地反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，降低設(shè)備事故率。

Acrel-2000T無線測溫監(jiān)測系統(tǒng)通過RS485總線或以太網(wǎng)與間隔層的設(shè)備直接通信，系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循國際標(biāo)準(zhǔn)-RTU、Modbus-TCP等傳輸規(guī)則大大提高了安全性、可靠性和開放性。該系統(tǒng)具有遙信、遙控、遙控、遙控、遙控、事件報(bào)警、曲線、棒圖、報(bào)告和用戶管理功能，可監(jiān)控?zé)o線溫度測量系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)快速報(bào)警響應(yīng)，防止嚴(yán)重故障。

2應(yīng)用場所

適用于電力物聯(lián)網(wǎng)、鋼廠、化工、水泥、數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院、機(jī)場、電廠、煤礦等電力設(shè)備的溫度監(jiān)測。

3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4系統(tǒng)功能

溫度測量系統(tǒng)主機(jī)Acrel-2000T安裝在值班監(jiān)控室，可以遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中所有開關(guān)設(shè)備的運(yùn)行溫度狀態(tài)。該系統(tǒng)具有以下主要功能：

溫度顯示；溫度曲線；操作報(bào)告；實(shí)時(shí)報(bào)警；歷史事件查詢

5系統(tǒng)硬件配置

溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由設(shè)備層的溫度傳感器和溫度采集/顯示單元、通信層的邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)和站控層的溫度測量系統(tǒng)主機(jī)組成，實(shí)現(xiàn)變配電系統(tǒng)關(guān)鍵電氣部件的溫度在線監(jiān)測。

七結(jié)語

本文結(jié)合公司目前的電氣設(shè)備狀況，從傳感器技術(shù)、能源供應(yīng)技術(shù)、通信技術(shù)等角度進(jìn)行分析，確定采用無源無線在線監(jiān)控系統(tǒng)。本文主要從開關(guān)柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究、溫度測量方法的比較分析、高壓開關(guān)柜的溫度測量方法和現(xiàn)場安裝測試，實(shí)施效果良好。本文分析了當(dāng)前的推廣程度，認(rèn)為通過系統(tǒng)的安全運(yùn)行可以帶來一定的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

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