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成功案例

淺談無線測溫在電力設備監(jiān)測中的設計與應用

摘要:本文從電力**生產(chǎn)的角度提出了電力設備溫度無線監(jiān)測系統(tǒng),詳細研究了系統(tǒng)實現(xiàn)的關鍵技術,并介紹了該系統(tǒng)的硬件設備組成及應用軟件設計。

關鍵詞:電力設備;溫度監(jiān)測;無線通信
1、引言
電力系統(tǒng)的“發(fā)、輸、配、用”的各個環(huán)節(jié)存在大量的電氣連接點,這些連接點因各種原因存在或大或小的接觸電阻,接觸電阻直接造成接觸處溫度升高,而運行過程中這些連接點因機械振動、過熱氧化、膨脹松弛、表面腐蝕等原因使接觸電阻進一步增加,導致連接點金屬局部熔焊,產(chǎn)生火花甚至電弧放電,殃及周圍絕緣材料,導致電氣設備損壞、停電、火災或者爆炸等事故,威脅著電網(wǎng)的經(jīng)濟、運行**。生產(chǎn)過程中,因電氣設備接點過熱造成的事故,占整體電氣事故的很大比例,如不及時發(fā)現(xiàn),不僅白白耗費電能加大線損,更重要的是這將成為事故的隱患,給**供電帶來的威脅。基于以上目的,本文提出了基于無線傳感網(wǎng)絡通信技術、實時的、在線式溫度監(jiān)測與預警解決方案。
2、系統(tǒng)組成
本系統(tǒng)由無線溫度傳感器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器、數(shù)據(jù)集中器(通信中繼器)、溫度顯示儀、后臺監(jiān)測分析軟件組成,系統(tǒng)組成如圖1。系統(tǒng)在物理上和功能上均采用分層分布式結(jié)構(gòu),以保證系統(tǒng)組態(tài)的靈活性和功能配置方便。無線溫度傳感器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器、數(shù)據(jù)集中器、溫度顯示儀均內(nèi)置了16位的ID,無需任何配置,即裝即用。傳感器、轉(zhuǎn)發(fā)器、集中器和顯示儀的數(shù)量均可按需配置,沒有規(guī)模限制,只要在無線通信距離內(nèi)沒有重復的ID即可,因此可以適應較多規(guī)模的溫度監(jiān)測預警工程之需要;無線通信具備通信異常告警和自恢復功能。
圖1 電力設備溫度監(jiān)測預警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
3、硬件設計
無線溫度傳感器具有自動射頻功率調(diào)整、網(wǎng)絡路由發(fā)現(xiàn)與維護、網(wǎng)絡路由(中繼)選擇等自適應能力,可以降低功耗,延長電池的使用壽命。利用通用的ISM和SRD免許可頻段射頻通信,采用精簡型ZigBee無線傳感網(wǎng)通信協(xié)議傳遞溫度和工作狀態(tài)信息,通信穩(wěn)定、效率高,耗電量更低。溫度顯示儀用于顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器和數(shù)據(jù)集中器收集到的各測溫點溫度值、各傳感器工作狀態(tài),并產(chǎn)生報警信息等。
4、后臺管理軟件功能
監(jiān)測計算機能夠與若干臺通信集中器交換數(shù)據(jù),并配置全站或的溫度傳感器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器、數(shù)據(jù)集中器和溫度顯示儀的工作參數(shù)。
圖2 電力設備溫度監(jiān)測預警系統(tǒng)用戶界面
管理軟件的工程實例畫面如圖2所示。管理軟件提供了各種常見的電力設備圖符(支持用戶擴充),以便根據(jù)現(xiàn)場需要設計或修改顯示畫面、報警設置和報表,并可嵌入現(xiàn)場地理分布圖,變壓器、斷路器和隔離開關等設備的圖片,利用這些圖片作為背景放置文本框、溫度計等圖符,直觀地顯示設備接頭的溫度。通過給各測溫點設定報警限值,可在發(fā)生以下情況時產(chǎn)生報警:溫度超過設定值、溫度迅速升高且其變化率高于設定值、三相溫度不平衡度超出閥值等。各母線接頭、電纜接頭及開關觸點等溫度值按照設定的方式保存在歷史數(shù)據(jù)庫中,可按測溫點、電氣間隔、監(jiān)測時段、報警記錄等條件組合查詢,其結(jié)果自動生成報表,報表可以根據(jù)用戶需要進行調(diào)整,包括欄目和樣式等,并且支持動態(tài)的數(shù)據(jù)連接功能。為了便于相關崗位的不同人員及時了解信息,管理軟件內(nèi)嵌了WEB服務器,并設計了基于SSL的授權訪問,局域網(wǎng)(如調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)等)的計算機可在本地網(wǎng)絡瀏覽器上實現(xiàn)監(jiān)控主機的功能。
5、安科瑞無線測溫產(chǎn)品介紹
5.1測溫傳感器
a.電池供電型無線溫度傳感器
安裝于發(fā)熱部位,采集溫度量并通過無線方式傳輸?shù)膫鞲衅鳌?
目前無線溫度傳感器有三款:

b.CT感應取電無線溫度傳感器
安裝于斷路器觸頭、母排、電纜搭接點等大電流處,采集溫度量并通過無線方式傳輸?shù)膫鞲衅鳌?
目前無線溫度傳感器有兩款:

5.2接收/顯示單元
a.接收單元
 
b.顯示單元
6、結(jié)束語
結(jié)果表明,基于無線網(wǎng)絡技術的溫度監(jiān)測與預警系統(tǒng)能夠準確地報告被測高壓設備易發(fā)熱部件的溫升,消除傳統(tǒng)溫度巡視的死角問題,及時消除隱患、減少事故、降低經(jīng)濟損失,對電網(wǎng)運行的可靠性、**性的提高具有重要的現(xiàn)實意義。


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