摘要：本文從電力安全生產(chǎn)的角度提出了電力設(shè)備溫度無線監(jiān)測系統(tǒng)，詳細(xì)研究了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)，并介紹了該系統(tǒng)的硬件設(shè)備組成及應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：電力設(shè)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(gè)環(huán)節(jié)存在大量的電氣連接點(diǎn)，這些連接點(diǎn)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(yùn)行過程中這些連接點(diǎn)因機(jī)械振動、過熱氧化、膨脹松弛、表面腐蝕等原因使接觸電阻進(jìn)一步增加，導(dǎo)致連接點(diǎn)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(dǎo)致電氣設(shè)備損壞、停電、火災(zāi)或者爆炸等事故，威脅著電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行安全。生產(chǎn)過程中，因電氣設(shè)備接點(diǎn)過熱造成的事故，占整體電氣事故的很大比例，如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)，不僅白白耗費(fèi)電能加大線損，更重要的是這將成為事故的隱患，給安全供電帶來的威脅。基于以上目的，本文提出了基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、實(shí)時(shí)的、在線式溫度監(jiān)測與預(yù)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(fù)的ID即可，因此可以適應(yīng)較多規(guī)模的溫度監(jiān)測預(yù)警工程之需要；無線通信具備通信異常告警和自恢復(fù)功能。

圖1 電力設(shè)備溫度監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3、硬件設(shè)計(jì)

無線溫度傳感器具有自動射頻功率調(diào)整、網(wǎng)絡(luò)路由發(fā)現(xiàn)與維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)路由（中繼）選擇等自適應(yīng)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(diǎn)溫度值、各傳感器工作狀態(tài)，并產(chǎn)生報(bào)警信息等。

4、后臺管理軟件功能

監(jiān)測計(jì)算機(jī)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(shè)備溫度監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)用戶界面

管理軟件的工程實(shí)例畫面如圖2所示。管理軟件提供了各種常見的電力設(shè)備圖符（支持用戶擴(kuò)充），以便根據(jù)現(xiàn)場需要設(shè)計(jì)或修改顯示畫面、報(bào)警設(shè)置和報(bào)表，并可嵌入現(xiàn)場地理分布圖，變壓器、斷路器和隔離開關(guān)等設(shè)備的圖片，利用這些圖片作為背景放置文本框、溫度計(jì)等圖符，直觀地顯示設(shè)備接頭的溫度。通過給各測溫點(diǎn)設(shè)定報(bào)警限值，可在發(fā)生以下情況時(shí)產(chǎn)生報(bào)警：溫度超過設(shè)定值、溫度迅速升高且其變化率高于設(shè)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(guān)觸點(diǎn)等溫度值按照設(shè)定的方式保存在歷史數(shù)據(jù)庫中，可按測溫點(diǎn)、電氣間隔、監(jiān)測時(shí)段、報(bào)警記錄等條件組合查詢，其結(jié)果自動生成報(bào)表，報(bào)表可以根據(jù)用戶需要進(jìn)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(guān)崗位的不同人員及時(shí)了解信息，管理軟件內(nèi)嵌了WEB服務(wù)器，并設(shè)計(jì)了基于SSL的*訪問，局域網(wǎng)（如調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)等）的計(jì)算機(jī)可在本地網(wǎng)絡(luò)瀏覽器上實(shí)現(xiàn)監(jiān)控主機(jī)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?/span>

目前無線溫度傳感器有三款：

b.CT感應(yīng)取電無線溫度傳感器

安裝于斷路器觸頭、母排、電纜搭接點(diǎn)等大電流處，采集溫度量并通過無線方式傳輸?shù)膫鞲衅鳌?/span>

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(luò)技術(shù)的溫度監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地報(bào)告被測高壓設(shè)備易發(fā)熱部件的溫升，消除傳統(tǒng)溫度的死角問題，及時(shí)消除隱患、減少事故、降低經(jīng)濟(jì)損失，對電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性、安全性的提高具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【參考文獻(xiàn)】

[1]楊武，王小華，榮命哲，基于紅外測溫技術(shù)的高壓電力設(shè)備溫度在線監(jiān)測傳感器的研究[J]，中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2002，22(9):113-116。

[2]鄭敏，基于無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的電力設(shè)備溫度監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2020.06版。