怎么来实现无线测温系统在高压开关柜中的应用

概述Overview

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  ：高压开关柜设备属于电力系统中的重要输电设备，应保证其运行的性能以提升电力系统效率，需要对高压开关柜故障做全面诊断，避免故障问题带来不良影响。将无线测温技术应用于高压开关柜，能轻松实现对其进行实时的动态监测，有助于相关工作人员根据高压开关柜的气温变化采取对应的应对措施，避免意外情况的发生，有效促进了高压开关柜的正常运行。

  关键词：无线测温系统 , 快速报警 , 预防故障 , 智能通信管理机 , 高压开关柜

  在电力系统当中，高压开关柜是一项最重要的内容，其运行质量会对整个电力系统的安全、稳定运行造成直接的影响，但在实际运行中，受到诸多因素的影响，高压开关柜非常有可能会出现发热故障，从而对其正常运行造成不利影响。而为了对这种情况加以改善，还需要利用无线测温技术对高压开关柜进行实时的监测，使故障隐患能及时的排除，这对于电力系统的安全、稳定运行有很重要的意义，所以，有必要针对相关联的内容进行深入的研究。

  对于无线测温技术而言，其主要原理是结合各种温度传感元件来进行测温的，而涉及到的温度传感元件包括：半导体传感器、红外测温度传感器、热敏电阻温度传感器、无源无线温度传感器、声表面温度传感器等等。

  第一，安全性，可以通过点位绝缘安装，降低爬电影响，所以不会影响电气设备的安全运行，具有较高的安全性；第二，准确性，在无线传感器系统当中往往会应用一些精度较高的数字传感器，且这些传感器大多以接触式测温为主，将传感器设置在发热点附近能够将测温部位的温度变动情况快速、精准测量出来，从而为监测系统提供准确的测温数据；第三，灵活性，通常情况下，无线测温元件的体积都比较小，因此，其安装较为方便，可以有效的进行灵活的组网，既能够正常的使用有线网络，也能够正常的使用无线网络，且能满足多点安装的需求，确保测量工作的全面性；第四，易用性，通常会采用模块化的方式来进行无线测温平台的设计，通过这一种设计方式，可以有明显效果地提升系统操作的便捷性和简单性，且便于和网络的连接，实现系统的自动化控制，确保了系统的易用性；第五，能耗低，无线测温技术的应用较为重视低功耗理念的应用，所以在应用该项技术进行测温时，不仅不会造成太大的能源消耗问题，还会使测温元件的常规使用的寿命得到一定效果的延长。

  从高压开关柜的应用现状来说，由于温度过高且没有及时有效地发现而造成事故的状况慢慢的变多，利用无线测温技术对其进行实时的监控已经势在必行。该技术可以帮助相关工作人员在问题发生初期就采取对应的措施，以此来避免事故范围的逐步扩大，这对电力系统的整体安全运作有积极的意义。

  由于电力资源的应用规模与应用需求一直增长，高压开关柜多处于长时间运作时的状态，这会加速其老化的速度。且随着其相应功能的不断损耗，事故发生概率会逐渐提升，应用无线测温技术的报警系统，能及时地发现系统中存在的隐患与故障，有利于高压开关柜的长时间运行。

  对温度传感器进行优选。由于无线测温技术涉及到各种温度传感器，而针对这些传感器做多元化的分析不难发现，它们都有着特定的温度测量范围，且适用的温度环境也不一样，但具体应用何种温度传感器，需要结合高压开关柜的详细情况来考虑，要尽可能的选择测温电路简单、测量精度高、占用口线少、扩展方便、便于使用以及成本投入低的温度传感器，从而为高压开关柜的平稳运行提供支持。第二，合理选择高低压侧的信号传输方式。对于高压开关柜中的无线测温系统而言，无线信号传输方式是一项需要重点考虑的设计内容，要对其做到合理的选择，而常用的无线信号传输方式包括Zigbee技术、IEEE802.11技术、蓝牙技术和红外技术等等，在选择过程中，需要对各项技术的标准、功耗以及抗干扰能力做综合的考虑。第三，要对高压侧供电方式来进行科学的选择。通常情况下，高压侧电路的供电电源需要具备较为稳定输出、较强的抗干扰的能力。而目前较为常用的几种供电方式包括CT互感器电源、电池供电、激光供电以及太阳能供电等等，其中，CT互感器电源不仅仅可以对高压侧供电需求加以满足，在结构安全性、应用成熟度以及环境适用性方面也具有较大的优势。

  温度显示仪的最大的作用是接收温度传感器传输过来的温度数据，并且在LCD屏幕上实时显示该数据的真实数值，再将温度数据的数值与地址传输到监控中心。

  温度采集器是硬件设计的主要内容，其最重要的包含电源设备、通信设施和传感器设备。

  传感器设备主要负责温度节点的温度数据采集与转换，通信设施的最大的作用是处理和传输数据。

  为了方便对无线测温系统硬件的后续管理，同时也为保障高压开关柜的安全运行，一般情况下会选择将传感器设备做牢固捆扎后，再安装在高压开关柜刀闸的A相、B相或者C相的相关位置。

  软件在无线测温技术的应用过程中起着重要的作用，最重要的包含预警、系统多个方面数据显示与系统配置录入等功能，是相关工作人员进行应用管理的窗口。无线测温软件系统在初始化后，可以直接对各温度点的温度进行信息采集，然后再传输温度数据与传感器编号。在利用无线测温技术进行测温时，监控中心装设有监测工作站，利用CAN总线，已经安装软件的计算机可与温度显示仪直接相连。温度显示仪在接收到温度数据后，会显示出温度数据的实时数值与对应的传感器编号，然后数据处理器会将得到的温度数据值与正常的温度值作比较，如果采集到的温度数据值或者气温变化率超过正常温度值与正常范围，就会被系统判断为超温，发出相应的警报，并在LCD屏显示；这种警报信号会通过通信单元传输到主控站的监控中心，提醒相关工作人员采取合理的应对策略，如果无线测温软件系统判断温度未超过限值，同样会在LCD屏中显示出相应的温度值，并传送到监控中心。

  通过建立无线测温系统能有效地实现无线测温技术在高压开关柜中的应用，应用该系统对3台高压开关柜来测试，每台高压开关柜内设有2个温度测点，设定温度限制值为40℃。由温度监测界面能够准确的看出，一旦测点温度超出异常值，就会在显示屏中发出预警信息，并通知相关工作人员，从而及时遏制状况的进一步扩散，且该系统简单易懂，方便相关工作人员便捷地监控实时温度。

  Acrel-2000T无线总线或以太网与间隔层的设备直接进行通讯，系统设计遵循国际标准Modbus-RTU、Modbus-TCP等传输规约，安全性、可靠性和开放性都得到了极大地提高。该系统具有遥信、遥测、遥控、遥调、遥设、事件报警、曲线、棒图、报表和用户管理功能，可以监控无线测温系统的设备正常运行状况，实现快速报警响应，预防严重故障发生。

  测温系统主机Acrel-2000T安装于值班监控室，可以远程监视系统内所有开关设备正常运行温度状态。系统具有以下主要功能：

  温度在线监测系统主要由设备层的温度传感器和温度采集/显示单元，通讯层的边缘计算网关以及站控层的测温系统主机组成，实现变配电系统关键电气部位的温度在线监测。

  可接入8路PT100传感器，适用于低压开关柜电气接点、变压器绕组、点击绕组等场合的测温；

  24路NTC或PT100、1路温湿度测温、2路继电器告警输出，用于低压电气接点、变压器绕组、点击绕组等场所测温；

  [2]周文文，聂一雄，徐卫东，等.10kV智能化高压开关柜测温系统设计[J].广东电力，2017（12）：130-135.