安科瑞 鮑靜君

　　摘要：文章簡要介紹了某風力發電場無線測溫系統的方案和配置，并結合工程實際對其他測溫技術進行了簡要介紹，供工程中參考選擇。

　　關鍵詞：高壓配電裝置；無線測溫；實時監測

　　電力系統要保證安全運行，不僅電氣設備操作要求準確無誤，而且電氣設備運行也在正常參數范圍內，其中溫度也是電氣設備運行正常的一個重要參數。高壓配電裝置的開斷接觸點、母線連接點等部位，由于設備制造、環境污染、觸點氧化、電弧沖擊等原因造成接觸電阻變大，在運行時不斷發熱，溫度不斷上升，給設備安全運行埋下了隱患，如果不及時發現，會導致起火或爆炸，造成運行事故。國內外很早就利用測溫技術，對高壓配電裝置設備的運行溫度進行監測，保證高壓配電裝置設備運行安全。

　　1、無線測溫技術方案的提出

　　HTL風電場位于錫林浩特灰騰梁地區，裝機容量200MW，220kV升壓站安裝2臺主變壓器，以1回220kV出線接人系統。全站設備的控制采用計算機監控，運行管理實現少人值班操作。

　　HTL風電場地處偏僻，天氣情況變化大，運行要求220kV高壓配電裝置運行溫度實時監測，數據通過網絡傳輸。結合工程需要和對比目前測溫系統設備技術，設計中使用了無線測溫系統，對HTL風電場220kV高壓配電裝置的運行溫度進行實時監測報警。HTL風電場有4個220kV高壓配電間隔。分別為#1主變、#2主變、220kV出線和220kV電壓互感器間隔。每個間隔刀閘口、隔離開關、斷路器接觸點和母線連接點處均為測溫點，在各測溫點上設置無線智能溫度傳感器，通過無線通訊方式將測溫點的運行溫度數據上傳監測系統后臺機。

　　2、無線測溫系統的方案配置

　　2.1系統組成

　　無線測溫系統由數據采集層、通訊層和計算機管理層構成，層與層相對獨立。數據采集層設備負責數據采集并將數據通過無線方式與通訊層設備通訊。通訊層通過以太網方式將數據傳輸到計算機管理層，實現站級協調、優化控制和當地監測功能，同時實現與遠方調度中心的通信。數據采集層由無線測溫模塊組成，無線測溫模塊分散布置，就地安裝在高壓配電裝置的開斷接觸點或連接點上。

　　通訊層由無線通訊模塊和通訊管理機組成，無線通訊模塊按區域布置，接收本區域內的無線測溫模塊信號，通過485總線接入通訊管理機。通訊管理機以以太網方式組網。

　　計算機管理層由計算機管理后臺組成，通過以太網接收上傳數據，管理系統軟件對數據進行分析、統計、處理、存儲。

無線測溫系統組成示意圖

　　2．2系統特點

　　無線測溫系統具有高可靠性、易擴展性、免維護性的特點，在系統結構、設備性能上都有體現。

　　2．2．1可靠性

　　無線測溫系統的三層式結構，各層相互獨立又協調組成整體，任一部分設備有故障時，只影響局部，提高了系統可靠性。單元裝置采用ALLINONE設計原則，并采取隔離、軟硬件濾波、看門狗電路、抗干擾編碼、智能診斷、各種開放、抗震動、抗干擾的新型結構設計等多種軟硬件方面的措施，提高單元裝置的整體可靠性，進一步保證全系統的可靠。

　　2．2．2易擴展性

　　無線測溫系統采用無線、485總線、以太網相結合的通訊方式，使系統很容易擴展和與其它網絡互連；在擴展測點時不受布線的限制，可以方便的把模塊化設計的單元裝置配置在系統內，根據一次系統的變化，任意增、減或改變系統中的單元裝置達到改造和擴建的目的。系統提供的標準的通訊協議接口，使得現場總線網絡可與局域網絡相聯，實現信息的共享。

　　2．2．3免維護性

　　無線測溫系統在運行時能進行在線自檢，溫度傳感器在每次測量時會進行自校準。整個測溫網絡，采用總線型網絡拓撲結構，網絡系統非常有用和可靠，在系統正常運行時無需人工維護。

　　3．3系統設備功能

　　溫度傳感器、數據采集變換器、網絡通訊設備具有自檢功能，設備安全可靠抗干擾能力強。設備的檢查、維修工作簡潔方便，保證系統正常有用的工作。

　　3．3．1無線測溫模塊

　　無線測溫模塊內置Pt電阻溫度傳感器，安裝到每個220kV間隔內刀閘口、連接點和母線連接點的表面，直接測量測溫點的溫度。無線測溫模塊測溫準確、可靠，溫度測量范圍達到0～200℃；溫度數據精度高，分辨率達到1℃。通過無線通訊技術將溫度數據傳輸到無線通訊模塊，無線傳播距離50m，不受其他因素影響，保證了高壓設備的安全運行。

　　3．3．2無線通訊模塊和通信管理機

　　無線通訊模塊采用無線通訊技術，接收測溫模塊的無線信號，每個22OkV配電間隔安裝一個無線通訊模塊，與設在本間隔內的多個測溫模塊進行通訊。無線通訊模塊配有標準的485總線接口，接入通信管理機，通信管理機通過以太網將溫度數據上傳。標準的通訊接口協議保證了信息傳輸的準確可靠。

　　3．3．3計算機后臺監測系統

　　計算機和監測管理軟件構成了計算機后臺監測系統，布置在風電場控制室操作臺上，后臺系統容量可達128個變電站，每個變電站512個測溫點。

　　計算機提供了運行管理操作的平臺，軟件對數據資料進行分析、統計、記錄和報警，所有的信息都被記錄數據庫中，以備查閱。

　　計算機后臺監測系統軟件具有在線采集、監測、分析現場溫度的功能，對采集到的數據進行詳細的溫度場分析、溫升趨勢分析和統計；具有對歷史資料的分析和統計功能，能保存所有測點溫度的數據和變化情況，可以選擇不同的測點、不同的時間段的數據，綜合分析電氣設備的運行情況。

　　計算機后臺監測系統軟件具有安全保護功能，對管理員身份進行分級管理。使用者用密碼登陸系統。只有在管理員權限內才允許對系統的參數進行設置。

　　3、電力系統設備的其它測溫方法及特點

　　電力系統測溫技術的使用已經很普遍，國內外測溫技術比較多，通常還有光纖測溫、紅外測溫等。

　　3．1光纖測溫系統

　　光纖溫度監測系統是由光纖溫度傳感器、傳輸光纜、溫度監測儀和計算機管理系統組成。在高壓配電裝置測溫點上安裝光纖傳感器，光纖傳感器將被測量溫度轉換成光信號，通過光纖將信號傳送到溫度監測儀，溫度監測儀將光波信號解調成溫度信號，通過以太網口向計算機管理系統傳送，由計算機管理系統實施數據處理、故障診斷、報警及控制。

　　光纖溫度監測系統溫度信號以光纖為媒介傳輸光信號，不受電場和磁場的干擾，溫度測量挺準；光纖有優異的絕緣性能，采用防污閃安裝模式，不影響被測設備的絕緣等級和安全運行}系統容易擴展，使用方便；測量范圍寬，能夠實現光纖溫度監測系統多適用于戶外高壓設備。

　　3．2紅外測溫系統

　　紅外測溫系統由紅外溫度傳感器、數據采集器和計算機后臺管理系統組成。

　　在高壓配電裝置測溫點附近安裝紅外溫度傳感器，紅外溫度傳感器接收被測量設備的熱紅外信號，轉換成溫度信號通訊上傳數據采集器，數據采集器可顯示、報警和輸出控制信號，并通訊上傳計算機后臺管理系統，由計算機后臺管理系統對數據進行處理、統計、分析和保存。

　　紅外測溫系統對電氣設備的溫度采用非接觸式測量，不需要考慮絕緣問題；可實現在線監測。紅外測溫系統多適用于戶內高壓開關柜設備。

　　4、安科瑞無線測溫產品介紹

　　a.電池供電型無線溫度傳感器

　　安裝于發熱部位，采集溫度量并通過無線方式傳輸的傳感器。

　　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的傳感器。

　　目前無線溫度傳感器有兩款：

安科瑞無線測溫就地顯示配置：

　　ASD300/320智能操控裝置可連接12路無線溫度傳感器，ARTM-Pn無線測溫裝置可以連接18路無線溫度傳感器，無源（CT取電）方式為ATE300（捆綁式安裝），有源（電池供電）方式為ATE100（螺栓式安裝，主要用于電纜/銅排等螺絲固定的搭接點）和ATE200（表帶式，主要用于斷路器觸頭等接點捆綁安裝，因安裝較ATE100更方便，電纜/銅排等搭接點也常選用）。

無線測溫帶操顯功能（就地顯示）

　　Acrel-2000T/B無線測溫壁掛式監控設備，內存4G,硬盤128G,以太網口，顯示器12寸，分辨率800*600，可選Web平臺/App服務器，柜體尺寸480*420*200（單位mm），配置IPAD,安裝ACREL-2000/T軟件。就地實時顯示溫度分布以及報警等詳細參數。

無線測溫采集設備配置方案

　　5、結論

　　電力設備測溫越來越得到認可和重視，溫度指標也成為電力系統遙測的一個重要數據，各種測溫技術已經在電力系統大力推廣應用。工程設計中應結合工程實際采用適合的測溫方案，準確的記錄電氣設備的運行狀況，保證電力系統的安全運行，增快社會經濟的發展。