无源测温监测预警

摘要：针对目前变电设备运行温度在采集传感器的供能、数据传输和远程监控功能不足问题，本文开发出一种基于无线无源测温传感器的变电设备温度在线智能监测预警系统，主要解决高电压、强电场干扰环境下对变电运行设备温度实时准确采集和数据可靠传输问题，同时实现对变电站各类运行设备温度的统一集中监测、趋势分析、异常预警及联动保护装置跳闸保护等功能，有力提高运维人员对设备隐患的预控能力，有效防止温度异常造成的事故，确保电网及设备运行。

0 引言
 变电站母线、电缆、断路器、互感器等运行设备由于长期工作在高电压、大电流环境条件下，对各设备温度的监测维护是保证电网可靠工作环节。

1 温度测量技术发展现状
1.1 传统接触式测温技术
 传统接触式测温方法主要以热电偶测温和热电阻测温为代表。热电偶是基于赛贝克效应采集导体回路热电流信号实现温度测量的。

1.2 非接触式测温技术
 非接触式测温技术典型的应用是基于物体辐射的红外线测温方法、以及基于温度变化对光栅波长变化的光纤光栅测温方法。
红外测温传感器（也称红外探头）是市面上应用较普遍的一类非接触式测温装置，测温速度快、灵敏度高，但由于对设备自身材质和测温环境及距离等有较高要求，因此通常只用来测量物体表面温度，对金属类物体测温误差较大，无法实时测量，不具有监测功能。
 光纤测温传感器依靠其灵敏度高、抗干扰性强、体积小等特点，目前主要应用于测量领域。但其系统整体造价成本较高，安装布线较复杂且一定要停电操作，光纤易折、不耐高温，在应用上具有一定局限性。
 

2 变电设备温度在线智能监测预警系统设计
 本文设计开发的变电设备温度在线智能监测预警系统，融合数据采集处理技术、无线通信传输技术，对高压强电磁干扰环境下变设备实现运行温度实时准确监测。

2.1 无线温度传感器
 无线无源温度传感器主要由温度采集模块和无线通信模块构成。为保证数据传输连续可靠，采用抗干扰性能强的无线通信模块

2.2 无线测温终端
 无线测温终端主要实现传感器数据的收集，并能通过GPRS网络自动上传到后台监控主机，也可以按照主机的召唤指令上传监测点温度数据。

2.3 后台监控主机
 后台监控主机主要由通信单元、智能控制单元、显示单元等组成。

2.4 功能特点
（1）温度超限预警
（2）趋势分析预警
（3）主动上报和主站召唤
（4）故障跳闸保护
（5）异常自动记录及统计功能

3 安科瑞无线测温系统介绍与选型
 安科瑞无线测温监控系统是根据当前无线测温系统的要求，在广泛征求用户和家意见的基础上,充分吸收当前国内外厂家的成功案例。

3.1 Acrel-2000T无线测温系统结构
 Acrel-2000T无线测温监控系统通过RS485总线或以太网与间隔层的设备直接进行通信（如图1），系统设计遵循国际标准Modbus-RTU, Modbus TCP等传输规约，可靠性和开放性都得到了很大地提高。
 Acrel-2000T无线测温监控系统具有遥信、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。
 Acrel-2000T无线测温监控系统主要特点是开放式系统结构，硬件兼容性强，软件移植性好，应用功能丰富。

图1 Acrel-2000T无线测温系统结构图

3.2 Acrel-2000T无线测温系统功能
■实时监测
■温度查询
■运行报表
■实时报警
■设备提供以下凡种告警方式：
■历史告警査询
Acrel-2000T无线测温监控系统能够对所有吿警事件记录进行存储和管理，方便用户对系统和告警等事件进行历史追溯，查询统计、事故分析。
■用户权限管理■定值设置

3.3 安科瑞ARTM系列无线测温终端产品选型
 安科瑞电气接点无线测温方案由无线温度传感器、收发器、显示单元组成。温度传感器直接安装于断路器动触头、静触头、电缆接头、母排等发热接点，将测温数据通过无线射频技术传至接收装置，再由接收器485通讯至测温终端或无线测温系统（如图2）。

图2 电气接点在线测温结构图

3.3.1 安科瑞无线温度传感器
 无线温度传感器共有5种，分别对应螺栓固定、表带固定、扎带捆绑、合金片固定等安装方式。

3.3.2 安科瑞无线收发器
 无线测温收发器共有3种，通过无线射频方式接收温度数据。收发器根据不同的传感器型号进行匹配，同时传感器的传输距离决定接收装置能否多柜接收。

3.3.3 安科瑞显示终端
 显示装置通过RS485连接收发器，可嵌入式安装于柜体上，若柜体开孔不便，也可选择壁挂式安装于配电室内。

4结语
 本文研究开发的基于无源测温的变电设备温度在线智能监测预警系统已经在试点变电站进行安装应用。