變電站測溫系統(tǒng)方案

一、 概述

HS-CW測溫系統(tǒng)是保定合順電氣設(shè)備科技有限公司研發(fā)針對電力系統(tǒng)的發(fā)電廠、電業(yè)局（供電局）、變電站（變電所）等各類高壓開關(guān)柜觸頭及接點(diǎn)、變壓器一、二次套管、箱式變電站、高壓母線接頭、封閉母線、穿墻套管、高壓電纜接頭、戶外羊角開關(guān)、刀閘開關(guān)等運(yùn)行時(shí)易發(fā)熱而不易檢測的部位進(jìn)行溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測的設(shè)備，作為一套分布式測溫系統(tǒng)，它也可以廣泛用于鋼鐵、礦山、石化、鐵路、倉儲(chǔ)等行業(yè)的測溫。HS-CW測溫系統(tǒng)的硬件部分，是完成現(xiàn)場的溫度采集、匯集、遠(yuǎn)傳的功能，本產(chǎn)品采用PN溫度傳感技術(shù)和近距離無線通訊技術(shù)，無線通訊使用的是業(yè)余頻段433Mh（無需申請），其頻點(diǎn)隨著現(xiàn)場測溫點(diǎn)的數(shù)量和采集器的數(shù)量，根據(jù)設(shè)置自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，該裝置采用模塊化設(shè)計(jì)，集成度高，采樣多種抗干擾措施，使其具有可靠性高，易于使用和易于維護(hù)的特點(diǎn)。

二、 系統(tǒng)技術(shù)特色

HS-CW分布式測溫系統(tǒng)適用于高壓導(dǎo)電母排接頭、電纜接頭、高壓開關(guān)柜觸頭、刀閘開關(guān)、干式變壓器、箱式變電站等設(shè)備的表面等設(shè)備的實(shí)時(shí)測溫，可應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境，亦可應(yīng)用于室外環(huán)境。其主要技術(shù)特色如下：

l 采用433MHZ（ISM）頻段，無線擴(kuò)頻技術(shù)，抗干擾能力更強(qiáng)。

l 智能無線組網(wǎng)技術(shù)，徹底消除同頻干擾問題，通訊誤碼率大大降低。

l 測量點(diǎn)和接收點(diǎn)無直接聯(lián)系，無絕緣問題，不受外部環(huán)境影響。

l 超低功耗設(shè)計(jì)，高能鋰電池供電硬件設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性更強(qiáng)。

l 無線采集組網(wǎng)靈活，可擴(kuò)展性強(qiáng)，可適用不同電壓等級、不同環(huán)境帶電設(shè)備的實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測，安裝施工簡便宜行。

l 系統(tǒng)采用分布式分層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活，即可融入自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行，亦可獨(dú)立成系統(tǒng)。

一、 與其它實(shí)時(shí)測溫方式的比較

用于高壓設(shè)備接點(diǎn)運(yùn)行溫度監(jiān)測的技術(shù)主要有紅外測溫、光纖測溫和無線測溫，下面對三種測溫技術(shù)進(jìn)行比較：

1. 無線測溫與光纖測溫的比較

光纖溫度傳感器采用光導(dǎo)纖維傳輸溫度信號，光導(dǎo)纖維具有優(yōu)異的絕緣性能， 能夠隔離開關(guān)柜內(nèi)的高壓， 因此光纖溫度傳感器能夠直接安裝到開關(guān)柜內(nèi)的高壓觸點(diǎn)上， 準(zhǔn)確測量高壓觸點(diǎn)的運(yùn)行溫度， 實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜觸點(diǎn)運(yùn)行溫度的在線監(jiān)測。然而，用于隔離高壓的光纖表面可能受到污染， 將導(dǎo)致光纖表面放電。這使得光纖測溫系統(tǒng)用于室外開關(guān)設(shè)備的測溫應(yīng)用受到限制。無線測溫系統(tǒng)采用電磁波傳輸信號， 傳感器直接安裝在高壓設(shè)備上，溫度測量準(zhǔn)確， 可以解決電氣絕緣問題， 無線測溫系統(tǒng)的特點(diǎn)是不受氣候環(huán)境的影響， 可以測量室外開關(guān)和母線接點(diǎn)的溫度。

1. 無線測溫與紅外測溫的比較

紅外測溫為非接觸式測溫，易受環(huán)境及周圍的電磁場干擾，另外開關(guān)柜內(nèi)的空間非常狹小，無法安裝紅外測溫探頭（因?yàn)樘筋^必須與被測物體保持一定的安全距離，并需要正對被測物體的表面），并且其測溫精度容易受環(huán)境影響，如光線強(qiáng)度、霧氣都會(huì)對其測量精度造成一定的影響，所以其使用范圍受到極大制約。而無線測溫系統(tǒng)采用直接接觸式測溫結(jié)合無線數(shù)據(jù)采集相結(jié)合的技術(shù)，有效解決了高壓環(huán)境下測溫點(diǎn)數(shù)據(jù)精確采集和采集設(shè)備與一次高壓設(shè)備的絕緣問題。安裝使用不再受開關(guān)柜體結(jié)構(gòu)、安裝位置、使用環(huán)境的限制，安裝實(shí)施非常簡便。

高壓開關(guān)柜射頻無線測溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

通過連續(xù)監(jiān)測高壓開關(guān)柜內(nèi)觸點(diǎn)或電纜接頭的運(yùn)行溫度，可確定觸點(diǎn)和接頭處的過熱程度，當(dāng)發(fā)生超溫時(shí)，系統(tǒng)能夠發(fā)出報(bào)警指示。實(shí)現(xiàn)這一功能，采用GTO-WTS600無線測溫系統(tǒng)可提供解決方案。

2. 無線傳感器的壽命

HS-CW無線溫度標(biāo)簽內(nèi)部采用高性能的鋰電池供電， 作為維持傳感器工作的一次性電池，其理論壽命可達(dá)10年以上，在實(shí)際使用中，因工作環(huán)境中溫度條件的影響，其電池的工作壽命可達(dá)5 年左右。

當(dāng)HS-CW無線溫度傳感器內(nèi)部電池耗盡時(shí)， 用戶可通過更換傳感器中的電池來使傳感器恢復(fù)工作， 更換新電池的溫度傳感器同樣可以繼續(xù)工作5 年左右。

四、 硬件系統(tǒng)構(gòu)成及功能

1 型號說明

注：

1) 產(chǎn)品標(biāo)識(shí)：

”HS” 代表保定合順電氣設(shè)備科技有限公司

2) 產(chǎn)品代號：

CW：無線式接點(diǎn)溫度監(jiān)測系統(tǒng)

3) 功能類型：

型號標(biāo)識(shí)

2、系統(tǒng)構(gòu)成

HS-CW測溫系統(tǒng)的硬件由3部分組成，它們是：溫度采集模塊(YR-TM)、無線集中采集單元(HS-CW)、后臺(tái)軟件。

根據(jù)需求分析，一般需將無線測溫終端安裝在以下位置：

a) 變壓器高、低壓側(cè)套管，變電站母排溫度監(jiān)測

b) 電纜接頭以及各種接點(diǎn)溫度的監(jiān)測

c) 開關(guān)柜進(jìn)線刀閘和出線刀閘

d) 戶外進(jìn)線刀閘

實(shí)際安裝位置需以現(xiàn)場情況為準(zhǔn)，在以不破壞原有電力設(shè)備并保障準(zhǔn)確測溫的前提下進(jìn)行確定。

無線測溫終端把溫度信號通過無線的方式直接或經(jīng)過無線中繼器傳送給無線匯聚終端，每個(gè)無線匯聚終端可以接收多個(gè)測溫終端發(fā)送來的數(shù)據(jù)。一般情況而言，在35KV及以下的變電站無需使用無線中繼器，而箱式變電站需使用無線中繼器。對于是否使用無線中繼器還需由測量環(huán)境以及各測溫終端所處的物理位置決定。當(dāng)測溫終端與無線匯聚終端處于有效的通訊距離內(nèi)，無須增加無線中繼器。

系統(tǒng)采用短程無線網(wǎng)絡(luò)的方式，多個(gè)測溫終端分布在無線匯聚終端的周圍，在有效的通訊范圍內(nèi)可以隨意添加、刪除、移動(dòng)測溫終端。無線匯聚終端則安裝在控制中心，控制中心計(jì)算機(jī)軟件實(shí)時(shí)監(jiān)控每個(gè)點(diǎn)溫度的變化，實(shí)現(xiàn)足不出戶掌握整個(gè)高壓系統(tǒng)的發(fā)熱狀況。

如果在無人值守、實(shí)際測溫地點(diǎn)遠(yuǎn)離控制中心的環(huán)境中，無線匯聚終端可以把接收到的數(shù)據(jù)通過RS232傳送給GPRS/CDMA，再由GPRS/CDMA把數(shù)據(jù)傳送到控制中心的計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)的后臺(tái)軟件進(jìn)行處理。