一、總則
在電力系統(tǒng)中，溫度是表現(xiàn)一次設(shè)備運(yùn)行正常的一個(gè)重要參數(shù)。尤其是一次設(shè)備的開斷接觸點(diǎn)。由于設(shè)備制造、設(shè)備受環(huán)境污染、設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行、嚴(yán)重超載運(yùn)行、觸點(diǎn)氧化、電弧沖擊等造成接觸電阻增大，在運(yùn)行時(shí)往往不斷發(fā)熱，溫度不斷上升，給設(shè)備安全運(yùn)行埋下了隱患。如果不及時(shí)發(fā)現(xiàn)，容易導(dǎo)致起火或爆炸，造成大量的財(cái)產(chǎn)損失甚至人員傷亡。這一現(xiàn)象在負(fù)荷增長(zhǎng)較快的地區(qū)顯得尤為普遍。 因此采取有效措施在線監(jiān)測(cè)設(shè)備溫度是電力系統(tǒng)必須解決的課題。
開關(guān)柜作為電力系統(tǒng)中最常用的設(shè)備之一，其內(nèi)部裝置運(yùn)行的穩(wěn)定安全尤為重要。因此，開關(guān)柜內(nèi)部溫度的監(jiān)測(cè)對(duì)確保設(shè)備安全運(yùn)行有著重大意義。
溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以其簡(jiǎn)單靈活的實(shí)施方式、實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)反映、穩(wěn)定可靠的無線傳輸模式，解決了開關(guān)柜內(nèi)部溫度在線監(jiān)測(cè)的困難。
二、溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)解決的問題
溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)解決了如下幾點(diǎn)開關(guān)柜內(nèi)部溫度監(jiān)測(cè)的難點(diǎn)及問題：
l 封閉測(cè)溫：開關(guān)柜其內(nèi)部設(shè)備必須在封閉狀態(tài)下才能運(yùn)行，而封閉開關(guān)柜內(nèi)部的溫度狀態(tài)如何反應(yīng)到外部，這是系統(tǒng)解決的主要問題。系統(tǒng)將無線溫度傳感器直接安裝于開關(guān)柜內(nèi)部需要監(jiān)測(cè)的被測(cè)點(diǎn)，傳感器獲取溫度模擬信號(hào)后自行轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)通過無線射頻技術(shù)傳輸?shù)椒忾]的開關(guān)柜外部，以此實(shí)現(xiàn)了封閉的測(cè)溫。
l 減少布線：整個(gè)系統(tǒng)終端部分全部采用無線射頻技術(shù)，無需任何布線。當(dāng)開關(guān)室面積不大的情況下，利用系統(tǒng)優(yōu)良的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸能力，室內(nèi)無需增加任何布線，數(shù)據(jù)就可以遠(yuǎn)傳到安裝于控制室的接收裝置。從而避免了布線帶來的維護(hù)困難以及安全隱患。
l 無電磁干擾：微功耗的無線設(shè)備對(duì)其他電子設(shè)備不產(chǎn)生干擾，能夠在強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下運(yùn)行，很好地解決傳統(tǒng)測(cè)溫方法采用有線連接降低高壓設(shè)備絕緣距離的技術(shù)難題。
三、溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理
3.1 系統(tǒng)組成
系統(tǒng)由安裝于被測(cè)點(diǎn)的無線溫度傳感器，安裝在開關(guān)柜柜面或者開關(guān)室、控制室墻面的無線溫度顯示儀，以及后臺(tái)系統(tǒng)分析軟件組成。
通常每面開關(guān)柜配置6只無線溫度傳感器。顯示儀的配置可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求，每面開關(guān)柜配備一臺(tái)顯示儀，以滿足現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的需求；或者整套系統(tǒng)配備一臺(tái)顯示儀，以進(jìn)一步減少施工簡(jiǎn)化系統(tǒng)。系統(tǒng)由一套后臺(tái)軟件集中管理。
3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
3.3系統(tǒng)特點(diǎn)
分層：該系統(tǒng)分為三層：數(shù)據(jù)采集層（由無線溫度傳感器和數(shù)據(jù)接收主機(jī)組成）、通訊管理層和計(jì)算機(jī)管理層。數(shù)據(jù)采集層設(shè)備負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集。通訊層通過485或以太網(wǎng)方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)管理層，計(jì)算機(jī)管理層實(shí)現(xiàn)站級(jí)協(xié)調(diào)、優(yōu)化控制和當(dāng)?shù)乇O(jiān)測(cè)功能。同時(shí)實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)方調(diào)度中心的通信。
分布：通訊層以站內(nèi)數(shù)據(jù)接收主機(jī)為對(duì)象，面向綜合分析變電站對(duì)信息的采集要求，分布式配置各獨(dú)立變電站。各站完全獨(dú)立，通過先進(jìn)的以太網(wǎng)通訊技術(shù)計(jì)算機(jī)管理后臺(tái)相聯(lián)。
分散：數(shù)據(jù)采集層以站內(nèi)一次設(shè)備的刀閘或連接點(diǎn)為對(duì)象，可選擇就地安裝在所需監(jiān)測(cè)對(duì)象上，做到地理位置上的分散。
這樣分層、分布、分散式的系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)點(diǎn)：
² 提高了系統(tǒng)可靠性，任一部分設(shè)備有故障時(shí)，只影響局部；
² 站內(nèi)甚至沒有二次電纜（或僅一根485線或網(wǎng)線），節(jié)省了投資，也簡(jiǎn)化了施工與維護(hù)；
² 提高了系統(tǒng)可擴(kuò)展性和靈活性，既適用于新建變電站，也適用于老站改造；
² 數(shù)據(jù)采集層設(shè)備之間無任何連線，提高了一次設(shè)備的安全性和可靠性。
系統(tǒng)采用先進(jìn)成熟的傳感技術(shù)、數(shù)字編碼方式的無線傳輸技術(shù)和獨(dú)特先進(jìn)的無線通訊技術(shù)進(jìn)行高壓隔離和信號(hào)傳輸，解決了無線信號(hào)的相互干擾問題和數(shù)據(jù)傳輸?shù)募m錯(cuò)問題。讀數(shù)準(zhǔn)確，可靠性高。傳感器內(nèi)部經(jīng)過特殊工藝處理，本身安裝在高壓電氣設(shè)備上處于等電位狀態(tài)，不但具有良好的絕緣性還具有極強(qiáng)的抗電磁干擾能力，保證了設(shè)備運(yùn)行的可靠性和安全性，不會(huì)對(duì)一次設(shè)備產(chǎn)生任何干擾和影響。
系統(tǒng)部件在運(yùn)行時(shí)均能進(jìn)行在線自檢，無線溫度傳感器在每次測(cè)量時(shí)會(huì)進(jìn)行自校準(zhǔn)。整個(gè)測(cè)溫網(wǎng)絡(luò)，因采用總線型網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)而變得非常有效和可靠。在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)無需人工維護(hù)，實(shí)現(xiàn)無人值班。
智能測(cè)溫模塊采用無線通訊技術(shù)傳輸溫度信號(hào)，溫度信號(hào)從測(cè)溫模塊到通訊模塊不需要任何接線，無任何絕緣安全問題，無線溫度傳感器僅火柴盒大小能夠安裝到帶電物體的表面，直接測(cè)量帶電物體的溫度。測(cè)溫準(zhǔn)確、可靠，精度高，不受其他因素的影響。
溫度數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)間間隔和溫度報(bào)警閥值可由監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)軟件程設(shè)定，監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)直接發(fā)下行命令給通訊管理機(jī)。管理機(jī)與數(shù)據(jù)接收主機(jī)通訊直接設(shè)定和更改無線溫度傳感器測(cè)量時(shí)間間隔和報(bào)警值，實(shí)現(xiàn)雙向智能化，極大方便了工作人員處理不同情況時(shí)的監(jiān)控要求。當(dāng)發(fā)生報(bào)警時(shí)，監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)能自動(dòng)記錄并顯示出報(bào)警時(shí)間、報(bào)警測(cè)點(diǎn)名稱和報(bào)警狀態(tài)，所有的報(bào)警信息都被記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)中，以備查閱。
無線溫度傳感器由于安裝位置特殊，裝上后很難有機(jī)會(huì)卸下，那么電源效率是設(shè)計(jì)考慮的關(guān)鍵因素。AT-II傳感器采用超低功耗設(shè)計(jì)，定時(shí)發(fā)送與超溫報(bào)警主動(dòng)發(fā)送相結(jié)合，保證了溫度超標(biāo)不漏測(cè)。傳感器使用工業(yè)專用電池供電，供電時(shí)間長(zhǎng)達(dá)8年，可更換。
傳感器（無線傳輸至）數(shù)據(jù)接收主機(jī)（以太網(wǎng)連接）監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)。整個(gè)變電站所用線纜只有一根通訊管理機(jī)和遠(yuǎn)程通道相連的485線，大大提高設(shè)備可靠性，減少人力物力，縮短施工進(jìn)程，一個(gè)變電站1-2天可以全部安裝施工完畢。
溫度傳感器
頻率范圍
433~434MHZ（免申請(qǐng)）
整機(jī)睡眠電流
<6µA
工作電壓
2.7~3.6V
測(cè)溫范圍（℃）
-55~ +125（特殊要求可訂制）
傳輸距離
≤1000m
波特率
9600bps
發(fā)射電流
30mA(峰值)
最大發(fā)射功率
10mW
測(cè)量精度
0.5℃
供電方式
電池（壽命5年）
射頻標(biāo)準(zhǔn)
IEEE802.15.4
巡檢周期
可由遠(yuǎn)程軟件調(diào)節(jié)或者根據(jù)溫度值動(dòng)態(tài)調(diào)整時(shí)間為6秒-4小時(shí)
絕緣電阻
不小于5000MΩ
工頻耐壓試驗(yàn)
45kV/對(duì)地距離 0.4m，1min無閃絡(luò)和擊穿現(xiàn)象
數(shù)據(jù)接主機(jī)
顯示屏
LCD屏
安裝方式
掛裝或嵌入式盤裝
接口
RS-485
工作電壓
交直流220V或交直流110V
報(bào)警輸出
2個(gè)250VAC，0.1A或24VDC，2A
數(shù)據(jù)傳輸方式
無線
