无线测温在变电站在线监测中的成功应用要点

电力无线温度监测系统的 成功应用 保定市屹高电气有限公司 电力无线测温监测系统在变电站 在线监测中的成功应用 一 无线测温系统的发展背景 智能电网 Smart Grid 是当今世界电力系统发展变革的最新动向 被认为是21世纪电力系统的重大 科技创新和发展趋势 它具有几个基本要素点 自愈 安全 经济 清洁 优质 在 这几个要素中 安全 是其基础 智能电网安全保障已经纳入国家重大优先发展和 着手实施的主题 对于电力设备的安全运行 重要的原则是 有效的提前预测 并做好预防 而不仅 是被动的反应 电力设备安全可靠性是超大规模输配电和电网安全保障的重要环节 尤其我国正 处于经济快速增长时期 国家电网的电力供电负荷日益增加 在持续扩大供电同时 给电网电器设备带来一系列的安全问题 为尽可能的避免各类电力事故 电力设备 安全运行实时监控的任务迫在眉睫 电网设备中的触头和接头是电网安全的一个重要隐患 现有统计结果表明 故障主 要发生在如下位置 1 开关柜中动 静触头故障 开关柜在电力系统中被广泛应用 是输配电系统中的 重要设备 承担着开断和关合电力线路 线路故障保护 监测运行电量数据的重要 作用 开关设备因高压断路器动 静触头接触不良 加上长期的大电流 触头老化 等因素易致其接触电阻增大 从而导致长时间发热 触头温升过高甚至最终发生高 压柜烧毁事故 2 电缆接头故障 随着运行时间的延长 压接头的松动 绝缘老化 以及局部放电 高压泄漏等 将引起发热和温度的升高 这将使运行状况进一步恶化 促使温度进 一步提升 这一恶性循环的结果就引发短路放炮 甚至火灾 目前电力系统中较常用的温度监测方法有示温蜡片法 红外测温仪 光纤测温系统 等 下面我们对较常见的测温方法加以比较 1 产品或系统 名称 可变色发光材料 精度 精度不高 不能定量测量 精度较高 受环境影响大 精度高 不受环境影响 精度高 不受环境影响 数据处理能力无 成本 运营成本 高 局限性 需要人工巡检 难于实现自动化 1 易受环境影响 廉价 红外测温 光纤测温系统 高压无线测温系统 无 昂贵高 2 无法测量开关柜内温度 3 无法绕过光学遮挡 有 有 昂贵性价比好 低 低 光纤布线困难 绝缘性能差 无 根据以上比较我们可以看出 常规的测温方法要么需要人工干预 要么造价较高 要么有安全隐患 要么存在局限性 而电力无线温度监测系统实时性强 性价比高 安全可靠 通过上述分析 利用无线传输的方式测量高压环境温度成为一种必然趋势 对温度 进行远程监测 在许多行业有着很大的需求 电力高压环境测温就是这样一个典型 的被测量环境 对于这样一个物理结构复杂 测量点分布不集中 人工无法或不便 于接近的环境 限制了通常所使用的有线传输数据的方式 使得无线方式采集数据 体现出更优越的性能 电力无线温度监测系统实现了在高压环境下精确测量温度 准确有效地实时监控 根据高电压 6KV 220KV 作业环境下温度测量的特点 无线测温监控系统 由无线测温终端 采用无 线防冲突组网技术 实现对分散的温度采集点 人员无法接近的危险 恶劣的环境 的温度实行实时在线监测 测温终端通过无线方式将采集到的温度传输到无线汇 集终端 无线汇集终端在433MHZ频段上可实现与多个测温终端采集数据的通讯 汇集终端把温度数据通过光纤以太网或GPRS CDMA等通讯方式实时传输到监控 中心 并且可把温度数据整合到智能调度自动化系统 实现电气量和温度的集成在 线监测 提供超温告警 为状态检修提供科学的依据 该系统已通过了电科院电力 工业设备及仪表质量检验测试中心检测 二 YGWT 2008无线测温系统的结构 2 系统的集成方式 1 自成系统 通过测温服务器和测温客户端及测温厂站 独立组成一个温度监测网络 2 融入变电站综合自动化系统 通过测温厂站端的汇聚终端 将温度数据当地转发至综合自动化系统 实现温度数 据集成入综合自动化系统 进而融入调度自动化系统 3 融入调度自动化系统 通过测温厂站和测温服务器采集多个变电站温度数据 测温服务器将各个厂站的 温度数据集中打包 通过CDT 101等规约传输至调度自动化系统 实现将温度数 据集成入调度自动化系统 三 YGWT 2008无线测温系统特点 3 系统采用分布式结构 将温度传感器附着在高压设备发热点上 经数据处理后通过 无线通讯方式按照一定的周期将数据传送到汇聚终端设备 再由汇聚终端经通讯 信道上传监控中心 监控中心软件系统将数据进行处理 显示 打印 存储 告警 Web发布等 系统具备以下特点 1 可靠性强 系统处于高电压环境中 具备高度的可靠性和安全性 保障了监控人员 的人身安全 保障了监测系统以及电力设备的安全 2 精度高 温度测量精度达到0 5摄氏度 精确反映高压设备温度 3 结构合理 由于电力系统中设备运行环境复杂 合理的结构设计保障了设备安 装适用不同的环境 温度传感器与测温主机采用分体设计 温度传感器与测温主机之间 通过一根20 50cm的带屏蔽抗高温老化线连接 传感器位于高温区 而测温主机远离高温区 另外测温主机与所连接母排或导线间有1cm 左右的缝隙 有效地阻隔了热传导 保障测温主机工作在正常温度 提高设备运行的可靠性 测温终端独特设计的半球形或环形结构 不影响电场分布 不影响 绝缘性能 天线不外漏 防止因为产生尖点而影响设备绝缘 所选用器件集成度高 功耗低 可靠性高 系统采用独特的屏蔽罩设计 既保障了无线信号的远距离传输 又 实现了对干扰信号源的屏蔽 使运行更稳定可靠 4 选择材料科学 由于高压环境的特殊性 测温设备选材绝缘性能高 阻燃 耐高温 5 无线传输 系统无线通讯采用433MHz 434 79MHz免申请开放频率 最远传输半径 300m 采用无线通讯代替信号传输导线 避免导线内阻和分布电容的影 响 环境温度以及电磁干扰的影响 不受安装环境限制 4 6 无线信号穿透能力强 能够穿透密闭式高压开关柜 箱式变电站等特殊设备环境 7 抗干扰能力强 采取电磁屏蔽及滤波电路等技术措施最大程度的降低信号干扰影响 8 独特的低功耗设计 采用高容量锂电 测温终端可连续工作8年以上 当测量温度值在安全范围内时适 当增大数据刷新周期 而温度达到预设告警值时数据刷新周期变短 提高数据传送 密度 从而保障温度监测的高效性和可靠性 9 采用防水设计 适用于室外环境 10 智能分析 判断设备运行状态 系统自动检测同一组设备不同相别之间温度差值 系统自动检测同一测点在一个时段内的异常温升 系统具有月曲线 年曲线功能 系统自动根据历史数据分 析发现设备的异常温升 以及劣化过程 11 配置灵活 系统采用分布式安装 每台汇聚终端设备可以管理多达256个测温终端 实现了被 测点数量的任意增减 12 安装科学 在实际安装过程中 其他厂家大都采用绝缘胶带捆绑或金属结构件固定等方式 但 这些方式存在易老化 绝缘能力降低等问题 YGWT 2008系统采用独特设计的多种安装紧固件及附件 采用绝缘材料 适合不同安装环 境 牢固可靠 拆装方便 13 接口灵活 支持串口 网络接口等硬件接口 支持CDT 101 104 61850等多种通讯协议 便于 系统集成 14 人机界面友好 主监控系统人机界面友好 数据可以采用一次接线图 曲线 报表等方式直观显示 当有温度越限或温度升高过快时语音告警并弹出告警画面 5 并进行醒目地闪烁 而曲线又包括多日曲线对比 同一设备不同相别间温度对比 年曲线 月曲线等多种灵活方式 四 YGWT 2008无线测温系统后台主要界面 1 一次接线图主界面 2 历史温度曲线界面 6 3 多日温度对比曲线界面 4 不同相间温度对比曲线界面 7 五 YGWT 2008无线测温系统成功案例 YGWT 2008无线测温系统现已在多座变电站成功运行 为电力系统客户成功发现故障隐 患多次 创造了良好的经济效益和社会效益 得到用户一致好评 六 总结 随着经济的发展和电力工业的发展 对电网安全性 可靠性的要求越来越高 而这 其中输变电高压设备的安全运行凸显重要 尤其是随着无人值班变电站的建设 人 工巡视设备的方法已经逐渐弱化 在这种条件之下 高压设备的在线监测就成为一 种必备的手段 而电力无线温度监测系统的出现 无疑为在线监测提供了一条崭新 的思路 它创造性的实现了对高压设备温度的不间断实时在线监测 为监控人员监 视电网的安全运行状态提供了科学的依据和手段