基于無線測溫系統在高壓電氣設備上的應用研究

摘要：隨著鋼鐵企業(yè)的快速發(fā)展，對電力的需求也越來越大。許多供電設備需要全年運行，一些設備，如變壓器、傳輸電纜、高壓開關等連接部件，由于加熱容易損壞。因此，如何全面監(jiān)測供電設備的溫度已成為鋼鐵企業(yè)發(fā)展中需要解決的首要問題。基于此，本文討論了無線溫度測量系統在高壓電氣設備中的應用，僅供參考。

關鍵詞：無線測溫系統；高壓電氣；優(yōu)點；溫度傳感器

引言

隨著科學技術的不斷發(fā)展和進步，許多新興技術被應用于鋼鐵企業(yè)的電氣控制系統中。zhong所周知，電力系統在運行過程中會產生大量的熱量。如何調節(jié)整個系統的溫度是電力開發(fā)過程中首先要解決的問題。在變電站中，由于工作的特殊性，會涉及到許多重要的設備和儀器。這些設備成本高，使用壽命長，在使用過程中容易損壞。同時，由于發(fā)電過程中會產生一定的熱量，如果不能及時疏散，會造成局部溫度過高，甚至火災，嚴重威脅員工和企業(yè)的生命財產安全。

1無線測溫系統結構分析

無線溫度測量系統可以獨立實時地監(jiān)測溫度。如果發(fā)現溫度過高，會向工作人員傳達信息，使工作人員能夠及時調節(jié)溫度。無線溫度測量系統由兩個結構組成:實時監(jiān)測溫度(溫度傳感器)和傳輸和顯示結果。與以往常規(guī)的溫度測量系統相比，沒有具體的傳輸設備，其優(yōu)點是利用無線傳輸信息。溫度傳感器的位置一般在電纜接頭、高壓開關柜、保險絲等接口處。它可以直接檢測這部分的溫度，然后通過無線技術將監(jiān)測的溫度結果傳輸并顯示在控制分析設備中。此外，高低壓各自的工作部分需要電氣隔離，以保證溫度測量系統的安全，避免漏電等危險事件的發(fā)生。接收信息的部分應放置在特定位置，并設置多個信息傳輸通道，以便及時接收和顯示接收到的溫度信息。此外，由于接收裝置和傳導裝置涉及的種類和數量較多，還可以分析和處理與溫度相關的信息，然后利用無線網絡將信息傳遞給工作人員，完成對溫度的實時監(jiān)控。

1.1溫度傳感器

溫度傳感器主要將溫度信號轉換為電信號，可測量電路、邏輯控制電路、電源等，具有防水防塵效果，可適應長期工作。但需要注意的是，在測量過程中，溫度傳感器需要與待測物體表面密切接觸（耐高溫尼龍絲或粘貼方法），以減少測量誤差，并包裝高溫和高溫收縮管，以適應高溫工作。此外，為了確保溫度傳感器的線性工作范圍，應選擇-55～130℃?zhèn)鞲衅鳎⒏鶕煌墓ぷ鲌鏊h(huán)境，合理控制精度和誤差。

1.2無線溫度檢測器

目前，無線溫度檢測器實現了多個信息接收通道，可以同時顯示和處理多個方向的監(jiān)控數據。在檢測器中，有一個由工作人員預先設置的故障處理模塊和閾值判斷模塊。一旦監(jiān)測數據與設定的閾值不一致，它將直接傳輸到故障處理模塊。探測器將顯示警告字樣、高低電平、驅動報警指示燈、聲音等。此外，無效溫度探測器還可以傳輸信息，將數據線或串口/并行通信芯片連接到計算機上，可以遠程監(jiān)控，分析各種工況，及時發(fā)現異常情況，及時處理安全隱患。

1.3實時溫測軟件系統系統系統系統

實時溫度測量軟件系統的研發(fā)解決了人力短缺的問題，減少了人員的工作量，實現了實時溫度測量和實時數據處理分析，與無線檢測系統相連，實現了顯示溫度、與歷史數據相比、存儲數據、故障預警、設備運行狀態(tài)分析等功能，幫助工作人員及時明確當前溫度測量結果和異常情況，確保各設備正常運行。此外，通過計算機的計算能力和可視化能力，可以生動地顯示溫度的變化，使工作人員能夠直觀地判斷異常點，及時處理，便于維護。

2無線測溫系統技術的優(yōu)點及應用范圍

2.1無線測溫系統的技術優(yōu)勢

（1）無線測溫系統具有抗干擾能力強、功耗低、成本低、實時處理能力強、使用復雜度低等優(yōu)點，通信頻段一般為2.3～2.5gHz區(qū)間，處于高頻波段。

（2）無線溫度測量系統中的溫度傳感器配備了天線，不僅縮小了面積，而且保證了工作效率，即通信效果，提高了安裝使用方便的簡單性。此外，溫度測量系統采用鋰電池供電，將大大延長使用壽命。

（3）無線測溫系統中的傳感器采用二進制編碼，更方便處理分析。

（4）無線溫度測量系統中的溫度傳感器采用無線傳輸技術，不再需要傳統的外部數據線，降低泄漏等安全風險，提高整體工作安全，也因為不需要留置外部數據線，使當前無線溫度測量系統具有較強的抗干擾能力，不受振動、溫度、灰塵等外部影響，提高系統的安全性和穩(wěn)定性。

（5）無線溫度測量系統中的溫度傳感器與計算機相連，可利用互聯網技術進行數據分析和處理，大大節(jié)省人力，提高工作效率。

（6）在信息傳導方面，無線溫度測量系統采用無線通信技術，操作難度小，能耗小，特別是市場成本低，經濟效益強。

2.2無線測溫系統的適用范圍

ZiBee技術用于無線溫度測量系統，特別適用于短距離通信。隨著技術的發(fā)展，其工作范圍包括：35kV以下高壓開關、110kV以下地下電纜、各種接觸點和繼電器。并在使用過程中注意限制工作電壓。

3無線測溫系統應用實例

無線溫度測量系統作為21世紀電力工業(yè)的重要發(fā)展，自問世以來就廣泛應用于電氣工業(yè)。隨著無線溫度測量系統的不斷發(fā)展和完善，其工作效率和效益得到了大多數企業(yè)的認可和青睞。雖然中國的趨勢比英國和美國等發(fā)達國家要好。

實例一：

高壓開關柜是電路中的斷電保護器，主要用于高壓傳輸設備中的發(fā)電設備、變壓器、大功率負載、配電器和傳輸電纜。在傳統電氣行業(yè)，可以通過更多的設備輔助電路控制，其中*是電路斷電保護系統中常見的一種，即當電路運行達到一定負荷或溫度過高時，系統可以自動切斷電路供應，防止安全事故發(fā)生。這說明在高壓設備中，每個接口都是提前固定的，位置隱秘，更換困難。隨著時間的推移，故障率增加，電阻增加，產生更多的熱量，形成惡性循環(huán)，降低安全性。如果手動測量溫度，不能獲得實時信息，也容易因經驗差異，忽視潛在問題，不能及時識別安全風險，造成安全事故，為了避免不良風險，引入無線溫度在線監(jiān)測系統，如河北宣化鋼鐵集團，實現變電站高壓開關柜觸電和電纜接頭溫度實時監(jiān)測，及時發(fā)現異常情況，及時處理異常溫度過熱，確保安全，降低安全事故發(fā)生率。

實例二：

某化工集團擁有30MWW、60MW、13.5MW不同功率的發(fā)電機組，數量1～3、功能：工廠供水、供電、供熱，由于負荷大，近年來工廠電力需求增加，電氣設備不斷改造，進一步增加電力負荷，使企業(yè)多年前發(fā)現發(fā)電組接線部分過熱損壞，增加安全風險。企業(yè)投入無線溫度測量系統，將溫度傳感器系統與計算機連接，實現實時監(jiān)控，方便員工及時掌握設備實時情況，及時處理異常現象，及時調查安全風險，確保企業(yè)工廠的安全。

4應用場所

適合在泛在電力物聯網、鋼廠、化工、水泥、數據中心、醫(yī)院、機場、電廠、煤礦等廠礦企業(yè)、變配電所等電力設備的溫度監(jiān)測。

5系統結構

溫度在線監(jiān)測系統結構圖

6系統功能

測溫系統主機Acrel-2000T安裝于值班監(jiān)控室，可以遠程監(jiān)視系統內所有開關設備運行溫度狀態(tài)。系統具有以下主要功能：

溫度顯示；溫度曲線；運行報表；實時告警；歷史事件查詢

7系統硬件配置

溫度在線監(jiān)測系統主要由設備層的溫度傳感器和溫度采集/顯示單元，通訊層的邊緣計算網關以及站控層的測溫系統主機組成，實現變配電系統關鍵電氣部位的溫度在線監(jiān)測。

8結語

傳統電氣設備無法實現實時溫度監(jiān)測，也不具備全自動溫度監(jiān)測，設備落后，難以及時辨別異常溫度升高的情況，降低工作效率，加上部分電氣設備中的溫度監(jiān)測是定制完成，統一規(guī)格，導致應用范圍狹窄，并且缺乏測溫的統一規(guī)定，導致通用型不強，尤其是零件出現故障、損害后，難以替換，從而影響推廣性。因此，要想進行溫度監(jiān)測的技術革新，就需要結合目前實際情況，包括：高壓電氣企業(yè)的電站設備、溫度監(jiān)測需求等，制定出符合實際情況的全自動化溫度監(jiān)測系統，確保高壓電氣設備周期的穩(wěn)定運行。無線測溫系統又稱“無線溫度在線監(jiān)測系統"，其具備實時在線監(jiān)測、工作環(huán)境惡劣、安裝方便、預警及時等特點，可以有效保證高壓電氣設備的安全性。無線測溫系統由無線溫度傳感器、測溫通信終端（溫度接收儀）、溫度監(jiān)測預警工作站三部分組成，其中，無線溫度傳感器可以測量接觸點的溫度，無線溫度接收儀負責接收各無線溫度傳感器（探頭）測量和發(fā)送出的溫度數據，通過總線連接，將數據上傳至管理計算機，響應管理軟件命令，而工作站系統屬于無線測溫客戶端軟件，可以便于實時觀察到監(jiān)測的結果，包括溫度數據的變化曲線，以便及時發(fā)現溫度過熱、或急劇升溫到設置報警溫度立即報警。因此，在無線測溫系統的干預下，工作人員可以及時明確溫度測量結果，發(fā)現溫度變化，及時鑒別安全隱患，并處理，保證生產設備的效率以及安全性能，此外，無線傳輸技術摒棄了外置數據線，*大限度減少了傳輸過程中的電容、電感耦合，提升了高壓電氣設備的使用安全性。并且隨著該項技術的不斷普及，無線測溫系統已經不局限于電氣企業(yè)中，于各行各業(yè)都有了廣泛的推廣，在其作用下，工作人員可以進行嚴格監(jiān)管，通過遠程監(jiān)控，對溫度進行高效管理，*大限度的推動了我國的經濟發(fā)展。

參考文獻

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