变电站无线测温技术的应用分析与研究

变电站无线测温技术的应用分析与研究

郭文凯

（中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司山东255400）

摘要：无线测温技术在变电站中具有良好的应用效果,将数字化技术作为辅助手段,运用计算机对系统在实际运行过程中温度的变化情况进行监控,了解影响温度变化的原因,对促进各项生产工作的有效开展具有重要作用,充分的展现出了无线测温技术的可靠性和经济性,验证了无线测温技术良好的应用前景,需要加大对该技术的推广。

关键词：变电站；无线测温技术；应用

引言

无线测温技术是在数字化技术背景下发展起来的,在实际的应用过程中主要是运用数字化技术优势,运用计算机技术对温度进行在线监测预警,可以实时进行自动检测,降低现场设备的巡查工作量,对不全状况进行提前预警,在后台运用计算机能够轻松实现远程监测和无人值守。

1无线测温技术概述

无线测温技术是一种新型测温方法。是将温度传感器安装到变电站内导电母排接头、高压开关柜触头、刀闸开关、干式变压器、箱式变电站等设备的表面，在线测量该点温度后，以无线方式将数据上传到监控终端，集中显示，并实现超温报警，及时发现系统设备温度异常，并自动远程报警，以便及时消除安全隐患。

无线测温主要设备如下:

1.1无线温度传感器

在各测温点放置一个无线温度测量和发送装置，该装置被称为无线温度传感器。无线温度传感器由控制单元，无线数据传输和温度测量三部分组成。其中的控制单元及无线数据传输均采用最先进的技术和特别的电路设计，保证其技术性能达到设计要求。外壳材料有铝合金底座加耐高压绝缘塑料封装。测量温度后，将温度数据通过无线方式传递给测温通讯终端。无线温度传感器主要安装在容易发热的电缆连接处、变压器与开关等的表湘。每个无线温度传感器具有唯一的ID编号，实际安装使用时需要记录每个传感器的安装地点，并与编号一起存入温度监测工作站计算机数据库中。传感器每隔一定时间(可以事先设定)自动发射一次监测点的温度数据，计算机实时收集并记录所有监测点的温度数据，发现异常立即报警。解决了试温片、红外、激光等测温方法需要人工到现场巡视、扫描造成延误而引起的故障。

1.2测温通信终端

负责接收各无线温度传感器(探头)测量和发送出的温度数据，并通过总线连接，响应管理软件命令把测温数据上传到管理计算机。一个测温通讯终端能够接收到多个探头发出的温度测量数据，为了保证终端的响应速度，规定一个终端最多接收管理100个探头。每个终端所管理的探头的ID号，在工程实施时，通过专用配置软件下载到终端中。

1.3温度监测工作站

每个变电站设立一个温度监测工作站，主要是一台PC计算机，该计算机经RS485通信接口转换器与各测温通讯终端连接。温度监测计算机从测温通讯终端采集各监测点的运行温度数据，在数据库中作长期保存，实时显示监测点的温度变化曲线，并进行分析，一旦发现温度过热、或急剧升温到设置报警温度立即报警。无线测温工作站的软件有三个:1)参数配置程序:主要用来对测温终端的工作参数进行设定;2)工作站运行程序:主要用于定时读取测温终端中接收到的无线测温数据，并作长期保存;3)测温管理中心软件可以运行在任意一台计算机上，其最基本的要求是这台计算机必须能够通过以太网络与测温工作站建立连接。

2WSN的网络结构分析

WSN属于较为特殊的无线移动网络，它在结构方面近似于无线自组网，是没有固定基础结构的网络类型。但相比于传统网络，它还具有许多突出特点。

（1）它的结构简单且资源有限，基本上它对节点的定位相对廉价，所以它的存储、通信及计算能力相对有限。通常情况下，WSN都由计算、通信、传感器电源这4大模块共同构成，由于传感器节点一般都会采用电池供电，且在长期设备运行过程中很难更换电池，所以当电量耗尽后该节点就会失去功能效用。基于此问题就形成了WSN必须最小化网络能耗、最大化网络寿命的基本特征。

（2）它拥有分布密集且无中心的大量节点，有时针对某一区域的监测任务执行可能会投入数万个传感器节点。这些节点相互之间都具有较高的通信衔接度。由于融合了独立的路由功能与信息采集功能，因此它们提高了系统的抗毁性与容错性，任意节点都能随时离开WSN，如此一来即使有部分节点失去效能也依然不会对整个设备正产运作产生影响。

（3）它拥有较强的动态拓扑性能。因为WSN本身是动态网络，所以它的网络拓扑结构及功能是会随时发生改变的。在这其中，网络节点可能因为故障或电池耗尽而停止工作退出网络运行机制，也有可能被重新添加进来，如此往复形成WSN网络节点循环，促成动态体系。节点在WSN中的分布是按照分层协议及分布式算法协调形成的，也就是说当设备开始运行以后所有节点就会快速、自动组成独立网络，随时对网络结构的拓扑变化做出回应，以确保WSN的活性。。

3WSN在变电站无线测温技术中的应用

无线测温技术在变电站中进行应用,会用到无线温度传感器、测温通信终端和温度监测工作站等设备,充分利用了数字化技术来构建无线测温监测平台,将温度数据通过无线方式传递给测温通讯终端。

WSN在变电站中的无线测温技术应用主要有如下步骤。首先要在站内部署构建测温装置网络体系，实现体系基于数据采集及网络节点覆盖的基本功能，以便于清晰测温对象信息。然后将信息传送到中控室从而进行最终处理分析和管理。一般来说，WSN所采用的都是ISM频段。它不需要申请频点，而是通过系统中的256个或更多温度传感器、单体数据接收器和一台计算机来实现温度节点控制，将温度传感器与数据接收器通过无线链路相连接，促成无线监测体系。WSN在变电站的无线测温工作主要以上层协议为核心支持，它确保通信网络中每个时段都只有一个站点处于数据发送传输状态，这样就能避免相互之间的数据信号干扰。这种站点轮换工作制度主要以逐点扫描来进行数据采集、单元发送以及接收，基本实现了对温度数据的全天候监测处理，能够实时把握变电站设备温度变化，做到有备无患。以某变电站为例，它就采用了WSN装置来应用于设备无线测温功能。该变电站属于6KV小型变电站，站内分别在变压器、电容器、电缆终端、断路器管等部位安装了45个测温接点来实现温度监测。主站起到中控室功能，且带有装备了数据接收器的中央主机，它的工作流程如下：首先站变电站内设备的WSN节点会在每10分钟启动实施一次测温，然后开启无线收发模块，等待主机轮询信号以便于发送测温数据。数据传输完毕后进入CPU低功耗状态。如果变电站中存在温度接近阈值的亚健康节点，则要缩短测温间距，保证每1分钟启动测温一次，同时缩短主站轮询时间，并就此节点实施重点温控监测。

结束语

无线测温技术是在数字化技术背景下发展起来的,在实际的应用过程中主要是运用数字化技术优势,运用计算机技术对温度进行在线监测预警,可以实时进行自动检测,降低现场设备的巡查工作量,对不全状况进行提前预警,在后台运用计算机能够轻松实现远程监测和无人值守。

参考文献

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