电气运行环境下在线智能测温系统

1、陕西天佑欣业自动化技术发展有限公司网址：www.sx-电气运行环境下在线智能测温系统在“互联网+”方面的应用电气运行环境下在线智能测温系统在“互联网+”方面的应用Electrical operation environment online intelligent temperature measuring system,In the "Internet"摘要：本研究领域侧重于将电网运维的各个环节的测温方式和工作模式进行整合，依托互联网、计算机管理中心、智能监测管理软件和手机APP，采取统一的无线测温方式，一举解决目前电网运维工作中针对测温工作的监测方式多样、数据汇集分析困

2、难、费用高、数据利用率和工作效率低下的现状，对行政区域内电力设备重要接点和开关的温度进行 24 小时持续的点对多点轮询模式的在线监测，依托互联网传输温度数据，并据此与相关电力参数数据共同建立相应大数据库，结合电网运行高级技术人员的工作经验，分析、研判相关数据参数，研究建立相关数学模型，从而预先判断电力安全事故发生点，及早处置事故点，减少安全事故发生，做到提前预警、报警、调度和处置，是现代电力系统运维工作中一个重要的安全保障措施，也是电网运维工作有计划检修向状态检修转变的重要步骤。Abstract: this research focuses on

3、0;the integration of temperature measurement methods and working  modes in the operation of power grid operation. Relying on the Internet, the computer management  center,

4、0;intelligent monitoring, management software,mobile phone APP, and anti electromagnetic  interference wireless temperature uniform, we solve the problems in current monitoring methods of

5、60; electric maintenance work, data collection and analysis various difficulties, and lower the cost,  while improve the utilization rate of data and work efficiency. By 

6、this technology, the on-line  monitoring of multi - point polling mode can be carried out to know the temperature of the main  points of the power equipment

7、0;in the administrative area and the temperature of the switch 24/7. At  the same time, relying on the Internet transmission, and the electric parameters database, combin

8、ed  with the power grid operation of senior technical personnel work experience, we can analysis related  data and establish relevant mathematical model. The model can

9、60;be in advance to determine the  occurrence of power safety accidents, early disposal of accidents,and can help us to reduce the  occurrence of safety accidents. A

10、t the same time, it can do early warning, alarm, scheduling and  disposal- it is not only one of the most important measures to ensure the safety of the

11、60;modern  power system operation and maintenance work, but also an important step in changing the plan- maintenance to a stage of state maintenance. 关键词：无线测温；电网安全；在线监测；区域管理；测温系统； 随着社会的

12、不断发展，科技的不断进步,社会用电负荷不断增长,电力系统服务网络日益扩大,并不断向自动化、网络化、智能化方面发展。由于供电设备的老化,变电站、输电台区、高压输变线路短路、接点温度过高等因素引起的火灾、爆炸现象时有发生,严重影响到用电安全,给供用电双方带来巨大的经济损失,因此对电力设备重要节点温度的实时监测、预警成为电力系统研究的另一热点和难点。电网对重要节点的温度监测面比较广，涉及电网运维的各个环节，测温系统：一、测温系统的基本原理高低压设备无线温度在线监测仪(以下简称测温仪)，是一种基于无线网络技术，可实时、准确监测变电站、输电台区、高压输变线路关键部位（如高压隔离开关、母线接头、铜排等）处

13、接点温度，能够智能远距离传输数据和实时监测装置的温度变化。由若干只安装于监测点上的测温仪、通讯路由模块和一只通讯协调模块以及监控计算机、监控软件等构成电力系统温度智能在线巡检系统。无线测温系统为解决常规测温手段实时性能差，受安装环境限制大，无法实现对大电压，强磁场环境，封闭设备测温的难题，满足无人值班站对主要设备温度实时监控的需求。创新点： （一）抗强电磁干扰技术针对变电站、配电台区等电力设备运行区域的强电磁干扰问题，公司与相关研究所联合开发的通讯模块，采用自主研发的加密和解密器和国际先进的CDMA通信技术配合特种天线，可通畅无阻的接收、发射无线信号，一举突破无线测温仪在复杂电磁环境下正常工作

14、的技术瓶颈。 （二）电网接点监测手段和管理的统一化，可创新性的开展运维工作抗强电磁场干扰监测仪技术和组网技术瓶颈的突破，可改变目前电力系统安全生产监测方式，将各类接点和开关的电力参数监测由过去的多种监测方式变为一种，利用开发的计算机管理软件把运维工作由过去分地市、地区、变电所等等层级管理和维护，变为行政区域统一管理、调度，可把有限的人、财、物有机的结合，提高运维工作质量和效率。 （三）互联网+自动化技术的运用，大幅度提高运维工作效率本项目的实施，将把电力系统各类接点的测温方式统一改变为自动化监测，减少以前各种监测方式的设备采购、维护、技术培训、人力巡查、数据采集、数据集中等工作，加大对接点电力

15、参数巡检周期、频次而不增加费用支出，并可消除监测盲点，降低运维人员工作强度和安全生产风险，同时通过互联网对故障点进行智能预警、报警，可有效的提高接点电力参数监测工作效率和质量。 （四）全国电网电力参数数据库的建立，将使电网运维由计划检修向状态检修成为可能本项目通过对电网系统所有接点电力参数监测数据的收集，结合监测点环境气候情况，积累运行数据，从中可发现、分析电力设备氧化变化趋势、电流过载与温度的关系、安全用电与温度变化的关系等，即可有效管控输电线路的利用率，还可推动运维工作从技术检修向状态检修转变。二、在线监测系统结构 计算机管理中心低压电力参数在线监测系统高压电力参数在线监测系统运维人员手机

16、APP无线数据发送和接收机无线数据发送和接收机低压电力参数监测仪3低压电力参数监测仪2低压电力参数监测仪1高压电力参数监测仪1高压电力参数监测仪2高压电力参数监测仪3（一） 温度采集温度采集最主要器件为温度传感器，在选择应用时主要考虑电力设备的测温范围、精度及其与单片机的通信连接。根据国家规定，运行设备主连接部位温度超过60，变压器油温超过80视为临界预警温度。因此选用了DS系列集成数字式温度传感器DS18B20，测温范围-55+125，采用一线总线，测量结果直接输出数字温度信号，特性好、精度高，与单片机通信配合简单，适用电压宽，可组网，成本较低，满足电力系统应用要求。（二） 测温仪

17、供电测温仪供电在电力行业的特殊要求：1. 高压端不能有低压电缆接入，否则将造成高低压电路瘫痪。2. 能抵抗强电磁环境干扰。3. 电池供电可靠，使用寿命长。4. 要求体积小，重量轻，安装方便。 测温仪在使用时要受电力行业的种种限制，选择合适的主配件是非常重要。测温仪采用工业级锂电池供电，可靠性强、稳定。由于高压端是不能随意停电检修的，所以在能源供给采取了工业电池+太阳能电池板相结合的方式。在测温仪通讯测量方面，则采取低功耗模式，低功耗的元器件，低功耗的通讯方式，从而保证安全使用寿命更长。然而高压端是不能随意接入任何设备的，否则会被击穿烧坏，影响电力生产安全。测温仪则是运用了等电位的方式，保证了正

18、常接入使用及整个电力系统运行安全。（三） 测温数据传输 无线收发模块利用2.4GHz+GPRS 电磁波作为载体，主要用于完成测温仪测量的数据，通过互联网型式对故障点进行智能预警、报警，可有效的提高接点电力参数监测工作效率和质量。（四） 监控端数据处理及监控界面设计通过配套软件的开发应用，无线测温系统监控端可对采集的数据进行分组编辑定义，实现不同的预警功能；而且还为应用软件建立历史温度数据库，为电力系统状态检修设备提供决策信息，提高决策的正确性。监控界面设计时，以电力单位系统管理为依托，逐级划分管理权限，测温数据以各区域各设备依次显示在相应位置的地图上，简单明了，便于监测，软

19、件还可自生成Excel表格，实时显示测温数据。三、在线监测系统先进性与特点（一）在线监测系统的先进性1、由人工监测变为自动监测。只需把高低压电力参数监测仪安装至需要监测的位置，即可随时通过计算机、手机监测相关数据，极大的提高了工作效率、降低了运维费用。2、独立于电网运行管理体系，安全可靠。该系统与电网运行管理体系物理隔离，自成体系。3、统一管理行政区域内的相关数据。比如测温，可把行政区域内过去的红外测温和无线测温的等多种测温方式统一合并为一种方式，即便于数据管理，又减少了人员和费用的投入，还减少了其他测温方式的盲点现象。4、建立我国首个电力参数大数据库。通过对不同地域、不同环境气象条件、不同电

20、流情况下、接点和开关氧化程度的变化趋势等的数据积累，建立我国首个电力参数数据库，为我国电力设备的制造、材料结构的组成等积累基础数据，建立相关数学模型打好基础。（二）在线监测系统运维工作模式优点1、极强的抗电磁干扰性能：独特的通讯模块和天线设计拥有自主知识产权，配合特有的编码和解码语言，使该系统的监测信号能够在复杂的电磁环境中顺畅发送和接收，适用于各类复杂的电磁环境，如变电站等。2、先进的组网技术：匹配地图坐标，可使行政区域内所有电力设备的接点、开关等等在相应的计算机或者手机上查阅、监测，包括变电站户内的各类开关柜和户外的隔离开关等等、高压输电线路杆塔的接点、配电台区的各类接点。3、超长的寿命：

21、独有的低功耗设计和军工品质生产，在线高低压电力参数监测仪、信号接收发射机的使用寿命达到5年以上。4、一拖多技术：在线高低压电力参数监测仪可实现一个电力参数监测仪同时监测1-9个监测点的数据，极大的降低了投入费用，提高了安装时效。5、 全方位监测：可对行政区域内所有的变电站、高压输电线路杆塔和配电台区的各类高低压接点、开关、箱体和环境气象等等进行在线监测。6、自行设置巡检周期： 可根据用电情况、荷载状况、环境气象等自行设置、调整巡检周期。7、全自动化：根据设置自动监测、自动显示异常数据位置、自动报警、自动对比分析、自动出月度报表、自动事故追忆等。8、集中调度：在行政区域内集中运维力量，按照电力设

22、备运行状况，统一调度，提高运维效率，极大的降低运维费用。四、国家高压电器质量检验序号项目试验等级依据标准结果1静电放电抗扰度试验4级GB/T17626.2-2006合格2阻尼振荡磁场抗扰度试验5级GB/T17626.10-1998合格3脉冲磁场抗扰度试验5级GB/T17626.9-2011合格4工频磁场抗扰度试验5级GB/T17626.8-2006合格5射频电磁场辐射抗扰度试验3级GB/T17626.3-2006合格五、测温产品比较（一） 与示温蜡片测温比较 示温蜡片法，即在电接触表面涂一层随温度变化颜色的发光材料，通过观察其颜色变化来大致确定温度范围，这种方法准确度低、可靠性差，不

23、能进行定量分析，参考应用价值小。示温蜡片在使用中容易脱落，后期维护巡视工作量大，维护时需停运相关设备，隐性成本不易估计。无线测温系统一次性投资比示温蜡片测温大，但可以实时定量分析，后期维护巡视工作量小。（二） 与红外热像仪比较 利用光（红外）辐射特性的红外测温仪，它能测量0200之间温度，基本误差为±（1%×t +0.5%），准确度较高，但由于需要光学器件，在高压开关柜等特定场合使用不太方便，而且价格也比较高，又必须人工巡视，后续成本大，推广应用有一定的局限性。从投资角度比较，一台适用封闭设备（非全封闭设备）测温的红外热像仪的价格约12万元，而无线测温系

24、统使用费用则可根电力使用单位共同协商，可采取多种付款模式，付全款自行管理、零投资收取服务费代管。 上述两种测温手段与无线测温系统相比，测温数据误差大，实时性能差，更重要的是以上两种方式都需要人工进行巡查人员安全性差，况且不能实时得到温度数据，人员可控性差，所得到的数据永远是滞后的，起不到温度实时报警功能。无线测温技术，不用考虑布线的问题，有助于节省和降低电力设备的复杂程度，使用方便，安装维护简单。六、无线温度在线监系统使用实例（一）、2014 年 年 11 月，330KV 变电站试运行： 经西北电力设计院推荐、 新建的甘肃省靖煤集团白银热电厂筹建处实地考察、同意，陕西天佑欣业自动化技术发展有限

25、公司 TY-GW-G型变电站户外测温仪在甘肃省白银靖煤集团 330KV 升压站隔离刀闸触头安装，2014 年 11 月 4 日正式试运行至今，经过 2014 年严寒和2015 年酷热，目前设备运行正常，并受到用户单位的好评。（二）、2015 年 年 9 月，10KV 以下配电台区无线智能管理系统运行： 2015 年 9 月 10 日至 2016 年 6 月在国网河南省荥阳市电力公司10KV 以下 70 个配电台区安装电网在线智能监测系统，实时的监控配电台区开关和接点的温度变化情况， 有效的预防了 5 次重大安全事故的发生，目前管理系统全部运行状况正常。七、结论 无线测温系统，解决了无法实时监测电力设备的用电安全，防止由各种原因引起的设备过热造成的设备损坏，挽回了由于停电事故给人民生活带来的不便，乃至国家经济的巨大损失，同时为电力部门精简人员、节省财力物力做出努力,也大大提升了电力部门的自动化管理水平。【参考文献】 说明：反映本文研究工作的背景和