莱钢变电站在线温度无线监测系统的研究与应用

　　由于变配电设备实际运行时承载着高电压、大电流,因此长时间工作后极易出现表面氧化腐蚀、紧固螺栓松动、触点和母线压接处老化等问题,使连接点接触电阻增大、温度升高,如不及时发现,易造成设备损坏或恶性事故,产生重大经济损失。

　　近年来,莱芜钢铁集团公司加大了供配电设施的改造力度,以提高设备技术水平,保障电力系统稳定运行,满足对电力供应日益增加的需求。莱钢35 kV及以下变配电设备主要选用铠装紧凑　　型金属封闭开关设备,它具有体积小、操作可靠、寿命长、耐腐蚀的特点,适宜在现场粉尘多、环境条件差的工作场所工作。但由于其密闭性好,不能透过柜门测量内部设备电气连接点,因此传统的远红外测温方式无法有效地解决测温问题。光纤式温度在线测温采用光纤传递信号,但其连接用光纤易受周围环境温度、粉尘的影响,还要承受绝缘降低、外力侵害等因素,可能导致意外发生[ 1 ] 。经研究分析,莱钢在部分35 kV及以下变配电室选用了济南W INALL公司PTWS201系列电力设备无线测温系统,以解决封闭式开关设备电气连接点不能测温的问题,并实现了温度在线实时监测预警。

　　无线测温系统采用无线射频模块与数字温度传感器相结合的办法,将温度传感器安装到变电站设备的带电接头触点上,在线适时测量该点温度后以无线方式将数据上传至电力自动化系统集中显示,使值班人员在远端监视设备温度运行状态,当被测点温度超过预先设定的阈值时,发出超温报警信号,提醒及时消除事故隐患。

　　1　系统组成

　　无线测温监控系统硬件主要由四部分组成: 无线温度传感器、测温通信终端、上位管理机(测温工作站) 、测温管理中心,如图1所示。

　　以莱钢35 kV变电站的某降压站为例,在测温监控系统中,将高压设备易发热电气连接点作为测量点,共设有126个测量点,其中35 kV开关柜 45个, 6 kV开关柜81个。针对测量采集点选用了 126个WTS210A型无线温度传感器,两个WTR210 型测温终端,采用MODEL485P转化器与工作站 PC计算机进行数据的转换与传输。

　　111　无线温度传感器

　　WTS210A型无线温度测温传感器由控制单元、无线数据传输模块和温度测量部分组成,它采用了有源射频识别(RFID)技术、PN温度传感技术和近距离无线射频技术。有源RF ID利用射频方式进行非接触式双向通信交换数据以达到识别目的,具备发射功率低、通信距离长、传输数据量大, 可靠性高和兼容性好等特点,保证其技术性能达到设计要求。

　　无线温度传感器负责采集监测点的温度数据,并通过无线方式把采集数据发送至测温终端[ 4 ] 。主要安装在负荷电流较大容易发热的电缆头、主刀闸、主变压器引出线等部位,用WTR210J 型专用夹具固定在测温点。每个无线温度传感器具有唯一的ID编号,实际安装时需要记录每个传感器的安装地点,并与传感器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1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。避免了试温片、红外等测温方法需要人工到现场巡视、扫描可能造成的延误。