摘要：電力(lì)傳輸係(xì)統中(zhōng)，發電廠，變(biàn)電站的高(gāo)壓開(kāi)關(guān)櫃(guì)起(qǐ)著(zhuó)關鍵性的(dí)作用，隨著電網(wǎng)設備技術的發展(zhǎn)，高壓開(kāi)關櫃也得(dé)到(dào)廣(guǎng)泛(fàn)的使用。溫度是表(biǎo)征(zhēng)開關(guān)櫃(guì)運(yùn)行正常的一(yī)個(gè)重要(yào)參數，在使用開(kāi)關(guān)櫃的(dí)過(guò)程(chéng)中，普遍存在開關櫃(guì)內部過(guò)熱現象，並且(qiě)由於(yú)高壓開(kāi)關(guān)櫃的(dí)密閉性，在負(fù)荷較(jiào)重的(dí)地(dì)區，引(yǐn)發開關櫃的溫(wēn)升(shēng)超標現象(xiàng)。開(kāi)關(guān)櫃設備(bèi)長(cháng)期的(dí)超溫運(yùn)行，會降低(dī)設(shè)備(bèi)的(dí)性能(néng)及使(shǐ)用(yòng)壽(shòu)命，引發(fā)設備(bèi)故(gù)障，影(yǐng)響(xiǎng)電網(wǎng)的(dí)正常運(yùn)行，甚至引起電氣火災，造成(chéng)巨大經濟(jì)損失(shī)。高壓開關(guān)櫃的(dí)溫度(dù)在(zài)綫監測係(xì)統越(yuè)來越得到用(yòng)戶的(dí)認可和重(zhòng)視(shì)，目(mù)前(qián)感應取(qǔ)電(diàn)無源無綫溫度在(zài)綫(xiàn)監測(cè)係統在高壓開關(guān)櫃(guì)上得(dé)到廣(guǎng)泛(fàn)應(yīng)用，無源無綫測溫傳感器安(ān)裝(zhuāng)維(wéi)護方便，組網簡(jiǎn)單，實(shí)時在(zài)綫(xiàn)，可(kě)以(yǐ)代(dài)替(tì)傳(chuán)統(tǒng)的(dí)人工定期巡檢(jiǎn)的(dí)方(fāng)式，發(fā)現(xiàn)電力(lì)設(shè)備的(dí)溫度異常，保證(zhèng)設(shè)備(bèi)安(ān)全運行(háng)。

關(guān)鍵(jiàn)詞：無(wú)源無綫(xiàn)傳(chuán)感器(qì)
；高壓(yā)櫃測(cè)溫(wēn)
；電氣接(jiē)點測(cè)溫(wēn)
；測(cè)溫(wēn)係(xì)統

概(gài)述：無(wú)源無綫(xiàn)測溫(wēn)係統主(zhǔ)要由設備(bèi)層的無源無(wú)綫溫度(dù)傳感(gǎn)器和溫度(dù)顯(xiǎn)示單(dān)元，通(tōng)訊層的(dí)邊緣(yuán)計算(suàn)網關(guān)以(yǐ)及(jí)站控(kòng)層的無綫(xiàn)測溫(wēn)係統(tǒng)主(zhǔ)機組成，實現(xiàn)高壓櫃(guì)關(guān)鍵電氣(qì)部(bù)位(wèi)的溫(wēn)度在(zài)綫監測。

1，無源無綫(xiàn)傳(chuán)感器的設計依據(jù)

    無源無綫傳感器的(dí)取(qǔ)電(diàn)應用法(fǎ)拉第電磁定律，充(chōng)分(fēn)利用(yòng)高壓開關(guān)櫃(guì)內三相(xiāng)母綫電(diàn)流(liú)產生的大(dà)量(liáng)電(diàn)磁能，根據(jù)電流互感器(qì)模型(xíng)進行設計。高壓母綫作(zuò)為取電(diàn)互感(gǎn)器的一次側(cè)綫圈(quān)，取(qǔ)電(diàn)綫圈作為(wéi)取電(diàn)互感(gǎn)器(qì)的二次側綫(xiàn)圈，組(zǔ)成取電電路。 取(qǔ)電電路(lù)關鍵在於(yú)導(dǎo)磁(cí)材料的選擇(zé)，電(diàn)路(lù)選擇了1J85型坡莫合金(jīn)帶，坡(pō)莫合金帶是(shì)一(yī)款高導磁合(hé)金(jīn)材料(liào)， 其(qí)特點是(shì)高(gāo)初始磁導率，高磁(cí)感(gǎn)，低損耗(hào)，縮小了(liǎo)磁性元件(jiàn)的體積，此外合金(jīn)帶在(zài)潮濕的環境中耐腐蝕性(xìng)強。

2，無(wú)源(yuán)無(wú)綫(xiàn)傳感器的硬件(jiàn)設(shè)計

    無源(yuán)無綫傳(chuán)感器(qì)的硬件電路主要包(bāo)括電源模塊，處(chǔ)理單元，射頻模塊(kuài)，測溫(wēn)模(mó)塊。

    電源(yuán)模塊為整(zhěng)個電(diàn)路板供電(diàn)，由電(diàn)磁綫(xiàn)圈取(qǔ)電(diàn)後的(dí)鉗(qián)位保護電路，整流(liú)電路(lù)，電壓檢測(cè)，綫性穩壓器，儲(chǔ)能電(diàn)容(róng)組成(chéng)。為(wéi)了縮小(xiǎo)產(chǎn)品(pǐn)的整個尺(chǐ)寸，處理單(dān)元和(hé)射頻(pín)模塊采用集成MCU單元和(hé)射頻單元的低(dī)功耗(hào)無(wú)綫單(dān)片機，此(cǐ)設計簡(jiǎn)化(huà)了整個(gè)電路(lù)設(shè)計(jì)復雜(zá)性，又實現了(liǎo)電(diàn)路尺寸50%以上(shàng)的縮(suō)減。測溫模塊采用數字式溫度(dù)傳感(gǎn)器，傳感器具(jù)有低功(gōng)耗，數(shù)字通信穩(wěn)定的(dí)特點(diǎn)。

3，無(wú)源無綫(xiàn)傳(chuán)感器的(dí)軟(ruǎn)件設(shè)計(jì)

    無源無綫(xiàn)傳感(gǎn)器的軟件(jiàn)采用C語言(yán)進(jìn)行編程，編(biān)程(chéng)需要注意規範，代(dài)碼(mǎ)簡潔易讀(dú)，傳感器(qì)為(wéi)低(dī)功(gōng)耗(hào)設計，需(xū)要控製好(hǎo)整(zhěng)個電路係統(tǒng)的功耗，及(jí)時對(duì)單片機(jī)和外設(shè)進行休眠或電源關(guān)斷(duàn)，使得(dé)係(xì)統(tǒng)空(kōng)閒時電流(liú)消(xiāo)耗不超過(guò)2uA。

    為(wéi)了保障(zhàng)傳(chuán)感器(qì)係統的可(kě)靠(kào)運(yùn)行，需要(yào)正(zhèng)確配置(zhì)單片機的看門(mén)狗，保證(zhèng)不(bù)會出現傳感器死機(jī)的(dí)情況。此外(wài)還(huán)要防(fáng)止(zhǐ)傳(chuán)感(gǎn)器通(tōng)信(xìn)碰撞(zhuàng)，提高通信(xìn)抗幹擾性能(néng)，采(cǎi)用隨機(jī)延時的算(suàn)法進(jìn)行溫(wēn)度(dù)上報(bào)，並對(duì)通信數據(jù)進行CRC校驗，濾除(chú)異(yì)常數據(jù)。

4，無源無綫(xiàn)傳(chuán)感器的主要性能(néng)與安裝

    按照(zhào)以上的原(yuán)理(lǐ)和方法設計(jì)出(chū)的無源無綫測溫傳(chuán)感(gǎn)器ATE400，可在(zài)一(yī)次(cì)回路(lù)電流(liú)在5~5000A範圍(wéi)內(nèi)取(qǔ)電工(gōng)作(zuò)，每(měi)15秒(miǎo)進行一(yī)次測量發熱(rè)點溫度並無綫上傳(chuán)至櫃(guì)麵安裝的顯示單元。傳感(gǎn)器(qì)溫度(dù)測量(liáng)範圍為-50℃~+125℃，精(jīng)度(dù)高達±1℃，測溫(wēn)分辨率(shuài)0.1℃，體積小巧(qiǎo)，安(ān)裝方便，抗幹(gān)擾性(xìng)能強(qiáng)，廣(guǎng)泛應用(yòng)於高(gāo)壓櫃電氣接頭(tóu)測溫。

                            圖1 高(gāo)壓(yā)櫃靜觸頭溫(wēn)度(dù)監測(cè)      圖(tú)2 高壓(yā)櫃(guì)電(diàn)纜頭(tóu)溫度監測(cè)

5，無(wú)綫測(cè)溫(wēn)接(jiē)收裝(zhuāng)置主(zhǔ)要(yào)功能

 無(wú)源(yuán)無綫傳感器通(tōng)過無(wú)綫(xiàn)射頻方式將(jiāng)采集(jí)到(dào)的電氣溫度傳(chuán)輸至(zhì)無(wú)綫(xiàn)測(cè)溫接收(shōu)顯示單(dān)元ARTM-Pn。顯示(shì)單元可無(wú)接收(shōu)多達(dá)60個(gè)ATE400傳感器的(dí)數據，傳感器和(hé)顯示(shì)單(dān)元(yuán)之間(jiān)通(tōng)過數字ID進行識別，準(zhǔn)確定位每個電氣(qì)發(fā)熱(rè)點的溫(wēn)度(dù)。顯示單元(yuán)嵌入式(shì)安(ān)裝在(zài)高壓(yā)櫃(guì)麵(miàn)，實(shí)時顯(xiǎn)示各(gè)點溫度(dù)，並(bìng)且(qiě)可(kě)以根據用戶設定預警，報(bào)警(jǐng)溫度值，實現(xiàn)高(gāo)溫預(yù)警(jǐng)，超(chāo)溫(wēn)告(gào)警，相間(jiān)溫(wēn)差報(bào)警(jǐng)，溫度突(tū)變(biàn)量告警(jǐng)等功(gōng)能(néng)，裝置可(kě)存(cún)儲(chǔ)120條帶有(yǒu)時標的(dí)告警記(jì)錄，同(tóng)時(shí)告警(jǐng)時繼電器出口(kǒu)可以(yǐ)控製聲(shēng)光(guāng)報(bào)警器，幫助(zhù)用(yòng)戶及時(shí)發現故障(zhàng)，盡(jìn)快(kuài)分(fēn)析(xī)查(chá)找設備(bèi)故(gù)障(zhàng)原(yuán)因，恢復正(zhèng)常(cháng)供電(diàn)。此(cǐ)外顯示(shì)單元還(huán)可以(yǐ)選(xuǎn)擇電參(cān)量(liáng)測量功能，測量數據包括(kuò)電壓，電流(liú)，有功(gōng)功(gōng)率(shuài)，無(wú)功功率(shuài)，功(gōng)率(shuài)因數(shù)，電能等(děng)，精(jīng)度高達0.5級。顯示單元(yuán)所(suǒ)有(yǒu)測(cè)量數(shù)據都可以(yǐ)通過485接口及標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU協(xié)議接入(rù)邊緣計算(suàn)網(wǎng)關，實現(xiàn)網(wǎng)絡組(zǔ)網(wǎng)，將數據上傳至(zhì)無綫(xiàn)測溫(wēn)監測係(xì)統(tǒng)主機(jī)。

6，無綫測溫(wēn)係(xì)統(tǒng)的功能及(jí)界(jiè)麵

無(wú)綫(xiàn)測溫(wēn)係統(tǒng)主機Acrel-2000T安(ān)裝(zhuāng)於值班監(jiān)控(kòng)室(shì)，可(kě)以遠(yuǎn)程監(jiān)視係統內(nèi)所有開關設備(bèi)運行溫度狀(zhuàng)態。係統(tǒng)具有以(yǐ)下功能：

溫(wēn)度顯(xiǎn)示：顯(xiǎn)示配(pèi)電(diàn)係統(tǒng)內(nèi)每個測溫點(diǎn)的實(shí)時值，也可(kě)實(shí)現電腦(nǎo)WEB/手機APP遠(yuǎn)程(chéng)查看數據(jù)。

溫(wēn)度曲綫(xiàn)：查看每個(gè)測溫點(diǎn)的溫度趨勢曲綫。

運行報(bào)表：查詢及(jí)打印各測溫點時(shí)間的(dí)溫(wēn)度數(shù)據(jù)。

實(shí)時(shí)告警(jǐng)：係統能(néng)夠(gòu)對各(gè)測溫點(diǎn)異常(cháng)溫度發出(chū)告警(jǐng)。係統(tǒng)具(jù)有實(shí)時(shí)語(yǔ)音報警(jǐng)功能，能夠對(duì)所有事件發出語(yǔ)音告警，告(gào)警(jǐng)方(fāng)式有(yǒu)彈窗(chuāng)，語音(yīn)告(gào)警等，還可以(yǐ)短信(xìn)/APP推(tuī)送(sòng)告(gào)警消息(xī)，及時提醒值班(bān)人員。

歷史事(shì)件查詢：能(néng)夠溫度越(yuè)限(xiàn)等事件(jiàn)記錄進行(háng)存儲(chǔ)和管(guǎn)理(lǐ)，方便(biàn)用(yòng)戶對係(xì)統(tǒng)事(shì)件和報(bào)警進行歷史(shǐ)追溯，查(chá)詢(xún)統(tǒng)計(jì)，事(shì)故分析等(děng)。

7，總結(jié)語

    無源無(wú)綫測溫(wēn)係(xì)統在高壓開關(guān)櫃(guì)溫度監測的(dí)應(yīng)用，解(jiě)決(jué)了長期(qī)以(yǐ)來(lái)高(gāo)壓開關櫃需要(yào)人(rén)工(gōng)現(xiàn)場測溫(wēn)，開關櫃(guì)內部溫(wēn)度無法測量，數據(jù)存(cún)儲困難(nán)等(děng)問題，大(dà)大減少了設備檢(jiǎn)修預試停電(diàn)次(cì)數和時間，減輕(qīng)了日常(cháng)巡檢(jiǎn)的(dí)工作(zuò)量(liáng)，提(tí)高(gāo)人員工作(zuò)安全性。無源(yuán)無綫(xiàn)測(cè)溫係統能及時發(fā)現各(gè)關鍵點(diǎn)部位的(dí)溫度(dù)異常狀(zhuàng)況，避免連(lián)接部(bù)位(wèi)老化或接觸電(diàn)阻(zǔ)過大(dà)而(ér)產生過熱(rè)現象(xiàng)，為(wéi)電(diàn)力安全(quán)生(shēng)產(chǎn)和供(gōng)電提(tí)供了有力保證，提高了設備(bèi)的智(zhì)能性(xìng)。

參考文(wén)獻：

[1] 曾強，無源供(gōng)電無綫(xiàn)測溫在綫(xiàn)監測係統研究應(yīng)用(yòng)，科技傳(chuán)播.2015(09)。

[2] 劉濤，唐培林.基(jī)於感應(yīng)取(qǔ)電(diàn)的無綫測溫(wēn)係統設計與(yǔ)應用，科(kē)技(jì)經(jīng)濟導刊，2016(36)。

巍義強(qiáng)，基(jī)於物(wù)聯(lián)網技術的變電(diàn)站設備在綫測溫係統(tǒng)探(tàn)討(tǎo)，電(diàn)子(zǐ)技術(shù)與(yǔ)軟(ruǎn)件工程，2016(12)。