基于红外测温和无线传输技术的电力设备温度在线监测系统设计.pdf

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1、第35卷第6期东北电力大学学报V0】．35．No．62015年12月JournalOfNortheastDianliUniversityDec．，2015文章编号：1005—2992(2015)06—0017—04基于红外测温和无线传输技术的电力设备温度在线监测系统设计魏可刚，房祥龙，林楚乔2，陈厚合2(1．国网吉林省电力有限公司通化供电公司，吉林通化134001；2．东北电力大学电气工程学院，吉林吉林132012)摘要：设计了一种基于非接触式红外测温和GPRS组网的电力设备温度监测系统。采用高精度的非接触式红外温度传感器获取高压电气设备运行时的温度

2、，保证了电气安全，克服了传统接触式测温的不足；采用软件校准的方法，进一步提高红外传感器的测量精度和对不同电气设备温度采集的适应性。采用GPRS组建无线数据传输网络，实现一个控制中心对大范围内电气设备的温度在线监测。设计的分布式温度监测系统，保证了温度监测的准确性和实时性；不需要对高压设备停电就能够完成温度采集终端的现场安装。关键词：红外测温；无线传输；在线监测；分布式中图分类号：TM932文献标识码：A0引言高压电气设备是电力系统的重要组成部分，其安全运行是保证电力系统安全和保证供电可靠性的基础。对电气设备的运行状态进行监测，当设备运行状态恶化或异常

3、时，提前有计划的安排检修和更换，是防止非计划停电和防止电力恶性事故的有效手段]。设备的劣化和缺陷的发展具有统计性，发展的速度也有快有慢，但大多数具有一定的发展期，在这期间会产生各种前期征兆，表现为电气、物理、化学等特性发生少量渐进性的变化。温度是表征电气设备运行状态的一个重要参数。实际运行经验和理论分析表明，母排、电缆接头处发生的各类故障并不是一个突发的过程，因为设备局部温度不断升高，使绝缘逐步老化、泄漏电流逐渐增加，到达一定程度后再发生击穿，是一个由量变到质变的过程。因此，连续地监测设备温度的变化，就可以掌握其运行状况，根据情况适时进行停电检修。通

4、过电气设备实时在线监测，对电气设备运行状态进行监控和评估，是保证电气设备安全运行的有效手段之一。国内外对电气设备温度监测进行了大量研究，研制开发了一系列电气设备温度监测系统，主要应用于发电厂、变电站等小的范围内；监测模式主要有定期的人工巡监和在线监测方式，目前的在线监测主要采用接触式的温度传感器进行温度变换，这种方式在电气设备电压等级较高时具有一定的安全隐患。也有采用测温光纤、光栅进行温度监测，这种模式现场施工量较大，费用较高。这些接触式的温度监测方式都需要对高压电气设备进行停电后才能够施工安装。采用红外点温仪、红外热成像仪等人工巡监的方式，只适合于

5、对特殊设备进行特定的分析时使用。本文设计了基于非接触式红外测温和GPRS组网的电力设备温度监测系统。采用高精度的非接收稿日期：2015—09-12基金项目：国网吉林省电力有限公司2015年科技发展计划项目(15GNZ0389)作者简介：魏可刚(1975一)，男，吉林省通化市人，国网吉林省电力有限公司通化供电公司工程师，主要研究方向：输变电设备运行检修和运行状态监测．18东北电力大学学报第35卷触式红外温度传感器获取高压电气设备运行时的温度，采用GPRS组建无线数据传输网络，实现大范围内电气设备的温度在线监测娟。所设计的系统能够在电气设备不问断供电的情

6、况下进行安装施工、能够对各种高压电气设备(如母排、电缆接头、变压器本体等)进行监测；系统具有很强的扩展性。1系统总体结构设计系统由现场监测装置(下位机)、无线通信网络、和上位机管理系统组成，采用分布式控制结构，“集中监控，分散采集”的工业控制方式。在各监测区域安装一个温度监测装置，通过连接红外温度传感器监测各监测点的温度。监测装置负责对各监测点温度实时监测，超过警戒温度则自动发送报警信号到集控中心上位机管理系统。上位机管理系统通过无线通信与各监测装置进行数据交互，可实时显示各监测点的温度信息；并对监测的数据进行处理，完成报警、历史运行温度曲线生成、设

7、备状态评估、数据存储、打印报表等功能。系统总体结构如图1所示。2红外温度监测采集终端设计2．1采集终端硬件结构设计红外温度监测采集终端监测装置通红外温度传感器，采集各电缆接头的温度数据并传送到微处理器；微处理器对数据进行处理，当发现接头温度超过设定的温度限值时，控制GPRS模块发送报警信息到图1系统总体结构图上位机；通过GPRS模块无线通信响应上位机的各种命令。根据需要，将某些时刻的温度数据作为历史电源L⋯+数据存储并传送至上位机，使得上位机管理系统能信号调理电路k一—，A微Tm处eg理a器64-够对历史数据进行分析，从而判断电缆接头的运行红外温度传

8、感器l状态。采集终端监测装置硬件结构图如图2所示。图2温度采集单元硬件结构框图2．2采集终端软件设计采集终端