基于组态王与无线测温的变电站远程监测系统研究

李长彧

（国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院客户服务中心，辽宁 沈阳 110004）

基于组态王与无线测温的变电站远程监测系统研究

李长彧

（国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院客户服务中心，辽宁 沈阳 110004）

为了实现对变电站室外设备易发热关键节点温度的实时在线监测，以组态王软件为上位机系统开发平台，结合无线测温及ODBC数据库技术建立变电站设备的远程在线监测系统。在设备各关键节点安装无线温度传感器，采用中继器和数据采集终端实现温度数据的远程无线传输，上位机组态画面实现温度数据的远程显示、存储及声光预警。通过现场实测数据表明，该系统能够实现变电站设备温度的实时在线监测，对提高变电站的运行安全系数及延长设备的使用寿命具有现实意义。

变电站；组态王；无线测温；ODBC数据库；安全系数

变电站是实现电压变换和远距离传输的重要场所，为了保证变电站电力系统长期、安全、稳定运行，需要定期对变电站易发热设备及关键节点进行温度监测，排查由于接触不良、短路或者负荷过大而引起的局部节点和设备产生高温的问题［1－2］。目前针对变电站设备温度的检测主要采用人工手执红外热像设备进行定期、定点检测和记录，红外热像测温虽然效果好，但成本较高，采用人工测量BN无法实现变电站的实时在线温度监测。

近年来，随着网络技术的快速发展和自动化水平的不断提高，针对变电站设备的在线测温问题，众多专家学者开展了大量的研究，但主要研究对象为变电站室内开关柜等设备的温度监测，由于受户外环境、信号传输等多个因素的影响，缺乏对于户外变压系统及电力输送设备等关键设备和节点的温度监测方面的研究［3－5］。因此，针对这一瓶颈问题，开发了一套基于无线测温的变电站室外设备温度实时在线监测系统，实现对变电站室外设备及关键节点温度的在线实时精确监测，并对温度异常点进行实时预警。

1 监测系统总体结构

基于无线测温的变电站室外设备温度实时在线监测系统以组态王为上位机开发平台，构建集信号检测层、数据采集层以及上位机监测层的3层系统结构框架［6－7］，如图1所示。信号检测层包括多个安装在室外变电设备以及输送系统关键节点的温度检测模块，各温度检测模块采用捆扎方法安装在各节点处，中间层为无线采集终端，具有2路温度超限报警输出，最大可接收75路温度检测模块发射的的温度信号，如果无线采集终端与温度检测模块距离较远，可通过中继器进行信号中转，确保信号不失真、不缺失。多个无线采集终端通过数据总线经RS485－232模块后与上位PC相连，每个无线采集终端设置独立站号，用于实现上位机监测系统与各无线采集终端从站进行通信［8－9］。

图1 变电站无线测温系统总体结构

2 温度数据采集系统

2.1 温度检测模块

温度检测模块采用的是SDF3200平板式温度传感器，其结构外形如图2所示。适用于户外高压设备节点的温度检测，空旷场地的最大传输距离可达400 m，测试精度为±1℃，测量量程为－50～150℃，采用低功率定时式数据传输方式，电池使用寿命可达10～12年，且具有低电量自动预警功能，提示巡查人员及时更换检测模块。

图2 温度检测模块结构

2.2 温度信号无线采集终端

无线采集终端是数据采集系统的核心单元，它将检测到的温度信号进行处理并通过数据总线上传给上位机监测系统。本温度监测系统采用的无线采集终端型号为SDJ3000，其接线面板结构布局如图3所示。

图3 无线采集终端接线面板

整个面板共分为外接温度传感器、报警模块、天线模块、电源模块、RS485总线模块以及预留模块等6个模块，无线采集终端采用220 V电源供电；模块可外接温度传感器和声光报警器；RS485总线接口用于与上位机监测软件进行通信，通信线缆为RS485转232模块；天线接口外接无线收发天线装置，用于提高信号的接收范围。

多个无线采集终端与上位机进行通信时，上位机要对各无线采集终端从站进行地址识别，各从站通过RS485总线连接，波特率设置相同，均为9 600 bps。设备上电后，上位机系统轮询RS485总线，对各从站进行读取，各无线采集终端将采集到的各节点温度信号通过总线上传给上位机［10－11］，用于数据显示、存储以及预警。其温度数据传输流程如图4所示。

图4 温度数据传输流程

3 上位机组态界面开发

上位机组态系统是实现变电站户外各变电设备及电力输送关键节点温度远程集中监测的上位机平台［12］，本文采用组态王软件开发变电站测温系统的上位机监测界面，实现各节点温度数据的实时在线显示、曲线数据查询、数据库存储与调用、超限温度预警等功能，温度监测组态界面如图5所示。

图5 温度监测上位机组态界面

为了实现变电站温度在线监测数据实时全局联网共享，上位机温度监测软件内置开发了Web界面发布功能，变电站测温系统的Web功能采用B／S结构，客户可以随时随地通过Intranet／Internet实现远程监控，其结构如图6所示。变电站监控室上位机通过以太网交换机连接到内部网络中，并通过Internet面向外部全面共享，集控中心、机电科室以及局领导办公室均可通过内部网对变电站测温系统进行实时在线查询。

图6 Web全局发布结构图

4 现场安装实测

以某变电站室外无线测温远程监测系统为背景，在现场安装SDF3200平板式温度传感器120个，采用3个无线采集终端采集各传感器检测到的温度信号，其传感器现场安装位置如图7所示，采用捆绑式将各温度传感器固定在各个易发热节点处，上位机通过无线传输方式获取各节点的实时温度信息。

图7 传感器现场安装位置

以图8为例，从2个测试节点24 h的温度测试曲线可以看出，变电站无线测温远程监测系统可实时在线监测变电站各节点的温度变化，测试结果精确、可靠，改变了传统的变电站温度测试方法，实现了变电站温度监测的系统化与集成化。

图8 温度监测历史曲线

5 结束语

本文提出了一种基于组态王与无线测温的变电站温度监测的新方法，通过在变电站室外各设备的关键节点安装传感器实现温度信号的实时监测，采用组态软件开发上位机远程数据监测平台，实现温度数据的远程实时显示和预警。通过现场实际运行表明，变电站温度监测系统性能可靠，大大提高了变电站温度监测的自动化程度，保证变电站长期、安全稳定运行。

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Study on Remote Monitoring System of Substation Based on Kingview and Wireless Temperature Measurement

LI Changyu
（Customer Service Center of Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110004，China）

In order to realize the real⁃time and on⁃line monitoring of temperature of the key node of outdoor equipment in substation，based on Kingview software for host computer system development platform which combined with wireless temperature measurement and ODBC database technology，this paper establishes remote on⁃line monitoring system.Wireless temperature sensor is installed in the key nodes of the equipment.Remote wireless transmission of temperature data is realized by using repeater and data acquisition termi⁃nal.Remote display，storage，sound and light warning of temperature data are realized by PC configuration picture.It shows that this system can realize the real－time online monitoring of substation equipment temperature through the field test data.It has important sig⁃nificance to improve safety factor of substation operation and prolong service life of equipment.

substation；Kingview；wireless temperature measurement；ODBC database；safety factor

TM63；TM76

A

1004－7913（2016）10－0014－04

李长彧（1987），男，学士，助理工程师，主要从事变电站新建工程全过程管控以及变电站远端无线监测工作。

2016－06－15）