高压电力无线定位测温系统的设计

白志青

(安徽工贸职业技术学院电气与电子工程系， 安徽淮南232001)

高压电力无线定位测温系统的设计

白志青

(安徽工贸职业技术学院电气与电子工程系， 安徽淮南232001)

根据目前在输变电系统中，载流母线、母排等电力设备因负载电流过大或表面被氧化时出现的一系列问题，提出了一种高压电力无线定位测温系统，该系统包括测温终端、信号处理模块、无线信号发射模块、无线信号接收模块、A/D转换模块、单片机、光显元件和声显元件。测温终端包括一个或者多个感温元件，每一个感温元件分别对应一个对应的温度监控工位，将温度监控信号与对应的温度监控工位绑定，可实时性发现温度异常情况并显示异常发生位置，提高检修效率。

无线测温系统；高压电力；单片机；温度监控信号

1 引言

当前，在高压电力传输系统中，载流母线、母排等电力设备在负载电流过大或表面被氧化时，出现温度急剧升高，长时间不加以处理，能使相邻的部件性能劣化，甚至被击穿，导致故障停电。依据安全生产相关部门提供数据来看，我国输变电力场所发生的重大事故中，百分之九十以上都是因为相关电力部件过热引起的，这不仅给人们生产和生活造成巨大经济损失，同时也对人们的生命安全构成巨大的威胁。通过检测高压电力传输系统中母线接点、电缆接头、开关触点温度的变化，可有效防止高压电力传输系统中相关部件温度过高导致故障的发生，为人们安全生产提供了有效的保障[1-2]。

目前，我国最常用的高压电力测温方法有：示温蜡片测量法、红外线测温仪器、光纤测温法以及无线测温系统。示温蜡片法和利用红外线测温仪均需要人工巡查，无法得到实时数据，光纤测温系统虽然可以得到实时数据，但高低压环境没有隔离开来，不符合高压电气仪表规范，并且光纤还具有不耐高温、在柜内布线难度较大等缺点，因此也具备很大缺陷。现今出现的无线测温系统采用无线传输方式，解决了一次回路和二次回路之间的链接和附着问题，极大地提高了高压用电安全，可通过构建的物联网系统实时传输数据，并可实现远程监控。无线测温系统的多方面的优越性使得其已成为高压电力测温系统发展的大势所趋[3]，但是，现有的无线测温系统只能实时监测温度异常，却不能同步提供温度异常出现的具体位置，无法及时检修异常情况。

2 高压电力无线定位测温系统的结构

鉴于以上高压电力测温方法出现的一些问题，本文设计出了一种高压电力无线定位测温系统，可实时性发现温度异常情况并显示发生异常位置，提高检修效率[4-5],其结构示意图如图1所示。

图1 高压电力无线定位测温系统的结构示意图

高压电力无线定位测温系统主要由测温终端、信号处理模块、无线信号发射模块、无线信号接收模块、A/D转换模块、单片机、光显元件和声显元件等组成。

测温终端、信号处理模块、无线信号发射模块依次电连接；无线信号发射模块和无线信号接收模块进行无线通信；无线信号接收模块电连接A/D转换模块，单片机分别电连接A/D转换模块、光显元件和声显元件。测温终端包括一个或者多个感温元件，感温元件为温度传感器，每一个感温元件分别安装在一个对应的温度监控工位，用于监控温度；温度监控工位包括母线接点位置、高压电缆接头位置、高压开关出点位置等。信号处理模块预存储有感温元件与温度监控工位的对应关系，其接收到各感温元件的温度监控信号，并将温度监控信号与对应的温度监控工位绑定。

光显元件为液晶显示元件，为双色光显元件，以对小于等于预设阙值的温度信号与大于预设阙值的温度信号进行区别显示。光显元件为上位机，并通过D/A转换模块连接单片机。

3 高压电力无线定位测温系统的工作原理

在工作状态下，测温终端中的各个感温元件分别监控各温度监控工位的温度信号，并发送到信号处理模块，信号处理模块将各个感温元件检测到的温度信号与对应的温度监控工位绑定并通过无线信号发生模块发射出去；无线信号接收模块接收无线信号发射模块发射的信号，A/D转换模块将无线信号接收模块接收到的信号转换为数字信号并发送到单片机，单片机根据接收到得数字信号控制光显元件和声显元件工作。单片机对接收到的数字信号进行处理，识别温度信号与温度监控工位的对应关系并通过光显元件进行光显示，单片机将各温度信号与预设阙值比较，当一个或多个温度信号大于阙值时，控制声显元件工作。

由于同时配备光显元件和声显元件，并将温度监控信号与对应的温度监控工位绑定，当系统检测到异常温度时，通过声显元件发出声音预警，引起工作人员注意，避免工作疏忽失误。而后工作人员可以从光显元件可直接了解到温度异常程度和发生的位置，便于直接对异常工位进行检测，节省了查找异常工位的时间，有利于提高检修速率，保证了电力传输的正常，减少用户损失。

4 结束语

本文是一种高压电力无线定位测温系统，结构简单，设计合理，效率高。通过对高压电力传输的实时在线检测和实时数据的分析，不仅能够防止事故的发生，真正做到了防患于未然，而且定位检修故障，提高检修效率，降低检修成本，有利于保证高压电力传输工作的稳定性。

[1] 台畅,吴必瑞.电力设备温度无线监测系统[J].电力学报，2008(5):415-417.

[2] 刘强.电网设备温度无线监测[D].苏州：苏州大学,2005.

[3] 吕鑫, 吴瑞春,申浩.高压带电设备无线测温系统的设计与应用[J].河北电力技术, 2013(1)：47-49.

[4] 高强,王洪礼.高压变电站无线测温预警系统设计[J].仪表技术与传感器,2009(1)：105-107，110.

[5] 任超,化伟.电力线路无线测温系统下位机设计[J]．现代工业经济和信息化,2011(14)：82-83，104.

Design of High Voltage Power Wireless Location Temperature Measurement System

BAI Zhiqing

(DepartmentofElectricalandElectronicEngineering,AnhuiVocationalTechnicalCollegeofIndustry&Trade,HuainanAnhui232001)

According to a series of problems aroused by the power equipment such as the current-carrying bus and busbar due to overloaded current or surface oxidation in power transmission and transformation system, a high voltage power wireless temperature measurement system is proposed in this paper. The system includes temperature measurement terminal, signal processing module, wireless signal transmitting module, wireless signal receiving module, A/D conversion module, SCM, light element, and sound element. Temperature measuring terminal includes one or more temperature sensing elements. Each sensor element corresponds to a corresponding temperature monitoring station. By binding the temperature monitoring signal to the corresponding temperature monitoring station, the abnormal temperature can be found and the location is displayed in real time, which can improve the efficiency of maintenance.

wireless temperature measurement system; high voltage power; SCM; temperature monitoring signal

2016-12-02

安徽省教育厅“高等职业教育创新发展行动计划(2015-2018年)”(项目编号：XM-(2)348)

白志青(1979-)，男，安徽金寨人，硕士，讲师，研究方向为电力电子技术、感测技术，电话：13855490972。

TD274

B

1671-4733(2017)02-0001-02