HS-CW無線測溫系統
變電站測溫系統方案
一、 概述
HS-CW測溫系統是保定合順電氣設備科技有限公司研發針對電力系統的發電廠、電業局（供電局）、變電站（變電所）等各類高壓開關柜觸頭及接點、變壓器一、二次套管、箱式變電站、高壓母線接頭、封閉母線、穿墻套管、高壓電纜接頭、戶外羊角開關、刀閘開關等運行時易發熱而不易檢測的部位進行溫度實時監測的設備，作為一套分布式測溫系統，它也可以廣泛用于鋼鐵、礦山、石化、鐵路、倉儲等行業的測溫。HS-CW測溫系統的硬件部分，是完成現場的溫度采集、匯集、遠傳的功能，本產品采用PN溫度傳感技術和近距離無線通訊技術，無線通訊使用的是業余頻段433Mh（無需申請），其頻點隨著現場測溫點的數量和采集器的數量，根據設置自動進行調節，該裝置采用模塊化設計，集成度高，采樣多種抗干擾措施，使其具有可靠性高，易于使用和易于維護的特點。
HS-CW分布式測溫系統適用于高壓導電母排接頭、電纜接頭、高壓開關柜觸頭、刀閘開關、干式變壓器、箱式變電站等設備的表面等設備的實時測溫，可應用于室內環境，亦可應用于室外環境。其主要技術特色如下：
l 采用433MHZ（ISM）頻段，無線擴頻技術，抗干擾能力更強。
l 智能無線組網技術，徹底消除同頻干擾問題，通訊誤碼率大大降低。
l 測量點和接收點無直接聯系，無絕緣問題，不受外部環境影響。
l 超低功耗設計，高能鋰電池供電硬件設備的穩定性、可靠性更強。
l 無線采集組網靈活，可擴展性強，可適用不同電壓等級、不同環境帶電設備的實時溫度監測，安裝施工簡便宜行。
l 系統采用分布式分層結構設計，拓撲結構靈活，即可融入自動化系統運行，亦可獨立成系統。
一、 與其它實時測溫方式的比較
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測溫方式 |
無線測溫系統 |
光纖測溫系統 |
紅外測溫 |
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感溫方式 |
直接接觸 |
直接接觸 |
非接觸 |
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測溫精度 |
高 |
高 |
一般 |
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安全性 |
高 |
一般（灰塵等影響絕緣） |
較高 |
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可靠性 |
高 |
高 |
一般（易受環境影響） |
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實時性 |
較高 |
高 |
高 |
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擴展性 |
好 |
一般 |
一般 |
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施工 |
簡便 |
較簡便 |
復雜 |
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成本 |
低 |
很高 |
高 |
用于高壓設備接點運行溫度監測的技術主要有紅外測溫、光纖測溫和無線測溫，下面對三種測溫技術進行比較：
1. 無線測溫與光纖測溫的比較
光纖溫度傳感器采用光導纖維傳輸溫度信號，光導纖維具有優異的絕緣性能， 能夠隔離開關柜內的高壓， 因此光纖溫度傳感器能夠直接安裝到開關柜內的高壓觸點上， 準確測量高壓觸點的運行溫度， 實現開關柜觸點運行溫度的在線監測。然而，用于隔離高壓的光纖表面可能受到污染， 將導致光纖表面放電。這使得光纖測溫系統用于室外開關設備的測溫應用受到限制。無線測溫系統采用電磁波傳輸信號， 傳感器直接安裝在高壓設備上，溫度測量準確， 可以解決電氣絕緣問題， 無線測溫系統的特點是不受氣候環境的影響， 可以測量室外開關和母線接點的溫度。
1. 無線測溫與紅外測溫的比較
紅外測溫為非接觸式測溫，易受環境及周圍的電磁場干擾，另外開關柜內的空間非常狹小，無法安裝紅外測溫探頭（因為探頭必須與被測物體保持一定的安全距離，并需要正對被測物體的表面），并且其測溫精度容易受環境影響，如光線強度、霧氣都會對其測量精度造成一定的影響，所以其使用范圍受到極大制約。而無線測溫系統采用直接接觸式測溫結合無線數據采集相結合的技術，有效解決了高壓環境下測溫點數據精確采集和采集設備與一次高壓設備的絕緣問題。安裝使用不再受開關柜體結構、安裝位置、使用環境的限制，安裝實施非常簡便。
高壓開關柜射頻無線測溫系統結構
通過連續監測高壓開關柜內觸點或電纜接頭的運行溫度，可確定觸點和接頭處的過熱程度，當發生超溫時，系統能夠發出報警指示。實現這一功能，采用GTO-WTS600無線測溫系統可提供解決方案。
2. 無線傳感器的壽命
HS-CW無線溫度標簽內部采用高性能的鋰電池供電， 作為維持傳感器工作的一次性電池，其理論壽命可達10年以上，在實際使用中，因工作環境中溫度條件的影響，其電池的工作壽命可達5 年左右。
當HS-CW無線溫度傳感器內部電池耗盡時， 用戶可通過更換傳感器中的電池來使傳感器恢復工作， 更換新電池的溫度傳感器同樣可以繼續工作5 年左右。
四、 硬件系統構成及功能
1 型號說明
注：
1) 產品標識：
”HS” 代表保定合順電氣設備科技有限公司
2) 產品代號：
CW：無線式接點溫度監測系統
3) 功能類型：
型號標識
2、系統構成
HS-CW測溫系統的硬件由3部分組成，它們是：溫度采集模塊(YR-TM)、無線集中采集單元(HS-CW)、后臺軟件。
無線測溫終端由高能電池供電，減少高低壓之間的電氣聯系，采用全數字方式工作，溫度傳感器與數據處理裝置分離，由一段數據線使溫度傳感器與數據處理裝置相連接(溫度傳感器和數據處理裝置一起稱為無線測溫終端)。溫度傳感器附著在發熱點上（高壓母線或高壓開關），使其充分接觸，更加準確的測量發熱點實際情況。同時，數據處理裝置相對遠離發熱點，使無線測溫終端可在高壓設備發熱情況下正常運行。溫度傳感器與數據處理裝置均采用特殊材料制成，耐高壓，耐腐蝕，耐高溫，阻燃性好，提高系統的可靠性，可長期工作在惡劣的室外環境中。根據需求分析，一般需將無線測溫終端安裝在以下位置：
a) 變壓器高、低壓側套管，變電站母排溫度監測
b) 電纜接頭以及各種接點溫度的監測
c) 開關柜進線刀閘和出線刀閘
d) 戶外進線刀閘
實際安裝位置需以現場情況為準，在以不破壞原有電力設備并保障準確測溫的前提下進行確定。
無線測溫終端把溫度信號通過無線的方式直接或經過無線中繼器傳送給無線匯聚終端，每個無線匯聚終端可以接收多個測溫終端發送來的數據。一般情況而言，在35KV及以下的變電站無需使用無線中繼器，而箱式變電站需使用無線中繼器。對于是否使用無線中繼器還需由測量環境以及各測溫終端所處的物理位置決定。當測溫終端與無線匯聚終端處于有效的通訊距離內，無須增加無線中繼器。
系統采用短程無線網絡的方式，多個測溫終端分布在無線匯聚終端的周圍，在有效的通訊范圍內可以隨意添加、刪除、移動測溫終端。無線匯聚終端則安裝在控制中心，控制中心計算機軟件實時監控每個點溫度的變化，實現足不出戶掌握整個高壓系統的發熱狀況。
如果在無人值守、實際測溫地點遠離控制中心的環境中，無線匯聚終端可以把接收到的數據通過RS232傳送給GPRS/CDMA，再由GPRS/CDMA把數據傳送到控制中心的計算機，由計算機的后臺軟件進行處理。