譜盟WTS-PM3無線無源測溫系統(tǒng)

一、簡介

1、概述

發(fā)電廠和變電站的高壓開關柜、母線接頭、室外刀閘開關等重要的設備，在*運行過程中，開關的觸點和母線鏈接等部位因老化等原因導致電阻過大而發(fā)熱，而這些發(fā)熱部位的溫度無法監(jiān)測，由此zui終導致事故發(fā)生。近年來，在電廠和變電站已發(fā)生多起開關過熱事故，造成火災和大面積的停電事故，解決開關過熱問題是杜絕此類事故發(fā)生的關鍵，實現(xiàn)溫度在線監(jiān)測是保證高壓設備安全運行的重要手段。

但是一般的在線測溫裝置都有一定的局限性，譜盟公司結合現(xiàn)場應用實際采用*的SAW（聲表面波）技術，自主研發(fā)生產的新一代無線無源在線監(jiān)測系統(tǒng)WTS-PM3從根本上解決了對電力設備局部溫度測量的難題，為供電企業(yè)實施設備的全壽命周期管理提供了有效的科學管理手段。目前，該產品已在電力設備上大量應用，廣受業(yè)界好評。

2、基本原理

譜盟WTS-PM3系統(tǒng)的基本原理聲表面波技術（SAW）是上世紀七、八十年代才逐漸成熟起來的一門新興科學技術領域，它是聲學和電子學相結合的一門邊緣學科。聲表面波是沿物體表面?zhèn)鞑サ囊环N彈性波。在壓電晶體上由于存在壓電性，電聲之間存在著耦合。壓電晶體本身是換能介質，在傳播聲表面波的壓電晶體表面可以制作電聲換能器，使電能和聲能互相轉換。

無線無源傳感技術是采用聲表面波傳感技術設計，當傳感器的壓電芯片周圍環(huán)境溫度發(fā)生變化時，對延遲型傳感器會引起時延或相位的變化，對諧振型聲表面波芯片會引起諧振頻率的變化，通過這些變化量可以測量出溫度。

3、技術優(yōu)勢

1）無需電池：SAW傳感器采用被動感應方式，無需電池驅動，減少了電池更換帶來的維護成本，同時不會對生態(tài)環(huán)境造成影響。

2）安全可靠：無線的溫度采樣方式無需在被測點或相關支撐結構上連線，傳感器與接收設備之間無電氣，從而實現(xiàn)了高壓隔離，保障設備安全運行。

3）安裝方便靈活：無源無線溫度傳感器體積小且與采集器之間數(shù)據(jù)無線傳輸，安裝方便靈活，不受開關柜結構和空間影響。

4）環(huán)境適應性好：溫度傳感器通過匹配軟件的校正后就已經補償了傳感器制作過程中的偏差。傳感器可在任何工作溫度范圍內的溫度進行調試，不會受季節(jié)因素影響。通常情況下，傳感器只在安裝后調試一次，并保持多年不需再校正。同時，灰塵堆積等環(huán)境因素不會對SAW傳感器測溫產生影響。

5）低成本，維護方便：SAW傳感器的價格較其他傳統(tǒng)測溫方式較低，同時，無源無線的工作方式令本系統(tǒng)的安裝、維護成本大大降低。

二、系統(tǒng)組成

1、溫度傳感器

概述

溫度傳感器是直接安裝在被測物體表面的測溫元件，它負責接收探詢射頻信號，并返回帶溫度信息的射頻信號到采集器。

產品外形及安裝示意

溫度傳感器根據(jù)安裝的方式不同分音叉式、捆綁式，分別適用在不同的環(huán)境。

音叉式傳感器適用螺釘固定在待測物體表面，捆綁式傳感器利用其自帶的金屬圓環(huán)或扎帶固定在圓形待測物體表面。

2、溫度采集器

概述

采集器負責與一組傳感器通信，發(fā)生測溫探詢射頻信號到傳感器，接收溫度傳感器的返回信號，并解析成溫度監(jiān)測主站軟件系統(tǒng)。

產品外形及安裝示意

讀取器天線通過與柜體的間隙穿過隔板吸附在柜壁。采集器放置在頂部，此柜門無需停電即可開啟，方便管理人員進行操作。

工作原理

采集器的天線嵌在開關柜內壁，這樣一來可以屏蔽外部的電波干擾。而采集器的其他部分（接收箱）則安裝在開關柜的外面。

采集器由單獨的電源供電，并向開關柜內發(fā)射短射頻信號。如果射頻脈沖的頻率與溫度傳感器預設的頻率相同，傳感器就能收到該射頻信號，并且改變和被動地反射脈沖信號。返回的脈沖信號由于受到了傳感器自身溫度的影響因而攜帶了傳感器的溫度信息。

3、測溫主控終端

概述

溫度監(jiān)測終端主要完成傳感器、采集器檔案管理、參數(shù)設定、溫度數(shù)據(jù)的存儲以及提供與自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口。

外形

4、后臺管理軟件

開關柜溫度監(jiān)測系統(tǒng)的應用軟件主要功能包括各溫度傳感器設備、溫度監(jiān)測各項參數(shù)設置、溫度信息的遠程獲取，綜合查詢分析以及溫度預測告警等。

根據(jù)實際情況，這些應用功能可以作為電力自動化系統(tǒng)的一個功能模塊存在（將溫度信息通過標準數(shù)據(jù)接口接入電力自動化系統(tǒng)），也可以單獨作為一套開關柜溫度監(jiān)測的主站系統(tǒng)。各類運行管理人員通過遠程訪問及時準確的監(jiān)控開關柜溫度情況。

三、典型應用

實施模塊

15個開關柜共計15套無源無線溫度傳感裝置，每套含傳感器6個、采集器1個。變電站主控室安裝測溫主控終端1臺。

實施方案

每個開關柜的6個傳感器分別裝于母排三相進線和出線的6個觸點；

變電站主控室安裝1臺測溫主控終端；

測溫主控終端與采集器通過CAN總線進行數(shù)據(jù)通信（通過變電扎的架空電纜層走線）‘

測溫主控終端將所有開關柜的溫度信息通過485接口接入變電站監(jiān)控系統(tǒng)，在監(jiān)控系統(tǒng)中實現(xiàn)溫度實時監(jiān)測、告警、預測等應用功能。

實施效果

工程安裝過程簡單易行；

現(xiàn)場安裝、溫度校準一次性成功，數(shù)據(jù)傳輸網絡穩(wěn)定，溫度信息返回成功率高；

系統(tǒng)性能良好，并發(fā)訪問量及數(shù)據(jù)返回時間都滿足現(xiàn)行實際工作需要；

系統(tǒng)功能*，覆蓋了溫度實施監(jiān)測、統(tǒng)計分析、告警、預測等；

系統(tǒng)成功實現(xiàn)了與變電站監(jiān)控系統(tǒng)的接口，符合規(guī)約標準。

應用領域

高壓開關柜溫度監(jiān)測

主要適用于高壓開關柜觸點的溫度監(jiān)測，無線溫度傳感器安裝在開關柜內的每個開關觸頭上（每個高壓開關柜有六個觸頭）

更多的應用領域

利用無源無線溫度傳感器與采集器之間采用無線傳輸信號，傳感器與采集器之間無電氣上的連接，具有高壓隔離性能，還可擴展應用于高壓開關柜觸頭及接點、桿式變壓器、箱變式變電站、高壓母線接頭、高壓電纜接頭、刀閘開關等高壓設備運行溫度的測量。