北京格瑞图变电站无线测温解决方案

一、概述

　　GTO-WTS600测温系统是针对电力系统的发电厂、电业局（供电局）、变电站（变电所）等各类高压开关柜触头及接点、变压器一、二次套管、箱式变电站、高压母线接头、封闭母线、穿墙套管、高压电缆接头、户外羊角开关、刀闸开关等运行时易发热而不易检测的部位进行温度实时监测的设备，作为一套分布式测温系统，它也可以广泛用于钢铁、矿山、石化、铁路、仓储等行业的测温。GTO-WTS600测温系统的硬件部分，是完成现场的温度采集、汇集、远传的功能，本产品采用PN温度传感技术和近距离无线通讯技术，无线通讯使用的是业余频段433Mh（无需申请），其频点随着现场测温点的数量和采集器的数量，根据设置自动进行调节，该装置采用模块化设计，集成度高，采样多种抗干扰措施，使其具有可靠性高，易于使用和易于维护的特点。

二、 系统技术特色

　　GTO-WTS600分布式测温系统适用于高压导电母排接头、电缆接头、高压开关柜触头、刀闸开关、干式变压器、箱式变电站等设备的表面等设备的实时测温，可应用于室内环境，亦可应用于室外环境。其主要技术特色如下：

　　采用433MHZ（ISM）频段，无线扩频技术，抗干扰能力更强。

　　智能无线组网技术，彻底消除同频干扰问题，通讯误码率大大降低。

　　测量点和接收点无直接联系，无绝缘问题，不受外部环境影响。 

　　超低功耗设计，高能锂电池供电硬件设备的稳定性、可靠性更强。

　　无线采集组网灵活，可扩展性强，可适用不同电压等级、不同环境带电设备的实时温度监测，安装施工简便宜行。 

　　系统采用分布式分层结构设计，拓扑结构灵活，即可融入自动化系统运行，亦可独立成系统。

三、 与其它实时测温方式的比较

　　用于高压设备接点运行温度监测的技术主要有红外测温、光纤测温和无线测温，下面对三种测温技术进行比较：

　　1.      无线测温与光纤测温的比较

　　光纤温度传感器采用光导纤维传输温度信号， 光导纤维具有优异的绝缘性能，能够隔离开关柜内的高压， 因此光纤温度传感器能够直接安装到开关柜内的高压触点上， 准确测量高压触点的运行温度， 实现开关柜触点运行温度的在线监测。然而， 用于隔离高压的光纤表面可能受到污染，将导致光纤表面放电。这使得光纤测温系统用于室外开关设备的测温应用受到限制。无线测温系统采用电磁波传输信号， 传感器直接安装在高压设备上， 温度测量准确， 可以解决电气绝缘问题，无线测温系统的特点是不受气候环境的影响， 可以测量室外开关和母线接点的温度。

　　2.      无线测温与红外测温的比较

　　红外测温为非接触式测温，易受环境及周围的电磁场干扰，另外开关柜内的空间非常狭小，无法安装红外测温探头（因为探头必须与被测物体保持一定的安全距离，并需要正对被测物体的表面），并且其测温精度容易受环境影响，如光线强度、雾气都会对其测量精度造成一定的影响，所以其使用范围受到极大制约。而无线测温系统采用直接接触式测温结合无线数据采集相结合的技术，有效解决了高压环境下测温点数据精确采集和采集设备与一次高压设备的绝缘问题。安装使用不再受开关柜体结构、安装位置、使用环境的限制，安装实施非常简便。

　　高压开关柜射频无线测温系统结构

　　通过连续监测高压开关柜内触点或电缆接头的运行温度，可确定触点和接头处的过热程度，当发生超温时，系统能够发出报警指示。实现这一功能，采用GTO-WTS600无线测温系统可提供最佳的解决方案。

　　3.      无线传感器的寿命

　　GTO-WTS600无线温度标签内部采用高性能的锂电池供电， 作为维持传感器工作的一次性电池，其理论寿命可达10年以上，在实际使用中，因工作环境中温度条件的影响，其电池的工作寿命可达5 年左右。

　　当GTO-WTS600无线温度传感器内部电池耗尽时，用户可通过更换传感器中的电池来使传感器恢复工作， 更换新电池的温度传感器同样可以继续工作5 年左右。

四、硬件系统构成及功能

　　1、系统构成

　　GTO-WTS600测温系统的硬件由3部分组成，它们是：温度采集终端(GTO-TM1)、无线汇集终端(GTO-GA1)、无线中继器(GTO-RL1)

　　无线测温终端由高能电池供电，减少高低压之间的电气联系，采用全数字方式工作，温度传感器与数据处理装置分离，由一段数据线使温度传感器与数据处理装置相连接(温度传感器和数据处理装置一起称为无线测温终端)。温度传感器附着在发热点上（高压母线或高压开关），使其充分接触，更加准确的测量发热点实际情况。同时，数据处理装置相对远离发热点，使无线测温终端可在高压设备发热情况下正常运行。温度传感器与数据处理装置均采用特殊材料制成，耐高压，耐腐蚀，耐高温，阻燃性好，提高系统的可靠性，可长期工作在恶劣的室外环境中。

　　根据需求分析，一般需将无线测温终端安装在以下位置：

　　a)    变压器高、低压侧套管，变电站母排温度监测

　　b)    电缆接头以及各种接点温度的监测

　　c)    开关柜进线刀闸和出线刀闸

　　d)    户外进线刀闸

　　实际安装位置需以现场情况为准，在以不破坏原有电力设备并保障准确测温的前提下进行确定。

　　无线测温终端把温度信号通过无线的方式直接或经过无线中继器传送给无线汇聚终端，每个无线汇聚终端可以接收多个测温终端发送来的数据。一般情况而言，在35KV及以下的变电站无需使用无线中继器，而箱式变电站需使用无线中继器。对于是否使用无线中继器还需由测量环境以及各测温终端所处的物理位置决定。当测温终端与无线汇聚终端处于有效的通讯距离内，无须增加无线中继器。

　　系统采用短程无线网络的方式，多个测温终端分布在无线汇聚终端的周围，在有效的通讯范围内可以随意添加、删除、移动测温终端。无线汇聚终端则安装在控制中心，控制中心计算机软件实时监控每个点温度的变化，实现足不出户掌握整个高压系统的发热状况。

　　如果在无人值守、实际测温地点远离控制中心的环境中，无线汇聚终端可以把接收到的数据通过RS232传送给GPRS/CDMA，再由GPRS/CDMA把数据传送到控制中心的计算机，由计算机的后台软件进行处理。