变电设备无线温度智能远程监控系统研究

变电设备无线温度智能远程监控系统研究

邱上峰

广东电网有限责任公司茂名供电局 广东省茂名市 525000

摘要：变电站是电力系统中的重要内容，随着科学技术的持续发展，变电站的建设也正朝着自动化、智能化方向前进，其中变化最大的就是变电运维管理模式的创新，以往的变电站运维管理基本上是人工值班管理，但现在绝大部分地区已经实现了无人值班，很大程度上促进了电力行业的可持续发展。然而，就目前情况来看，部分电力企业对于变电运维管理还存在不够重视的现象，不仅给电力企业造成严重的经济损失，同时还会影响电力企业的长远发展。因此，加强智能变电站变电运维安全与设备维护的深入研究意义重大。

关键词：变电设备监控;智能温度采集;自动化智能监控技术;智能传感网

引言

社会经济对电力能源的需求不断增加，在这个过程中，传统的电网变电运行管理模式已经很难适应现代社会的电力需求，以及相关企业的发展需求。在这种情况下，就需要结合现代地理网络运行的实际情况，加强现代信息技术在变电运行管理中的应用，建立现代化的电网变电运行管理模式。相关的管理模式需要能够有效地弥补传统管理模式存在的不足，进一步提升电力网络运行的安全性以及稳定性。同时，如何构建现代化的电网运行管理模式，也是目前各大电力企业重点关注的问题。

1智能变电站正常运行的重要性

从我国现阶段电力行业发展现状来看，智能变电站的建设对于我国电能供应起着非常关键的作用，具体表现在如下几个方面：（1）智能变电站能够保障电网运行的安全稳定，可以对电力运行过程中出现的安全事故进行有效预防，并及时将相关情况进行上报，从而大大降低了运行故障造成的影响力。（2）智能变电站是由计算机控制来完成各项任务命令的，所以在进行设备维护和运行维护过程中，其具有更好的效果。（3）智能变电站的成本较高，因此需要加强对其的维护和管理，保证其始终处于正常的运转状态，否则一旦出现损毁，则会给电力企业带来非常严重的经济损失，得不偿失。（4）智能变电站在具体的工作过程中，主要是定期对电力设备中的故障问题进行处理，并做好相关的防护措施，这样能够大大节省维修成本，保障电力企业的经济效益。

2变电站无线测温终端设计

无线测温终端节点是监控系统的基础单元,负责定期测量温度,并进行预处理后将数据传输到监控主机,系统的测温终端设计如图2所示.DS18B20测量被测物体的温度通过总线传递给以STM32L103为CPU的主机,经过相关的处理和运算以后把温度值送到LoRaSX1278.用ARMv7-M架构[5]的STM32L103通过待机、停止、休眠等低功耗模式切换处理传感器信息和数据的收发,测温终端采用体积微小的单总线测量结构[6]DS18B20温度传感器采集设备数据,工作电压在35.5V,与传统的热敏电阻相比,能够直接输出数字信号,并通过单线接口读写,使得系统结构更加简单、可靠,测量范围(-55)-(+125)℃,通过内部编程实现9-12位4种温度监测分辨率,精度达0.0625℃.测温终端主要有系统初始化、读取温度值、收发数据包等阶段.LoRa作为低功耗广域物联网的一种长距离通信技术,解决了传统无线传感器网络传输距离远与低功耗不能兼得的问题[7].LoRa的无线扩频技术,具备-148dBm的接收灵敏度,可以比传统的无线传输减少大量的网关数量和施工成本,正适合部署复杂的变电站设备监控,采用合理的传输机制还可以减少通信干扰和碰撞.因此,系统采用以LoRa技术为基础的SX1278无线传输模块实现终端节点的无线通信功能,既能降低价格成本和功耗成本,又能实现与监控主机的多节点自主组网通信.

3变电设备无线温度智能远程监控监控策略

3.1继电保护校验技术的应用

为了加强对智能变电站的运维管理，要合理使用继电保护校验技术，具体应着手于以下两个方面：（1）要尽量在光纤中进行信息的传送。结合实践来看，在变电运维一次设备中应用光纤通信技术，可以对所采集的数据进行实时转化，提高数字化传输效率，保护装置在接收数据时会以网络为重要载体，设备的保护功能也能够得能够得到有效的体现。（2）要加强对数字保护测试方式的应用。想要增强继电保护的效果，必须对各项规范制度进行严格的执行，在整个保护过程中发挥关键作用的是保护测试仪，该环节主要会采用单对单、或单对多的方式测试仪器实施保护和连接，从而逐步完成测试工作，确保能够精准快速的检验出设备是否存在问题。

3.2优化测温技术

测温技术能够通过扫描设备表面温度来对设备的运行状态进行判断。在传统的检测模式下，往往通过目测，手摸，以及耳听三种方式来对相关设备的运行状态进行判断，在这个过程中对相关人员的经验具有比较高的要求，同时这些传统的状态判断方式存在一定的缺陷，比如手摸的检测方式，尽管能够直观地感受到设备的温度，但是很多设备都是带电工作的，因此在检测的过程中存在较大的安全风险。针对这一问题，相关的电力企业可以应用红外测温技术来进行温度的检测。在这个过程中应用红外探测器，能够实现对设备热辐射的有效感知。相关的热辐射信号能够转化为电信号，并在显示器中以图像的方式进行显示，相关的检测人员通过判断图像来对设备的运行状态进行分析，从而采取有针对性的故障处理措施，保证电网运行的稳定性。

3.3在线检测的应用

伴随着电力系统的高速发展，因此对电气设备的检修工作，从原本的计划检修方式，转变为状态型的检修方式。而利用计算机视觉技术实现的在线状态监测，能够利用摄像头当中的红外拍摄技术手段，对其故障问题进行检测。在进行红外图像的识别过程中，是由于不同物体在不同状态当中的温度有着较为密切的联系。为此，在使用红外热像仪进行拍摄的过程中，可以得到对各类检测对象的红外图像信息，之后再对其图谱进行相应的比对和分析，进而实现现阶段的智能化变电站当中的电力设备的巡检作业。这样的工作开展方式，是建立在对整个变电站温度有效管理的基础之上所开展的，因此在也是能够有效的保障维持整个系统的安全稳定性关键所在。例如在变电站运行的过程中，一旦在断路器出现了接触不良的情况，就会直接导致在局部位置发生温度的上升，又或者由于在局部位置出现少油的情况，使得发生了升温的故障，这样的故障分析当中，均可以使用计算机视觉技术，来对温度异常的位置进行精准的定位，之后在将其图谱拍摄下来对比正常情况下的数据信息，一旦当下的红外图像超出了规定的阈值，就表明在该位置发生了故障问题，之后在通知相关技术人员，进行故障的全面信息判定。

结束语

提出一种基于无线测温技术的变电设备温度智能远程监控系统的实施方案.设计低功耗智能无线测温终端,基于GPS设计双LoRa传输机制,解决了传统设计方案无法同时兼顾监听和组网功能的问题.结合MySQL与B/S服务架构的交互,最终完成温度信息的采集与控制.实际现场运行测试结果表明,系统具有良好的实时性、稳定性、低功耗等,实现对电力场所无间断、全覆盖、全数字自动化的实时记录、分析.

参考文献

[1]卫成杰,纪明,吴佳懿.输变电技术在智能电网中的应用[J].通信电源技术,2019,36(12):133-134.

[2]王丁,曹腾飞.大数据分析在智能变电站状态监测系统中的应用研究[J].电设备管理,2019(12):27-28.

[3]陈翠萍,王植,刘珂,陈江添.变电设备状态监测智能系统应用分析[J].自动化用,2019(12):78-79.

[4]黄金魁.智能化移动设备应用在变电运检作业中的技术研究[J].新型工业化,2019,9(12):40-44.

[5]李光碧.智能变电站设备状态检修及运行对策[J].时代农机,2019,46(11):46-47+49.