淺談電力無源測溫技術在電力泛在物聯網中的應用

摘要：近年來我國的電力技術得到了快速發展，電力生產的效率也有了明顯的提高，大量的電力新技術應用在我國的電力系統中。泛在電力物聯網建設是國網公司重點推進的工作，其中電力無源測溫技術可以用于測量電力設備的溫度，為泛在電力物聯網建設提高數據支撐，本文詳細分析了電力無源測溫技術在電力物聯網中的應用。

關鍵詞：電力 無源測溫 電力物聯網

 

0引言

      泛在電力物聯網建設不僅需要采用到大量的信息通信技術，還需要借助計算機技術對采集到的數據信息進行分析處理，為電網運行提供支持決策。其中電力無源測溫技術在對電氣設備的測溫方面具有重要的應用。電力系統每個線路節點均有溫升隱患，運行期間在節點高電壓、強磁場的背景下，對監測設備的可靠性提出了很高要求。同時，電力系統待測溫節點眾多，分布在廣闊的地理空間，實施定期巡檢成本高昂且工作效果難以保證。采用新型的電力無源測溫技術可以克服傳輸測溫方法的不足之處，本文對電力無源測溫技術及其在電力物聯網中的應用進行了較為詳細的分析。

 

1電力無源測溫技術

      對于電力無源測溫技術，現有測溫技術以紅外測溫、光纖測溫為主，紅外測溫設備體積大，成本高無法實現實時監測，效果有限；光纖測溫部署繁瑣，后期維護復雜，系統靈活性差，難以大面積實施。利用無線無源UHFRFID溫度傳感器構建測溫系統平臺，可以用于電力設備測溫，為泛在電力物聯網建設提供技術支撐[1]。其中RFID傳感芯片是利用超高頻無線電波能量收集（EnergyHarvesting）技術，收集840MHz-960MHz的RF電磁波能量作為芯片電源。芯片內置512比特可擦寫非易失性數據儲存單元供存儲用戶信息等數據。電力無源測溫技術需要借助先進的傳感技術，傳感器技術是數據采集的入口，是萬物互聯的基礎，我國近些年在智能高可靠性傳感器領域取得了了突飛猛進的成果，可以用在電力無源測溫技術中。在電力無源無線測溫技術中，無源指的是收集環境能量工作，具有超低功耗的優點。無線指的是采用無線數據傳輸技術，可帶物體識別。所采用到的傳感器也具有寬量程、高精度、抗干擾的特點，可在高集成度、低成本、匹配物聯網環境下實現海量實時數據采集。

 

2電力無源測溫技術與電力物聯網的關聯

      構建泛在電力物聯網，可以實現電力系統各環節萬物互聯、人機交互，狀態感知、信息高效處理、應用便捷靈活是泛在電力物聯網的主要特征。國網規定到2021年，國家電網擬初步建成泛在電力物聯網。隨著泛在電力物聯網投資速度加速推進，其涉及的終端信息收集器（傳感器、RFID等）、邊緣計算、通信網、云平臺、人工智能等相關產業鏈將持續收益。電力無源測溫技術與電力物聯網之間具有較強的關聯，可為泛在電力物聯網建設提供廣泛準確的數據來源，物聯網技術打通了傳統行業的信息孤島，為廣大用戶提供了質優價廉的服務，使萬物互聯成為了可能。電力無源測溫技術以無源無線傳感加識別芯片設計為核心技術，具有采集穩定、數據可靠的優點。RFID在電力行業有廣泛的應用，如可用于開關柜母排測溫、環網柜堵頭測溫、動觸頭測溫等不同的應用場合中。

 

3電力無源測溫技術在電力物聯網中的應用

      泛在電力物聯網可以實現多種不同的能源業務互聯，但需要提供強大的數據支撐，其中電力無源測溫技術在泛在電力物聯網的基礎實時傳感數據采集中能夠發揮重要的作用，準確提高所測量的電氣設備的運行溫度數據。電氣設備需要在合理的溫度范圍內，才能保持正常運行。采用這種測溫方法的核心優勢主要有以下幾點：一是聲表測溫是模擬量，數值易受環境干擾，比如電磁波，機械振動，以及一定時間現場嚴酷環境運行后晶體自身物理參數發生偏移等。RFID測溫傳感器溫度量是數字量且本身自帶校驗功能。二是聲表測溫傳感器與閱讀器之間是簡單的模擬通訊，抗干擾性差，同頻信號源，機械振動等均可能產生干擾，收到錯誤信號無法區分；RFID測溫傳感器可以跳頻工作，避免同頻持續干擾，即使確實收到干擾，通過校驗位判定數值無效予以丟棄。以上導致聲表有缺少數字ID,定期維護，抗干擾性差，安裝調試困難等等問題。三是CT式取電測溫產品需由多顆芯片和器件集成，且有取電環，體積笨拙，可靠性也較差。RFID測溫傳感器產品全部電路在一顆芯片，小巧靈活，可靠性高。

 

4安科瑞Acrel-2000T無線測溫監控系統及在線測溫產品介紹

4.1系統介紹

      Acrel-2000T無線測溫監控系統，是我司根據電力設備安全性的要求，總結國內外的研究和生產的先進經驗，專門研制出的新一代無線測溫監控系統。本系統具有超溫告警等功能，可以幫助值班人員盡早發現問題，消除隱患，確保電力系統的安全運行。為電力設備的安全、經濟、可靠運行提供了全新的解決方案。

4.2結構圖

4.3主要功能

      數據采集與處理（模擬量、開關量、電度、SOE、定值）

      控制操作（斷路器、隔離開關、分接頭、復歸）

      報警及處理功能（設備狀態異?；蚬收稀y量值越限，聲音、顏色、閃爍）

      事件順序記錄SOE（分合閘記錄、保護及自動裝置的動作順序記錄）

      遠動功能（為調度中心提供相關運行數據和設備狀態）

      時鐘同步（北斗GPS納秒級，滿足間隔層子系統標準時鐘誤差不大于1ms）

      人機聯系與運行管理（控制、查看、數據庫定義修改、報警確認、二次開發、事故記錄檢索、在線設備管理）

      與其他設備接口（微機保護、電力儀表、直流屏、故障錄波儀、模擬屏、調度）

 

4.4軟件功能

 

 

 

4.5測溫產品介紹

      溫度傳感器

      a.電池供電型無線溫度傳感器

      安裝于發熱部位，采集溫度量并通過無線方式傳輸的傳感器。

      目前安科瑞無線溫度傳感器：

b.CT感應取電無線溫度傳感器

      安裝于斷路器觸頭、母排、電纜搭接點等大電流處，采集溫度量并通過無線方式傳輸的傳感器。

      目前無線溫度傳感器：

 

      接收/顯示單元

      a.接收單元

 

      b.顯示單元

 

 

5結論

隨著國網公司泛在電力物聯網建設的推進，未來電力無源測溫技術的應用規模也將得到進一步的擴大，在實際的應用中，可以根據實際的需求和應用效果，對電力無源測溫技術進行進一步的技術改進，提高電力無源測溫技術的應用效果，更好地支撐泛在電力物聯網的建設。

 

參考文獻

[1]傅質馨.泛在電力物聯網關鍵技術探討[J].電力建設，2019,40(05):5-16.

[2]邱海峰.尉耀穩.陳杰.周國華，電力無源測溫技術在電力物聯網中的應用.

[3]安科瑞用戶變電站綜合自動化與運維解決方案.2020.05月版.

[4]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06月版.