（云南电网有限责任公司昆明供电局 云南昆明 650000）
摘要：随着我国经济的不断发展，用电需求变得越来多大，再加上各种供电设备的逐渐老化，变电设备接头温度过高引起的事故时有发生，如今大家不得不重视对变电站设备的温度测量和控制。但对变电站的发热事件进行实时监测、预警还是电力系统研究的难点，传统的测温技术是人工手持测温设备进行逐点测温，利用这种模式经常会出现遗漏，不能够保证监测的全面性，使用无线自动测温技术可以在一定程度上解决了这一问题，并且还具备安装维护方便、成本费用低、防破坏等方面的优点，值得广泛的应用。
关键词：变电站；无线自动测温；控制系统；研究
测量电力设备导体载流量幅度的变化最直接的方法就是测量导体自身的温度变化，如果一旦掌握了电力设备稳态时的导体温度，想要确定导体载流量的变化就很容易。现在针对电力设备运行温度的检测技术应用最广的就是分布式光纤测温技术，这种技术继承了传统技术的优点，同时还能够及时发现局部过热的点位，更加利于故障的排查处理工作。不过分布式光纤温度测量系统存在工程复杂、投资大、布线困难等方面的问题，相应的无线自动测温系统正好弥补了这些问题。
一、传统的设备运行温度监测技术
（一）点式温度传感技术
点式温度传感技术就是应用特定的专用电缆，把从温度传感器那里得到的温度数据，传输到计算机终端并且进行数据分析处理的一种技术。
（二）以热效应为基础开发的电力电缆在线检测技术
这种检测技术是以热效应原理作为理论基础的，根据有关的热效应公式，利用红外测温仪测定的电缆的表皮温度，推算出电缆内部导体的温度的一种方法。
（三）新型线式温度传感技术
这种测温传感技术的工作原理是当被测电缆的温度超过预先设置的最高温度时，感温电缆就会发生短路，向控制它的主机发出预警信号，达到电缆温度监测的目的。
（四）光纤传感技术
光纤传感技术是新型的温度测量技术，它比传统的测温技术更加的方便适用，已经被大规模的应用到电力电缆线路温度测量中。现阶段中光纤的主要制作材料是氧化硅，主要的构成成分是石英玻璃[1]。在光纤传感技术中，最具有代表性的便是分布式光纤温度检测技术，这种技术所依据的基本原理是后向拉曼散射效应。
二、无线自动测温核心技术概述
在对高压变电站无线自动测温系统进行设计时，一个相比较于传统在线测温技术非常大的创新点就是耗能低，其中包括的技术主要有属于无线射频领域的电源管理技术，无线通信网络技术，另外为了保证无线自动测温系统能够稳定高效的运行，本文还就系统的电磁兼容性进行了相应的分析研究，核心技术如下所述：
（一）电源管理技术
传感器的节点是一种微型嵌入式的设备，这种设备的特性要求它一定要功耗小、价格低廉不过对应的这也就会限制处理器的处理能力，一定要保证发送、接收模板要长期处在休眠的状态下，这也是进行测温节点设计的挑战所在。传感器节点操作系统在设计过程中充分利用了动态能量管理模块以及动态电压调节模块，这两个模块能够充分利用节点的各种资源，本文正是基于上述两个模块进行了相应的开发，保证不需要工作的模块能够处在休眠或者关闭状态。为了保证无线测温节点拥有更小的体积，安全起来更加的方便快捷，本文采用了可以进行编程操作的电源管理芯片技术，能够在更小的芯片体积上集成更多的功能。
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（二）时分多址无线通信技术
在进行无线数据传输时采用最多的技术便是跳频技术，它属于无线扩频技术。它的具体实现方法是载频信号按照一定的顺序和速度在多个频点之间进行跳动和传送，接收端则以相同的速度和顺序就传输的信息进行接收，从而实现解调，在信息传输之前预先设定的跳变频率就是PN码，在它的控制之下，接发就可以按照预先设定的频率在不同的频点上实现通信。
（三）电磁兼容技术
电磁兼容是研究电磁环境的一门学科，所谓的电磁兼容性其实就是指系统能够在它所处的电磁环境中正常工作，并且不会对环境中其它事物产生影响的能力。电磁兼容的研究范围非常广泛，如今它已经深入到各个学科中，不过在不同的学科研究中电磁兼容的侧重点有所不同，在对通信方面的问题进行研究时主要涉及到高频骚扰的问题，而对高压电力系统进行研究则侧重的是低频方面的问题。
三、无线自动测温的网络实现
把控制室作为主控点，安装在变电站站区内的无线测温装置作为分布式的节点，把主控制室的测温装置划分为连续的时间片，保证能够实时对所控制节点发出信号[2]，各个节点在接受到相应的信号之后，才发送温度数据。测温装置的测温时间间隔可以设置为半个小时，当测得温度值之后，利用无线发射模板将温度数据发送到主控室，如果所测得的温度高于设定的标准温度值则报警，否则把温度存入数据库即可。
（一）信号格式
信息数据在传输过程中可能会由于各种原因导致传输不能够顺利完成，甚至是出现传输和接受的数据存在错误等情况。为了能够确保传输数据的正确性，最常用的一种方法就是利用校验码。为了确保温度数据在无线传输过程的安全稳定性，本文对温度数据进行了专门的处理，设置专门的格式，主控点发送的信号设置为3个字节，可以把第一个字节的识别为设置为0x55，第二个字节表示为节点号数，最后一个字节为前两个字节的数字和，其中的第一、三个的字节作为校验使用，当接受到数据之后，先对校验位进行识别，数据无误直接通过，如果存在偏差，则认为数据无效。
（二）串口通信
本文的串口通信利用的是多线程类，当程序启动时，自动创建度线程，待串口启动之后启动这一线程，进行串口数据读取。当通信设备刚开始使用之前往往还需要对串口进行一些初始化方面的操作，设置好相关的参数，另外还需要保证的是在进行串口属性设置时缓冲区都要利用DCB结构。除了在DCB结构之外，往往还需要设置I/0类型的缓冲区的大小，如果通信传输速率过高，可是适当增加缓冲区的大小。
四、无线自动测温控制系统的电磁兼容性
当各种类型的电气设备处在同一电力系统的时候，它们之间就会通过电或者磁进行密切的联系，之间存在相互影响作用。一般某个电气设备出现故障，或者转变运行方式的时候，就会产生电磁震荡，对周围的电气设备产生一定的干扰，影响这些电气设备的正常运行，甚至使得其余设备遭到破坏。现阶段对变电站电磁兼容性问题的研究主要集中在干扰源、干扰渠道以及设备抗干扰能力这三个方面，不过对应安装在变电站内的测温设备的电磁兼容性问题，至今仍然缺乏相应的研究。考虑到电气设备在运行过程中会对电力系统产生一定的影响，功率越大产生的影响也就越大，所以一般会选择功率比较小的无线通信模块，这样就能够把影响降到最低[3]。当然变电站内设备也会对无线自动测温装置产生一定的电磁干扰。为了减少无线自动测温控制系统和变电站之间电磁干扰就需要采用一定的防干扰措施，现在最常用的就是根据电磁波的频率选用理想的屏蔽体，另外还要注意元器件的放置以及布线的相应原则。
结语：
及时准确地发现高压变电站设备导体接头存在的温度方面问题，对于防止变电站发生事故，减少经济损失，保障人身安全具有非常重要的意义。检测技术的不断发展和应用有利于电力设备的保护工作，领先的在线检测技术可以提供更加准确的检测数据，满足电力设备的实时监测要求。为了更好的对电力设备进行温度监测，技术人员应积极开发在线检测温度的软件和硬件，达到准确测量电气设备温度的要求。
参考文献：
[1]杨红光.基于物联网的无线测温系统设计[D].山东大学，2013.
[2]温琪.高压开关柜无线测温系统的研究[D].浙江大学，2014.
[3]宋时光.基于物联网技术的变电站温度采集通信模块的研究[D].大连交通大学，2013.
论文作者:李勇,李辉
论文发表刊物:《电力设备》2015年第10期供稿
论文发表时间:2016/4/20
标签：测温论文; 温度论文; 技术论文; 变电站论文; 数据论文; 节点论文; 设备论文; 《电力设备》2015年第10期供稿论文;