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1、引言
为了防止温度过高对电力系统运行设备产生损坏，本论文结合变电站的实际运行情况，设计出一种专门用于运行设备温度采集的系统，主要原理采用红外采集与数据的无线传输原理，并能够发出报警，从而防止了高温引起的电力事故，通过实际运行情况来看，该系统能够有效检测运行设备的实时温度，因此，本成果能够更好的保证电力设备的安全稳定运行。
随着电力网络的不断发展，系统电压以及电流随着增加，尤其是特高压系统的大力发展，对设备的运行要求更加严格。电力设备往往长时间工作在这种大电压、大电流下，因此，在电压电流的作用下导致运行设备发热，尤其是存在制作等缺陷的运行设备往往会在局部产生高温，从而进一步损毁运行设备，通过统计分析发现，在我国电力系统事故中，由于设备高温导致的故障占总故障的40%，因此，设备高温的在线监测得到了很大的发展，现阶段，设备温度检测技术已经非常成熟。通常情况下，这些高温设备不能实时采集，该工作往往是通过运行人员进行现场手动测量得到的，这样，降低了对设备的监测力度，增加了事故发生的概率。本论文结合高温对设备的主要影响，从而设计出一套经济适用的温度在线监测系统，能够实时的对运行设备的温度进行测量，并通过WiFi无线技术将数据上送到后台管理系统，随后后台管理系统进行数据的处理，以达到对运行设备温度测量的目的。
2、广域测温
所谓的广域测温是指通过红外采集体统将整个变电站内运行设备的的温度采集到后台的一个过程。为了减少成本，不必对每个设备的温度进行测量，可以将整个变电站划分为几个局域，对每个局域进行温度检测，当某个局域内的温度的最大值传输到后台，如果该区域内的设备温度过高，提醒后台处理机，从而提醒运行人员采取措施。
2.1测温原理
由于自然界的一切物体会对周围的空间产生电磁波，并且其辐射的能量与自身的温度有关，电力设备在运行中，内部通过较大的电流，由于电力设备的自身问题，会导致设备发热，从而对外产生辐射，其辐射的能量应该满足辐射定律：
E=σ*ε（T4-T04） 公式（1）
上式中：E：为辐射出射度，单位为w/m3；
σ：为斯蒂芬-玻尔兹曼常数，其值等于5.67*e-8/（m2*K4）；
ε：为物体的辐射率；
T：为物体的温度，单位为K；
T0 ：为物体周围环境的温度，单位为K。
从公式（1）中我们可以通过上式得到物体的温度，即物体温度的四次方等于辐射能量除以为斯蒂芬-玻尔兹曼常数和辐射率再加上参考温度的四次方，目前市面上有很多红外测温的工具，我们可以根据自己的要求选择不同的仪器，在该成果中，我们采用带有无线传输的红外测温系统，以方便我们将测得的数据能够无线传输到后台系统。由于红外测温系统不需要直接与运行设备接触，所以不用考虑绝缘问题，从而大大的增加了安全性，而且其测量范围较宽，能够有效保证变电站高温设备的温度精度。
2.1.1温度采集
通常情况下，红外测温装置能够将接收到的物体能量转化为电压信号，通过公式（一）我们可以看出电压信号与物体的温度成正比，然后通过数据采集系统将电压信号中的无效信号处理掉，然后将线性信号传输到中央处理器CPU，在处理器中将电压信号重新换算成温度值，在线性换算中需要自己建立合适的模型，为了制作方便，我们可以选用高度集成的采集模块，该模块能够直接将温度信号转化为数字信号与CPU通信，最后通过CPU进行处理后将温度的测量值在后台监控软件上显示出来。
2.1.2数据传输
在本成果的信息传输过程中我们采用了WIFI技术，该项技术能够将各个红外测温系统的数据以无线的形式进行传输，传输协议采用IEEE802.11标准，其传输原理是通过无线集线器、无线网桥天线和网卡实现无线传输的目的。将温度数据转换为微波信号，实现局域网的各种功能，现阶段WIFI技术非常成熟，并且传输距离也比较远，能够连接很多设备，能够有效解决连接设备少的问题。
2.1.3后台数据处理
后台的数据处理技术现阶段已经非常成熟，我们在后台专门设计一个变电站的模拟图（类似变电站主接线图），将测温系统的各个模块在图中标示出来，并且将每个设备的温度也显示出来，再为数据设置一定的标准值，当实际测量温度大于设定值时，则后台机报警，提醒运行人员进行处理。
2.2设计以及实现技术
2.2.1系统构成
本成果设立理念为低功耗、结构小，红外传感器将测得的温度信息通过处理后输入数字滤波器MSP430单片机，滤去信号中的非线性信号，然后通过AD转换器将温度处理显示，数据传输采用wifi无线传输，采用232协议实现串行通信，通过上位机对一次设备进行检测、发出告警信息。
2.2.2温度采集模块的实现
在本成果中我们采用的红外测温传感器为MLX90614，传感器的输出值为4-20mA，能够有效的进行测量，得到较为准确的数值，再进过AD0809数模转换模块的转换后，该模块能够直接与CPU进行通信，其通信标准符合相关要求，免去了我们进行对温度信号进行模拟转换的过程，该模块高度集中并且价格低廉，能够广泛的使用在变电站中，并且采用软件滤波的原理，有效减少了共模干扰。该技术已经在各个领域得到应用，具体采集的设计过程如图1。
图1 温度采集软件模拟图
2.2.3数据传输接口的实现
在该成果的数据接口部分设计时，我们采用PTR2000超小型无线传输模块，该模块内部芯片nRF401负责数据的收发，能够同时实现数据的收发功能，其工作频率为433MHZ，稳定性较好，能够直接与单片机通信，无需设置通信速率，该模块广泛的应用于温度采集的数据传输，我们只需要在单片机中添加该模块的驱动程序即可工作，而且，该模块的传输距离在200米左右，完全满足变电站的使用要求。
2.2.4上位机控制平台的实现
当后台的CPU处理机接收到PTR2000发送的数据后，将所有的数据统一保存到数据库，然后由监控软件从数据库中提取数据，然后显示在每个电力设备上，同时，设置报警输出接口，当设备传输的数据大于设备正常运行的运行值时，发出报警信号。监控画面的设计应该按照变电站的一次主接线图，将所有的一次设备表示出来。因此后台机必须具备的的基本功能有：
（1）强大的数据储存功能。
（2）高速的数据运算功能。
（3）实时报警功能。
2.2.5应用效果
本成果能够全面的监控变电站内所有电力设备的温度，能够准确的将各个设备的温度采集到后台，尤其是对主变套管出线温度的测量，及时提醒主变负荷情况，大大的降低了主变事故的发生，通过实际的运行结果来看，本成果能够达到预期效果，提高电力设备监控能力的同时还提高了电设备的安全稳定运行，能够在变电站中全面的推广，同时也为电力设备在线监测提供新的技术支持，与此同时，该成果制作成本较低，在价格方面具有一定的优势。
3、总结
通过实际的运行结果，我们可以得出以下几个结论：
（1）具有较好的准确性。基于WIFI技术的温度监测与预警系统能够准确地报告所有被测高压设备易发热部件的温度。
（2）提高设备运行的安全性。能够有效的消除传统温度巡视的死角问题，及时消除设备存在的重大隐患，很大程度上降低电力设备发生事故的概率。
（3）经济适用。本成果采用的技术已经相当成熟，选用的电子产品价格低廉，因此，能够降低经济损失，电网运行的可靠性。
（作者单位：国网陕西省电力公司汉中供电公司）
为了防止温度过高对电力系统运行设备产生损坏，本论文结合变电站的实际运行情况，设计出一种专门用于运行设备温度采集的系统，主要原理采用红外采集与数据的无线传输原理，并能够发出报警，从而防止了高温引起的电力事故，通过实际运行情况来看，该系统能够有效检测运行设备的实时温度，因此，本成果能够更好的保证电力设备的安全稳定运行。
随着电力网络的不断发展，系统电压以及电流随着增加，尤其是特高压系统的大力发展，对设备的运行要求更加严格。电力设备往往长时间工作在这种大电压、大电流下，因此，在电压电流的作用下导致运行设备发热，尤其是存在制作等缺陷的运行设备往往会在局部产生高温，从而进一步损毁运行设备，通过统计分析发现，在我国电力系统事故中，由于设备高温导致的故障占总故障的40%，因此，设备高温的在线监测得到了很大的发展，现阶段，设备温度检测技术已经非常成熟。通常情况下，这些高温设备不能实时采集，该工作往往是通过运行人员进行现场手动测量得到的，这样，降低了对设备的监测力度，增加了事故发生的概率。本论文结合高温对设备的主要影响，从而设计出一套经济适用的温度在线监测系统，能够实时的对运行设备的温度进行测量，并通过WiFi无线技术将数据上送到后台管理系统，随后后台管理系统进行数据的处理，以达到对运行设备温度测量的目的。
2、广域测温
所谓的广域测温是指通过红外采集体统将整个变电站内运行设备的的温度采集到后台的一个过程。为了减少成本，不必对每个设备的温度进行测量，可以将整个变电站划分为几个局域，对每个局域进行温度检测，当某个局域内的温度的最大值传输到后台，如果该区域内的设备温度过高，提醒后台处理机，从而提醒运行人员采取措施。
2.1测温原理
由于自然界的一切物体会对周围的空间产生电磁波，并且其辐射的能量与自身的温度有关，电力设备在运行中，内部通过较大的电流，由于电力设备的自身问题，会导致设备发热，从而对外产生辐射，其辐射的能量应该满足辐射定律：
E=σ*ε（T4-T04） 公式（1）
上式中：E：为辐射出射度，单位为w/m3；
σ：为斯蒂芬-玻尔兹曼常数，其值等于5.67*e-8/（m2*K4）；
ε：为物体的辐射率；
T：为物体的温度，单位为K；
T0 ：为物体周围环境的温度，单位为K。
从公式（1）中我们可以通过上式得到物体的温度，即物体温度的四次方等于辐射能量除以为斯蒂芬-玻尔兹曼常数和辐射率再加上参考温度的四次方，目前市面上有很多红外测温的工具，我们可以根据自己的要求选择不同的仪器，在该成果中，我们采用带有无线传输的红外测温系统，以方便我们将测得的数据能够无线传输到后台系统。由于红外测温系统不需要直接与运行设备接触，所以不用考虑绝缘问题，从而大大的增加了安全性，而且其测量范围较宽，能够有效保证变电站高温设备的温度精度。
2.1.1温度采集
通常情况下，红外测温装置能够将接收到的物体能量转化为电压信号，通过公式（一）我们可以看出电压信号与物体的温度成正比，然后通过数据采集系统将电压信号中的无效信号处理掉，然后将线性信号传输到中央处理器CPU，在处理器中将电压信号重新换算成温度值，在线性换算中需要自己建立合适的模型，为了制作方便，我们可以选用高度集成的采集模块，该模块能够直接将温度信号转化为数字信号与CPU通信，最后通过CPU进行处理后将温度的测量值在后台监控软件上显示出来。
2.1.2数据传输
在本成果的信息传输过程中我们采用了WIFI技术，该项技术能够将各个红外测温系统的数据以无线的形式进行传输，传输协议采用IEEE802.11标准，其传输原理是通过无线集线器、无线网桥天线和网卡实现无线传输的目的。将温度数据转换为微波信号，实现局域网的各种功能，现阶段WIFI技术非常成熟，并且传输距离也比较远，能够连接很多设备，能够有效解决连接设备少的问题。
2.1.3后台数据处理
后台的数据处理技术现阶段已经非常成熟，我们在后台专门设计一个变电站的模拟图（类似变电站主接线图），将测温系统的各个模块在图中标示出来，并且将每个设备的温度也显示出来，再为数据设置一定的标准值，当实际测量温度大于设定值时，则后台机报警，提醒运行人员进行处理。
2.2设计以及实现技术
2.2.1系统构成
本成果设立理念为低功耗、结构小，红外传感器将测得的温度信息通过处理后输入数字滤波器MSP430单片机，滤去信号中的非线性信号，然后通过AD转换器将温度处理显示，数据传输采用wifi无线传输，采用232协议实现串行通信，通过上位机对一次设备进行检测、发出告警信息。
2.2.2温度采集模块的实现
在本成果中我们采用的红外测温传感器为MLX90614，传感器的输出值为4-20mA，能够有效的进行测量，得到较为准确的数值，再进过AD0809数模转换模块的转换后，该模块能够直接与CPU进行通信，其通信标准符合相关要求，免去了我们进行对温度信号进行模拟转换的过程，该模块高度集中并且价格低廉，能够广泛的使用在变电站中，并且采用软件滤波的原理，有效减少了共模干扰。该技术已经在各个领域得到应用，具体采集的设计过程如图1。
图1 温度采集软件模拟图
2.2.3数据传输接口的实现
在该成果的数据接口部分设计时，我们采用PTR2000超小型无线传输模块，该模块内部芯片nRF401负责数据的收发，能够同时实现数据的收发功能，其工作频率为433MHZ，稳定性较好，能够直接与单片机通信，无需设置通信速率，该模块广泛的应用于温度采集的数据传输，我们只需要在单片机中添加该模块的驱动程序即可工作，而且，该模块的传输距离在200米左右，完全满足变电站的使用要求。
2.2.4上位机控制平台的实现
当后台的CPU处理机接收到PTR2000发送的数据后，将所有的数据统一保存到数据库，然后由监控软件从数据库中提取数据，然后显示在每个电力设备上，同时，设置报警输出接口，当设备传输的数据大于设备正常运行的运行值时，发出报警信号。监控画面的设计应该按照变电站的一次主接线图，将所有的一次设备表示出来。因此后台机必须具备的的基本功能有：
（1）强大的数据储存功能。
（2）高速的数据运算功能。
（3）实时报警功能。
2.2.5应用效果
本成果能够全面的监控变电站内所有电力设备的温度，能够准确的将各个设备的温度采集到后台，尤其是对主变套管出线温度的测量，及时提醒主变负荷情况，大大的降低了主变事故的发生，通过实际的运行结果来看，本成果能够达到预期效果，提高电力设备监控能力的同时还提高了电设备的安全稳定运行，能够在变电站中全面的推广，同时也为电力设备在线监测提供新的技术支持，与此同时，该成果制作成本较低，在价格方面具有一定的优势。
3、总结
通过实际的运行结果，我们可以得出以下几个结论：
（1）具有较好的准确性。基于WIFI技术的温度监测与预警系统能够准确地报告所有被测高压设备易发热部件的温度。
（2）提高设备运行的安全性。能够有效的消除传统温度巡视的死角问题，及时消除设备存在的重大隐患，很大程度上降低电力设备发生事故的概率。
（3）经济适用。本成果采用的技术已经相当成熟，选用的电子产品价格低廉，因此，能够降低经济损失，电网运行的可靠性。
（作者单位：国网陕西省电力公司汉中供电公司）