1 背景
传统变电站测温主要依靠试温蜡片、红外点温计或红外成像仪等,存在巡检效率低、实时性差、准确度低等问题。我们采用基于ZigBee技术的变电站多点温度无线采集装置,通过在重点部位(比如主变压器高低压引线、重要负荷设备接点、电缆接线头、电压互感器等)安装温度采集终端,实现温度的在线监测,一方面可以及时发现缺陷,减少故障停电,另一方面可为持续推进变电设备状态化检修提供准确的科学依据。
2 ZigBee技术简介
ZigBee来源于蜜蜂的八字舞,蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息,也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。
ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的一种低功耗、低成本、短距离、高速率、自组织的双向无线通信技术,广泛应用于物联网产业链中的无线传感器网络,如工业控制、智能电网、智能交通、环境监测、智能家居等领域。
3 实施过程
基于ZigBee的变电站多点温度无线采集装置由3个部分组成:温度采集终端、ZigBee主节点和数据管理中心。温度采集终端直接安装在被测设备表面,负责采集监测点的温度数据,并发送给ZigBee主节点;ZigBee主节点负责收集温度采集终端发出的温度数据,并上传到数据管理中心;数据管理中心负责接收从各个ZigBee主节点上传的测温数据,并对数据进行保存、分析和管理等。
3.1温度采集终端
温度采集终端是最基本的单元,由DS18B20温度传感器、ZigBee节点、电池组成。在变电站需要采集温度的部位安装温度采集终端,依靠DS18B20温度传感器,采集设备的温度值,并通过无线ZigBe。网络将数据传输给ZigBee主节点。为延长温度采集终端待机时长,我们设定15 min唤醒上传一次数据,这样终端接点电池使用寿命可达2年以上。
3.2 ZigBee主节点
ZigBee主节点负责接收ZigBee终端接点上传上来的温度值,接收并存储传感器数据、管理所管辖的ZigBee子网、报警、传输数据给测温主机、设定和修改终端工作参数、工作状态指示、实现时钟和看门狗功能。
3.3数据管理中心
数据管理中心安装温度监测分析软件用以完成对整个温度监测系统的统一管理,可实现温度实时显示、历史数据记录和分析、报警状态记录等功能。软件可建立设备数据库,帮助运行人员监测和分析设备接点的过热情况,预测出故障发生的部位,从而保证设备的安全运行。
4 实施效果
以国网河北邯郸市峰峰矿区供电分公司一次35kV进线隔离开关发热为例,2015年7月29日迎来度夏期间第一个负荷高峰,值班监控员通过ZigBee采集装置,发现35 kV大社站进线351-1隔离开关W相温度达到了129℃,由于及时发现并采取措施,避免了一次大面积停电,确保了电网的稳定运行和负荷的可靠供应。
使用温度采集装置后,峰峰矿区供电分公司每年可减少电能量损失36万kWh,电网供电可靠性得到大幅提升。