無線測溫傳感器在變壓器中的應(yīng)用

  隨著國家電力行業(yè)規(guī)模的快速發(fā)展，用電需求量也在持續(xù)上升，電力變壓器不斷在向大容量、高電壓方向發(fā)展。變壓器作為電力系統(tǒng)中的重要電力設(shè)備，運(yùn)行的安全可靠性將會對電網(wǎng)的供電質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。電力變壓器故障主要有熱性故障和電性故障，其中過熱故障占總故障臺數(shù)的63%左右。因此，實(shí)施對變壓器溫度在線監(jiān)測對保證變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

  從總體上看，可將當(dāng)前的測溫方式分為定期檢測和實(shí)時在線測溫兩種。其中，定期檢測的方式主要有紅外檢測儀方式和通過預(yù)防性試驗(yàn)的停電測溫方式兩種，這兩種方式均存在測溫工作量大、效率低、不能實(shí)時檢測溫度的問題。

從取電方式上看，可將在線測溫方式主要分為有源測溫和無源測溫兩種。其中：有源測溫方式有紅外攝像頭測溫方式，利用紅外成像原理進(jìn)行溫度的實(shí)時檢測，但成本非常高；無源測溫傳感器主要有鉑熱電阻溫度傳感器、光纖測溫傳感器、聲表面波測溫傳感器和感應(yīng)取電測溫傳感器等。

  針對這些問題，采用無源無線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)變壓器溫度在線監(jiān)測，可以及時發(fā)現(xiàn)變壓器溫度異常情況，防止變壓器事故的發(fā)生。

無源無線測溫裝置由溫度傳感器、信號調(diào)理及隔離模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、無線發(fā)射器、無線接收器以及能量管理電路、散熱器以及熱電發(fā)生器等模塊構(gòu)成。

  該裝置的熱電發(fā)生器各有一冷端和熱端，散熱器被設(shè)置在冷端的一側(cè)，并與該冷端直接進(jìn)行熱傳導(dǎo)，安裝部位位于熱端的一側(cè)，并與該熱端直接進(jìn)行熱傳導(dǎo)。在熱電發(fā)生器冷端和熱端溫度差達(dá)到一定程度后，熱電發(fā)生器將熱量轉(zhuǎn)化為電能，經(jīng)過后續(xù)電路的處理后給本裝置自身供電。

  能量管理電路主要由升壓電路、起動電路和穩(wěn)壓電路三部分組成。升壓電路負(fù)責(zé)將熱電發(fā)生器輸出的較低電壓升高，并存儲在電容或充電電池中；起動電路控制能量的輸出，當(dāng)儲能器件的電壓升至高電壓閥值時，起動電路控制打開后級電路，能量流向后級，供后續(xù)電路使用，當(dāng)儲能器件的電壓降至低電壓閥值時，起動電路控制關(guān)斷后級電路，儲能器件繼續(xù)儲能，周而復(fù)始地工作。

  數(shù)據(jù)處理模塊通過控制溫度傳感器定時采集測溫?cái)?shù)據(jù)，并通過信號調(diào)理及隔離模塊將模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，并提供給數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行處理，數(shù)據(jù)處理模塊將處理過的數(shù)據(jù)通過無線發(fā)射器發(fā)出，由溫度監(jiān)測系統(tǒng)中的另一模塊無線接收器接收，并上傳PC、App和大屏幕顯示。