干式空心电抗器加装无线在线测温装置
  摘要：干式空心电抗器外绝缘采用的是环氧树脂固化成型工艺，在运行过程中容易发生局部放电导致绝缘材料过热，从而致使电抗器故障影响电网电能质量。对电抗器常用的测温方式为人工现场红外测温，但因电抗器属于高电压交变强磁场的电力装置，正常工作时，为了安全，人不能靠近，所以人工测量只能测量运行电抗器的表面温度。本文介绍了一种安装于干式空心电抗器的无线在线测温装置，该装置可免除人工现场测温的需求，也能有效的测量出干式空心电抗器的运行温度。
关键词：干式空心电抗器；发热；无线；测温
Dry hollow reactor installation of wireless online temperature measurement devices
Huang Xianwu，Huang Qiuda
（Dongguan Power Supply Bureau，Dongguan，Guangdong，523000）
Abstract：Dry hollow reactor outer insulation uses the epoxy resin curing process，and it is likely to discharge partially，which will cause the insulating material to overheat and then the reactor failure affecting power quality of the reactor.The commonly used temperature measurement mode of reactor is manual infrared temperature measurement field work，but t
he reactors pertain to the high-voltage electrical installations alternating magnetic field.Thus reactors are without reach when function normally，so manual measurement can only measure the surface temperature of the reactor.This article describes the wireless temperature measurement apparatus installed in a dry hollow reactor.The apparatus can dispense the needs of manual temperature measurement field work，and also can measure the dry hollow reactor operating temperature.
Keywords：Dry hollow reactor；heat；wireless；temperature measurement
        0  引言
        干式空心电抗器具有线性特性好、参数稳定、防火性能好的特点，常被用在电力系统中来解决因电压等级高，电网装机容量大，而造成的系统短路电流增大、事故电压波动大、功率因数偏低、开关容量不够和谐波电流增大等故障。
        电抗器在研制生产中，由于线圈内部采用聚脂引拔棒作为轴向散热气道，且电抗器在温升计算时，考虑了热点的最高温度，并留有相当的裕度，因此，一般来说，电抗器在正常运行中具有较好的散热性能，从而保证了电抗器的长期安全运行。但是电抗器运行过程仍会产生局部温升过高、过热，最终导致电抗器的烧坏、报废。这不仅影响了电网的正常工作，且
每台电抗器价值数万至近百万元不等，给国家和企业造成较大的损失。所以对干式空心电抗器进行实时的温度在线监控就非常的重要。实行实时的温度在线监测可及时发现温度隐患而提前做出判断，为电抗器的维护和检修提供依据。
        采用传统的红外测温是周期性巡查测温，必须由人工测量，不能实现电抗器温度的实时监测；另外红外线测温必须直线测量，所以所测电抗器运行温度为外侧表面温度，因此使用一种多方位无线测温装置能解决人工测温所带来的不足，实现对电抗器的全方位实时在线测温功能。
        1  无线测温装置的优势
        传统使用的温度测量方式为：
        （1）人工周期性使用红外测温仪进行测量；
        （2）采用热电偶、热电阻、半导体温度传感器等温度传感元件实现温度监测；
        （3）采用光纤式温度测温仪进行温度监测
        而电抗器属于高电压交变强磁场的电力装置，当使用方式（1）进行测温时，测温人员不能接近电抗器进行测温作业，并且红外测温装置容易受到环境及周围电磁场的干扰，对测量结果存在一定的误差。最主要的是红外测温只能测量出电抗器外侧的温度，对电抗器内部
温度的测量无能为力。
        对于方式（2）中所提到的所使用的温度传感元件都需要经书导线传输信号，由于无法保证其具有稳定的绝缘性能，所以不能在干式空心电抗器上使用。
        至于方式（3）需采用光纤作为测温仪与传感器的连接通道，但由于光纤具有易折、易断、不耐高温的特点，在使用过程中极有可能会出现无法采集信号的缺点。
        无线测温装置的温度传感器安装在带电物体的上部并可对电抗器的内部进行温度测量，且其受周围环境影响程度及其微弱，测量数据准确。在数据传输方面，该装置采用无线传输，不需使用传统的金属或光纤作为传输通道，既不存在传输通道的绝缘和所受材质的限制。
        2  无线测温装置的结构及工作原理
        一套该无线测温装置是由18个无线测温传感器（ETC-BZ）、1台Yado-ETJ-N3传感器、1台Yado-EWS-R1传感器、后台监测电脑、若干控制箱及连接所需的电源线及通讯线。传感器将所测温度数据通过无线信号传给传感器，传感器接收数据并通过网线传给后台电脑进行数据分析并做出相应的反应。整个流程如图1所示。
 
        因电抗器运行数据量大，种类复杂，统计分析难度大。所以我们借助大数据分析理念，通过对现有温度监测数据采集方法的对比分析，采用标准红外点式无线测温传感器，构建基于统计学方法、贝叶斯网络法、决策树法等联合算法对其进行数据挖掘，设计传感器安装布置方法，在一个电抗器上安装18个温度传感器，安装位置如图2所示，可以对整个电抗器进行实时温度监测，当出现异常温度时可以根据18个传感器上的温度数据判断出现异常温度的位置。现场安装效果图如图3和图4所示。所选用的传感器外壳和支架全部采用强绝缘且耐高温材料（PA+GF）制作，内部电子器件都采用固封胶全面密封，传感器测温的接触方式为红外的非接触测温方式，确保了传感器的绝缘性能、耐高温性能和防水性能；测温数据通过低功耗电路无线发射，并内置微型电池供电，没有外部电源线和信号线，保证产品不受线路干扰信号的影响。采用通过卡扣式支架固定到电抗器上，同时用螺丝加固的方式安装无线传感器，消除了传感器因晃动造成松脱的危害，如图5所示，此传感器夹具和紧固螺丝均采用PTFE材料制成，满觉绝缘要求，并且发热不会对电抗器造成其他影响。
 
   
        图6 中继接收发射器安装  图7 接收装置正面打开图  图8 接收装置侧面闭合图
        Yado-ETJ-N3接收来自传感器采集温度传感器（ETC-BZ）采集发射模块的数据。并按照采集模块的地址和通道将数据进行存储。并通过中继Yado-EWS-R1无线串口将数据传输至后台电脑。
        将所采集到的现场温度数据进行分析，利用大数据分析理念，构建基于统计学方法、贝叶斯网络法、决策树法等联合算法对其进行数据挖掘，将所收集到的温度数据进行分析，根据设计温度数据实时接收数据库，开发干式电抗器温度实时监测系统；并采用数据挖掘与模式识别技术对现行试验及运行数据的搜集，广泛收集反映电抗器设备状态的信息参量，如绝缘电阻、负荷、温度等，汇总形成电抗器设备状态参数评估数据库，对其进行数据挖掘。分析在不同运行环境下，状态参量的发展趋势，实现电抗器故障识别与预警；
        3  结论
        本文介绍了一种加装于干式空心电抗器上的一种装置，将18个无线红外传感器按照推导设计理论安装于电抗器上，可有效监控电抗器的实时温度，并将温度数据传输给后台机，利用后台程序进行整理分析，实现电抗器故障识别与预警，完成电抗器合理检修和退运的任务。
参考文献：
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[2]王志勇.高压母线温度在线测量装置[J].电力系统自动化：2005，1.
[3]陈莉杰，黄庶，刘环鹏，许言.无线通讯的测温传感系统[J].东北电力学院学报，2005，1.
职创项目：干式空心电抗器加装无线测温装置，项目编号：-0319********。

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