高壓小車開關(guān)柜中無線測溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

在高壓開關(guān)柜使用過程中，母線連接點(diǎn)和柜內(nèi)的接觸點(diǎn)、動靜觸頭電路產(chǎn)生的發(fā)熱量過大，很容易出現(xiàn)火災(zāi)事故和停電事故。所以，做好高壓開關(guān)柜中溫度的監(jiān)測工作至關(guān)重要。由于高壓設(shè)備中存在裸露電壓，使用常規(guī)的溫度監(jiān)測方法并不能將高壓絕緣問題解決，而開關(guān)柜無線測溫系統(tǒng)使用無線傳輸信息，無須進(jìn)行布線和使用高壓設(shè)備等，也不需要采取相應(yīng)的絕緣措施，可以有效解決高壓設(shè)備溫度監(jiān)測問題。

1、無線測溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要性

10KV高壓柜是電力系統(tǒng)中重要組成部分，安全運(yùn)行是用戶負(fù)荷的重要保證。高壓柜的特點(diǎn)是負(fù)荷電流較大、容易發(fā)熱，需要定期測溫。通常10kV高壓柜分為旋轉(zhuǎn)刀閘式和小車式兩種，小車式高壓柜由于觸頭完全密封，在柜外無法觀察測溫，因此巡視人員只能通過對柜壁測溫來間接推算內(nèi)部是否發(fā)熱，溫度的傳導(dǎo)損耗導(dǎo)致精度十分低，而且無法觀察細(xì)微的變化，不滿足安全運(yùn)行的要求。

2、高壓開關(guān)柜無線測溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理

2.1 系統(tǒng)的主要組成

無線測溫系統(tǒng)主要由無線溫度傳感器、無線溫度監(jiān)測器、監(jiān)控室上位機(jī)、通信系統(tǒng)構(gòu)成，其中，無線溫度傳感器用來收集各子無線溫度傳感器的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行處理和儲存，所有的無線傳感溫度監(jiān)測器都利用RS485總線和監(jiān)控室上位機(jī)進(jìn)行通信，從而組成分布式監(jiān)測系統(tǒng)。

2.2 無線溫度傳感器

無線測溫傳感器為感應(yīng)取電模式。感應(yīng)電源采用小CT磁飽和技術(shù)由一次電流感應(yīng)出電源，將其安裝在開關(guān)柜觸頭或電纜接頭上，當(dāng)通過電流保持在5A以上，感應(yīng)電源即可不間斷提供給傳感器穩(wěn)定的工作電壓，消除了電池供電需要停電更換的弊端，大大減少了維護(hù)工作量。

無線溫度傳感器由于體積比較小，適合用來測量開關(guān)柜中的溫度熱接點(diǎn)，可以對開關(guān)柜中引出電纜接頭、觸頭、母線連接點(diǎn)的運(yùn)行溫度進(jìn)行測量。

2.3 無線溫度監(jiān)測器

無線溫度監(jiān)測器主要用來對溫度傳感器的數(shù)據(jù)收集、儲存、處理、報(bào)警信號輸出等，并將信號轉(zhuǎn)換成電信號,經(jīng)內(nèi)部電路處理，通過彩色液晶顯示屏顯示當(dāng)前所測溫度。同時(shí)上傳到監(jiān)控主機(jī)，使運(yùn)行人員能夠?qū)囟冗M(jìn)行實(shí)時(shí)在線準(zhǔn)確地巡檢，對高壓電氣設(shè)備接點(diǎn)溫度狀態(tài)能夠及時(shí)地掌握。

2.4 抗電磁干擾

在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，無線測溫傳感器布置在母排接近開關(guān)觸頭和接頭表面的觸臂上，一旦有大電流從觸臂和母排流過，會產(chǎn)生比較大的電磁場，進(jìn)而影響傳感器的正常運(yùn)行。為保證無線傳感器的正常運(yùn)行，需要采取一定的屏蔽措施。在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，除了要對天線外接外，還需要在屏蔽盒中布置電路，降低運(yùn)行過程中電磁輻射產(chǎn)生的影響。在導(dǎo)熱片上布置溫度傳感器，并將其他屏蔽盒中剩余的空間進(jìn)行灌膠，為了保證其具有良好的絕緣性，需要將無線測溫傳感器使用熱鎖管包裹好。

3、高壓小車開關(guān)柜無線測溫系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用

在開關(guān)柜無線測系統(tǒng)技術(shù)方案中，通過無線溫度傳感器的設(shè)置可以測量小車動觸頭的溫度，通過數(shù)據(jù)接收處理器可以接收溫度數(shù)據(jù)，并對當(dāng)前的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，保證測量的準(zhǔn)確性，避免了通過通信模塊連接的遠(yuǎn)程報(bào)警單元出現(xiàn)誤報(bào)；同時(shí)小車式開關(guān)柜上設(shè)置有顯示屏，可以實(shí)時(shí)顯示溫度數(shù)據(jù)，便于運(yùn)維人員查看顯示屏及時(shí)了解小車式開關(guān)柜內(nèi)的小車動觸頭發(fā)熱情況，保證小車式開關(guān)柜的安全運(yùn)行；同時(shí)遠(yuǎn)程報(bào)警單元連接有終端設(shè)備，終端設(shè)備可以是手機(jī)或其他設(shè)備，便于運(yùn)維人員通過終端設(shè)備及時(shí)掌握小車式開關(guān)柜的工作狀況。

在該技術(shù)方案中，通信模塊能夠?qū)?shù)據(jù)處理單元處理后的指令、溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程報(bào)警單元。無線溫度傳感器為綁扎式溫度傳感器，將綁扎式溫度傳感器套設(shè)于小車動觸頭套管上。綁扎式溫度傳感器可以根據(jù)小車觸頭套管的直徑大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，便于溫度傳感器安裝在不同規(guī)格的小車觸頭上。溫度傳感器采用絕緣性溫度傳感器。這樣設(shè)置可以使溫度傳感器盡可能靠近小車觸頭，得到更真實(shí)的溫度值，防止流經(jīng)小車觸頭的電流對溫度傳感器的影響，保證溫度測量的準(zhǔn)確性。

4、山東正瑞開關(guān)柜無線測溫監(jiān)測系統(tǒng)

4.1 簡介

開關(guān)柜無線測溫裝置適用于高低壓開關(guān)柜內(nèi)電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開關(guān)、高壓電纜中間頭、干式變壓器、低壓大電流等設(shè)備的溫度監(jiān)測，防止在運(yùn)行過程中因氧化、松動、灰塵等因素造成接點(diǎn)接觸 電阻過大而發(fā)熱成為安全隱患，提高設(shè)備安全保障，及時(shí)、持續(xù)、準(zhǔn)確反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，降低設(shè)備事故率。

ZRDCT-30開關(guān)柜無線測溫系統(tǒng)通過RS485總線或以太網(wǎng)與間隔層的設(shè)備直接進(jìn)行通訊，系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循國際標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU、Modbus-TCP等傳輸規(guī)約，安全性、可靠性和開放性都得到了提高。該系統(tǒng)具有遙控、事件報(bào)警、曲線、報(bào)表和用戶管理功能，可以監(jiān)控?zé)o線測溫系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)快速報(bào)警響應(yīng)，預(yù)防嚴(yán)重故障發(fā)生。

4.2 應(yīng)用場所

開關(guān)柜無線測溫系統(tǒng)適合在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、鋼廠、化工、水泥、數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院、機(jī)場、電廠、煤礦等廠礦企業(yè)、變配電所等電力設(shè)備的溫度監(jiān)測。

4.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

無線測溫監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

4.4 系統(tǒng)功能

山東正瑞ZRMSCADA無線測溫監(jiān)控軟件界面可根據(jù)用戶要求組態(tài)各種畫面。可以采集無線溫度監(jiān)測器數(shù)據(jù)，通過組態(tài)畫面實(shí)時(shí)顯示溫度，超限報(bào)警，能夠查詢溫度歷史數(shù)和曲線進(jìn)行分析，可通過手機(jī)APP查看數(shù)據(jù)和接收報(bào)警通知。同時(shí)能夠?qū)?shù)據(jù)上傳阿里云服務(wù)器，通過手機(jī)APP查看和報(bào)警。

具有ModbusRTU，ModbusTCP，CDT等多種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，可以增加其他非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議通信模塊。

（1）可以查看現(xiàn)場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；

（2）具有超溫，超限等報(bào)警功能；

（3）采用C/S結(jié)構(gòu)，可通過安裝客戶端軟件查看數(shù)據(jù)；

（4）存儲歷史數(shù)據(jù)，可查看歷史曲線，歷史報(bào)警記錄等。

（5）采集各個(gè)變電站終端的信息數(shù)據(jù)；

（6）顯示各電纜中間頭溫度，開關(guān)柜觸頭溫度，電容器溫度等；

（7）具有報(bào)警功能，探測器報(bào)警，溫度超限報(bào)警，通信中斷報(bào)警等；

溫度歷史曲線查詢；

（8）歷史報(bào)警事件查詢；

（9）權(quán)限管理，獲得權(quán)限可通過客戶端瀏覽數(shù)據(jù)。

（10）報(bào)警聯(lián)動，報(bào)警時(shí)彈出報(bào)警畫面，顯示報(bào)警位置。

（11）數(shù)據(jù)上阿里云服務(wù)器，通過手機(jī)APP查看和報(bào)警。

5、結(jié)語
總體來說，實(shí)現(xiàn)無線測溫技術(shù)在小車式高壓開關(guān)柜中的應(yīng)用，可以實(shí)時(shí)有效地掌握高壓開關(guān)柜的具體問題，以此來協(xié)助工作人員及時(shí)采取相應(yīng)的措施，通過顯示屏的設(shè)置可以在小車式開關(guān)柜上及時(shí)顯示溫度電流信息，便于運(yùn)維人員查看，及時(shí)了解小車式開關(guān)柜內(nèi)小車動觸頭的工作情況，保證了小車動觸頭的安全運(yùn)行。做好事故的防治工作，促進(jìn)高壓開關(guān)柜的可持續(xù)運(yùn)行。

審核編輯 黃宇