電力在線測溫裝置及系統(tǒng)在智能車間的應(yīng)用

安科瑞 黃飛蓉 18860995251

摘要:高壓開關(guān)柜是電力傳輸系統(tǒng)的樞紐,起著通斷、控制或保護等作用,保障著系統(tǒng)安全運行。由于設(shè)備長期運行,高壓開關(guān)柜的連接點因溫度過高而釀成火災(zāi)的情況時有發(fā)生。這會造成經(jīng)濟損失甚至人員傷亡,因此,對高壓開關(guān)柜內(nèi)的設(shè)備進行溫度檢測變得尤為重要。本文根據(jù)高壓開關(guān)柜的特點，對各發(fā)熱節(jié)點進行實時溫度監(jiān)測和報警。

關(guān)鍵詞：高壓開關(guān)柜;智能操控;無線測溫;電力系統(tǒng)

0 概述

東岳化工創(chuàng)建于1987年，公司產(chǎn)品制冷劑、綠色環(huán)保制冷劑、無水氟化氫、聚四氟乙烯、氟化鹽及新材料規(guī)模、技術(shù)、市場占有率雄居亞洲?！皷|岳聯(lián)邦”為山東省商標(biāo)、中國高分子材料和新興環(huán)保制冷劑行業(yè)的品牌。

本項目高分子智能車間配電室共4臺10kV/0.4kV變壓器，變配電站內(nèi)無線測溫傳感器等設(shè)備采用lora無線組網(wǎng)接入變配電站內(nèi)的數(shù)據(jù)采集器，進而接入變電站值班室在線測溫主機。

1 需求分析

在線測溫系統(tǒng)需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中管理、分析處理。軟件功能要求如下：

1)電氣接點溫度測量及顯示，要求每面高壓柜需6點測溫;

2)無線傳輸：采用感應(yīng)取電方式，啟動電流≥5安，測溫范圍-50℃~125℃，傳感器和供電模塊一體，整體使用壽命不小于10年，測量精度為±1℃;

3)實時監(jiān)測：測溫模塊中的溫度傳感器將實時測得的溫度信息傳遞給接收模塊，接收模塊將此信息上傳至后臺系統(tǒng)，保證了數(shù)據(jù)的實時性。

2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

本技術(shù)規(guī)范書引用的國家和行業(yè)標(biāo)注如下：

ISO/IEC11801 《國際綜合布線標(biāo)準(zhǔn)》

GB/50198 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

GB50054-2011《低壓配電設(shè)計規(guī)范》

IEC 61587 《電子設(shè)備機械結(jié)構(gòu)系列》

DL/T448-2000 《電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程》

3 系統(tǒng)方案

系統(tǒng)主要實現(xiàn)對山東東岳高分子智能車間變配電進行在線溫度監(jiān)測,582只無線測溫傳感器ATE400接入本變電所內(nèi)數(shù)據(jù)采集器，通過網(wǎng)線上傳數(shù)據(jù)至變電所值班室主機，從而在監(jiān)控主機上實現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機的數(shù)據(jù)連通。如下圖所示：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層。

系統(tǒng)特點

1、 系統(tǒng)具有預(yù)置行程，利用智能方式運作，無需看管進行系統(tǒng)自檢

2、 發(fā)現(xiàn)目標(biāo)設(shè)備溫度異常自動預(yù)警，提示人員具體位置狀況信息，提供排除故障的效率

3、 對變電站區(qū)域場景的遠程電力紅外視頻監(jiān)控

4、 變電站內(nèi)變壓器、斷路器等重要運行設(shè)備的外觀狀態(tài)、工作狀態(tài)、溫度場分布情況的監(jiān)測

5、 變電站內(nèi)CT、PT、避雷器和瓷絕緣子等高壓設(shè)備的外觀狀態(tài)、工作狀態(tài)、溫度場分布情況的監(jiān)測

6、 變電站內(nèi)其它充油設(shè)備、易燃設(shè)備的外觀狀態(tài)、工作狀態(tài)、溫度場分布情況的監(jiān)測

7、 變電站內(nèi)外紅外視頻監(jiān)控有告警硬接點接至變電站綜合自動化系統(tǒng)或遠動設(shè)備，提供消防，預(yù)警的運動報警信息

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系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲圖

1)站控管理層

站控管理層針對在線測溫系統(tǒng)的管理人員，是人機交互的直接窗口。在主要指置于值班室的工控機、顯示器、UPS等。

2)網(wǎng)絡(luò)通訊層

通訊層主要是由數(shù)據(jù)采集器及總線網(wǎng)絡(luò)組成。數(shù)據(jù)采集器主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場智能儀表;總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，提高了配電系統(tǒng)的安全性，可靠性和穩(wěn)定性，達到了無人值守的目的。

3)現(xiàn)場設(shè)備層

現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端無線測溫傳感器通過lora無線傳輸，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入數(shù)據(jù)采集器，經(jīng)數(shù)據(jù)采集器到達監(jiān)控主機進行組網(wǎng)，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。

4 系統(tǒng)功能

功能特點

本系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡單方便;運行穩(wěn)定可靠;系統(tǒng)具有一次系統(tǒng)圖顯示，模擬圖顯示和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖顯示;系統(tǒng)提供了友好的人機交互界面，一切操作均可在界面上進行，而且具有遠程顯示功能。

登錄界面

安科瑞Acrel-2000在線測溫系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作(如配電回路名稱修改等)。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

主要功能：將用戶的級別分為操作工、班長、工程師、系統(tǒng)管理員四個等級，每個等級可以分別賦予不同的操作權(quán)限，包括進入運行、退出運行、遙控操作、報表管理、系統(tǒng)配置、用戶管理等。系統(tǒng)管理員為高等級用戶，上級用戶可添加、刪除下級別的用戶。

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配電監(jiān)測界面

安科瑞Acrel-2000在線測溫系統(tǒng)人機界面友好，能夠以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測各回路信號。

主要功能：能夠在配電一次圖中直觀顯示各測溫節(jié)點的溫度數(shù)據(jù)，及有關(guān)故障、告警等狀態(tài)信號

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配電監(jiān)測功能

運行報表

系統(tǒng)具有實時電力參數(shù)和歷史電力參數(shù)的存儲和管理功能，所有實時采集的數(shù)據(jù)、順序事件記錄等均可保存到數(shù)據(jù)庫，在查詢界面中能夠自定義需要查詢的參數(shù)、指定時間或選擇查詢近期更新的記錄數(shù)據(jù)等，并通過報表方式顯示出來。

主要功能：查詢各間隔各監(jiān)測節(jié)點的運行溫度統(tǒng)計日、月報表，并可進行平均溫度統(tǒng)計。

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運行報表功能

報警及事件

實時報警

系統(tǒng)具有高溫報警、超溫跳閘事故告警，當(dāng)出現(xiàn)事故或預(yù)警時，彈窗提醒，并發(fā)出聲音或閃光。

歷史事件查詢

系統(tǒng)能夠?qū)Ω邷馗婢?、超溫跳閘等事件進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。

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開關(guān)柜無線測溫裝置根據(jù)當(dāng)前用電負荷迅速增長的情況和電力工業(yè)技術(shù)發(fā)展的要求，高壓開關(guān)正在向自診斷、智能化的方向發(fā)展，從定期檢修轉(zhuǎn)向狀態(tài)檢修。本系列產(chǎn)品采用無線電射頻通訊技術(shù)，實現(xiàn)了高壓開關(guān)斷路器或母線連接點的溫升在線監(jiān)測，滿足了狀態(tài)檢修的要求。本裝置集無線溫度測量、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)分析和控制功能于一體，可實現(xiàn)對電氣節(jié)點溫度的實時監(jiān)控，通過后臺數(shù)據(jù)上傳，可方便快捷的了解各電氣節(jié)點的溫度情況。使用本裝置可直接替代手持紅外測溫設(shè)備，且測溫精度高，是配套電力測溫系統(tǒng)的理想之選。

產(chǎn)品特點

1、采用無線電射頻技術(shù)，實現(xiàn)高壓被測端與顯示儀表的隔離傳輸，無線信號傳輸能突破電柜內(nèi)金屬的屏蔽。

2、一機能檢測多達十二個柜內(nèi)溫升點，實現(xiàn)超溫報警、自動排風(fēng)、低溫加熱等功能。

3、本裝置提供無源傳感器或有源傳感器兩種測溫傳感器;

無源傳感器：其運用小CT、磁飽和技術(shù)，從一次電流回路取電，一次電流300A~5000A范圍內(nèi)均可穩(wěn)定工作，無需更換。

有源傳感器：采用電池平穩(wěn)供電，根據(jù)溫度情況實時修改發(fā)射頻率，功耗小，壽命長，可維持運行4~5年。

4、車用級元件及收發(fā)組件安裝方便，表帶式直接卡扣在電纜或母排上，環(huán)形傳感器只需拉出手車就可完成安裝，對于老設(shè)備改造十分簡單方便，不會降低電柜原有的絕緣性能。

5、無線信號采用開放的頻段，微功率發(fā)射符合國家無線電管理規(guī)定，對其它設(shè)備不產(chǎn)生干擾。

6、電磁兼容(EMC)特性好，抗干擾適應(yīng)能力強，適合于630A~5000A的各種型號的斷路器、隔離開關(guān)、閘刀等高壓設(shè)備的安裝應(yīng)用。

7、完善的報警方式，可設(shè)置兩種溫度點，高溫排風(fēng)、超溫跳閘。

5 結(jié)束語

高壓開關(guān)設(shè)備是變電站和配電站中保證電力系統(tǒng)安全運行的重要設(shè)備之一，本文介紹的安科瑞無線測溫傳感器針對高低壓開關(guān)柜內(nèi)斷路器觸頭的溫度進行監(jiān)測，防止在運行過程中因氧化、松動、灰塵等因素造成接點接觸電阻過大而發(fā)熱成為隱患，提升設(shè)備安全保障。及時、持續(xù)、準(zhǔn)確反映設(shè)備運行狀態(tài)，避免安全事故的發(fā)生，降低設(shè)備事故率。安科瑞智能操控區(qū)別于由幾個獨立的電子裝置分別實現(xiàn)帶來的集成度低,配線復(fù)雜,可靠性差的缺點，實現(xiàn)大大提高開關(guān)柜操控的集成度和智能化程度。遠程電力系統(tǒng)可以實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備運行狀態(tài)的異地監(jiān)控,實現(xiàn)了技術(shù)資源的共享,能夠迅速地提高整體維護水平,保障了設(shè)備的順利運行，并對整個系統(tǒng)在軟硬件方面采取了相應(yīng)的抗干擾的措施，保證系統(tǒng)的可靠性。


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