目前,越來越多的電力用戶開始在高壓開關(guan) 櫃內(nei) 加裝溫度實時監測係統,用來實時掌握高壓開關(guan) 櫃的溫度變化趨勢和運行狀態,做到事故隱患及時排查,並合理預留設備檢修時間。然而,由於(yu) 高壓開關(guan) 櫃內(nei) 部的設備組成較多,且布置結構相對複雜,其間存在有較大的電流和電壓,導致開關(guan) 櫃內(nei) 的電磁環境惡劣,取得過的高壓開關(guan) 櫃測溫技術都存在著各種各樣的局限性。
比較常見的測溫技術包括光纖測溫、紅外測溫和無線感應測溫。光纖測溫時,其內(nei) 部光纖在長時間使用後會(hui) 積累大量灰塵,易導致光纖沿麵的放電和閃絡現象,造成光纖的絕緣性能降低,並給高壓開關(guan) 櫃的安全運行帶來隱患;紅外測溫設備容易受到外界環境溫度的幹擾,始終需要依靠人工巡查來實現測量,無法實現溫度的在線實時監測;無線感應測溫則需要在高壓開關(guan) 櫃內(nei) 加裝感應線圈,在長期運行過程中很難保證其測量的可靠性和穩定性。
而無線測溫技術采用了無源無線的傳(chuan) 感器和無線接收單元,其分別安裝於(yu) 高壓櫃內(nei) 的測溫點和開關(guan) 櫃櫃外的電氣小室,由於(yu) 傳(chuan) 感器本身無須電源額外供電、且不需要從(cong) 電力裝備上取電,因此具有明顯的安全性、可靠性和可維護性。
無線測溫裝置係統由無線測溫傳(chuan) 感器、數據讀取器、數據接收天線和後台係統等組成,可以方便地安裝在被測點上,準確跟蹤發熱點的溫度變化,並通過無線傳(chuan) 輸方式將數據通過接收天線發送給數據讀取器,從(cong) 而進行對被測點溫度信息的實時采集之後通過RS485通信方式將溫度信息傳(chuan) 輸到後台係統,在後台實時顯示出被測點的溫度變化,方便運行人員實時掌控全廠高壓開關(guan) 的運行情況。無線測溫裝置係統的工作原理如圖1所示。
(1)無須電池。無線測溫傳(chuan) 感器采用被動感應的方式,無需利用電池進行驅動,因此減少了電池更換所帶來的時間間隔和維護成本,同時不會(hui) 因產(chan) 生廢舊電池而對生態環境造成影響。
(2)安全可靠。無線測溫裝置不要求在被測點或相關(guan) 支撐結構上進行連線,因此在傳(chuan) 感器與(yu) 接收設備之間不存在相關(guan) 電氣聯係,從(cong) 而實現了高壓隔離,可以保障設備的安全運行。
(3)安裝過程方便靈活。傳(chuan) 感器本體(ti) 的體(ti) 積較小,且與(yu) 讀入器之間進行數據的無線傳(chuan) 輸,因此安裝過程靈活方便,不受開關(guan) 櫃結構和空間的影響。
(4)環境適應性好。通過匹配軟件的校正,可以補償(chang) 溫度傳(chuan) 感器在製作過程中的係統偏差,且傳(chuan) 感器可在任何溫度範圍內(nei) 工作,不會(hui) 受到季節因素的影響。通常,隻需在安裝溫度傳(chuan) 感器時進行一次調試,之後多年內(nei) 不需再進行校正。此外,沾汙、積灰等情況也不會(hui) 對溫度傳(chuan) 感器的準確性造成影響。
(5)性價(jia) 比高。無源無線的係統連接方式較大地保障了電力設備的安全運行,減少了設備的維修次數,使整個(ge) 係統的安裝、運維成本下降。
如圖2所示,整個(ge) 無線測溫係統共分為(wei) 三層:一層:無線測溫傳(chuan) 感器采集測溫位置的溫度數據;二層:數據讀取器通過數據接收天線,接收來自無線測溫傳(chuan) 感器發送的數據並進行相關(guan) 處理;三層:站內(nei) 所有數據讀取器通過RS485進行串聯,然後將數據讀取器處理過的所有數據發送到站內(nei) 交換機,之後傳(chuan) 送到達站內(nei) 測溫工控機進行實時顯示。
高壓開關(guan) 櫃內(nei) 的每個(ge) 測溫點都需要安裝一個(ge) 無線測溫傳(chuan) 感器,用於(yu) 對該點位的實時溫度測量。無線測溫傳(chuan) 感器的安裝方式有很多種,具體(ti) 如圖3所示。常用的方式是螺栓固定式、矽膠表帶捆綁式、卡環式等,安裝方便靈活。螺栓固定式通常在母排等平整位置進行安裝,易於(yu) 固定螺絲(si) ;矽膠表帶捆綁式通常在不易於(yu) 使用螺栓固定安裝的位置進行安裝;卡環式通常用於(yu) 斷路器動觸頭處的監測安裝,使無線測溫傳(chuan) 感器能方便地卡在動觸頭上。由於(yu) 高壓開關(guan) 櫃一般用於(yu) 監測斷路器觸頭、隔離刀閘觸頭和進線電纜頭等易發熱點位,因此當無線測溫傳(chuan) 感器被安裝在這些發熱點處時,要求無線傳(chuan) 感器底板和母排需要緊密接觸並固定,不能出現底板翹起等現象。
數據接收天線是通過底部的強永磁鐵吸附在櫃外電氣小室內(nei) ,安裝位置靈活方便,由於(yu) 高壓開關(guan) 櫃的結構複雜,為(wei) 了保證信號的穩定和強度,所以一般要求每3個(ge) 監測點至少需要配置一根數據接收天線用於(yu) 接收無線測溫傳(chuan) 感器的溫度數據,比如:斷路器上、下靜觸頭處安裝了6個(ge) 無線測溫傳(chuan) 感器進行監測,那就需要2根天線用於(yu) 接收數據,且要調整數據接收天線的位置使其接收到的信號較強和穩定。數據讀取器是通過導軌方式安裝在開關(guan) 櫃電氣小室,並連接天線,V+/V-連接電源(DC24V-DC36V)、PE接地、DATA+/DATA-接RS485通信線到中控後台等,同時需要保證讀取器上的接地點安全接地。接收天線和數據讀取器的安裝位點如圖4所示
後台係統由顯示器和工控機組成,在安裝實時軟件後,能夠自動接收無線測溫傳(chuan) 感器測得的實時溫度數據。溫度數據保存在數據庫中,用戶可以設定時間區間、對象進行曆史溫度信息的查詢。同時,用戶還可以在主站係統中某一具體(ti) 的被測設備或無線測溫傳(chuan) 感器進行實時的溫度信息采集。當設備溫度的值或溫度的變化率過上限,係統可為(wei) 運行管理人員提供告警信息,以便及時或預知性的發現和排除故障,從(cong) 而較大限度地保障電力設備的安全穩定運行。同時,用戶可以方便地查看曆史溫度信息,並通過列表、曲線等多種展現形式進行展現。
電氣接點在線測溫裝置適用於(yu) 高低壓開關(guan) 櫃內(nei) 電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開關(guan) 、高壓電纜中間頭、幹式變壓器、低壓大電流等設備的溫度監測,防止在運行過程中因氧化、鬆動、灰塵等因素造成接點接觸 電阻過大而發熱成為(wei) 安全隱患,提高設備安全保障,及時、持續、準確反映設備運行狀態,降低設備事故率。
Acrel-2000T無線測溫係統通過RS 485總線或以太網與(yu) 間隔層的設備直接進行通訊,係統設計遵循標準Modbus-RTU、Modbus-TCP等傳(chuan) 輸規約,安全性、可靠性和開放性都得到了較大地提高。該係統具有遙信、遙測、遙控、遙調、遙設、事件、曲線、棒圖、報表和用戶管理功能,可以無線測溫係統的設備運行狀況,實現快速響應,預防嚴(yan) 重故障發生。
適合在泛在電力物聯網、鋼廠、化工、水泥、數據中心、醫院、機場、電廠、煤礦等廠礦企業(ye) 、變配電所等電力設備的溫度監測。
測溫係統主機Acrel-2000T安裝於(yu) 值班室,可以遠程監視係統內(nei) 所有開關(guan) 設備運行溫度狀態。係統具有以下主要功能:
係統能夠對各測溫點異常溫度發出告警。係統具有實時語音功能,能夠對所有事件發出語音告警,告警方式有彈窗、語音告警等,還可以短信/APP推送告警消息,及時提醒值班人員。
溫度在線監測係統主要由設備層的溫度傳(chuan) 感器和溫度采集/顯示單元,通訊層的邊緣計算網關(guan) 以及站控層的測溫係統主機組成,實現變配電係統關(guan) 鍵電氣部位的溫度在線監測。
無線測溫裝置係統解決(jue) 了不易對高壓開關(guan) 櫃發熱部位進行溫度監測的難題,其無線測溫傳(chuan) 感器能夠安全、方便地安裝在咼壓開關(guan) 櫃斷路器觸頭、隔離開關(guan) 觸頭、電纜接頭和母排連接處,完成溫度實時監測,並通過數據接收天線接收無線測溫傳(chuan) 感器的溫度數據,傳(chuan) 輸數據讀取器進行解析,然後通過RS485通信傳(chuan) 輸給後台係統,為(wei) 運行管理人員展現高壓櫃的實時運行情況,保證電網的安全可靠運行。