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淺談高壓配電櫃溫度在線監測係統的設計及選型

更新時間：2022-10-31  |  點擊率：1137
摘要：高壓配電櫃是電力係統的關鍵電能分配節點，保證其運行的穩定可靠具有重要意義。文章綜合運用了470MHz無線測溫、無線傳輸等技術手段，設計了一套高壓配電櫃溫度監測係統。應用結果表明，本係統運行穩定可靠，數據準確，預警及時，滿足一般電力係統的應用要求。
關鍵詞:高壓；配電櫃；溫度監測
一、引言

隨著電氣自動化技術的普遍應用供配電係統的綜合性能越來越受到人們(men) 的關(guan) 注。高壓配電櫃作為(wei) 供配電係統的關(guan) 鍵組成部分，其運行的可靠性與(yu) 穩定性對整個(ge) 係統都有著直接的影響。在實際環境中,高壓配電櫃作為(wei) 電能分配的重要節點，經常會(hui) 因為(wei) 接觸不良、散熱不佳電流過大等問題而產(chan) 生高溫,進而造成跳閘、火災等事故。因此，對高壓配電櫃進行溫度監測具有重要的價(jia) 值。

二、溫度監測係統總體結構及原理

根據電氣控製係統的一般結構結合溫度監測的實際需求文音設計的高低配電櫃溫度監測係統整體(ti) 結構包括控製主機、數據集中器、無線測溫單元和聲光等模塊。

由幹一般的高壓配申櫃內通常安裝有三相線路和若幹個閘門,還有一些斷路器、母線等設備，這些都是溫度異常的高發處，因此溫度采集終端也采用多點布置測點溫度數據通過470MH無線組網傳輸至數據集中器，再由RS-485數據總線傳送到主機。主機中運行的軟件對各測點溫度數據進行分析，如發現超過預設值則立即發出預警，同時將預警信息發送至值班室，從而實現對高壓配電櫃的溫度實時監測。
三、係統關鍵功能模塊設計
(一)溫度傳感器

當前可以從(cong) 市場上采購的溫度傳(chuan) 感器種類和型號都非常多,並且技術也已經達到較成熟的程度，常用的溫度傳(chuan) 感器主要包括水銀溫度計、熱電偶、光纖測溫計、紅外測溫儀(yi) 等,這些傳(chuan) 感器的原理和應用場合均有所有同，根據實際的應用需求進行合理的選用。在本係統中，通過高性能溫度傳(chuan) 感器對高壓配電櫃內(nei) 的溫度進行實時測量。綜合考慮成本、精度和應用條件等要求確定采用多路無線測溫傳(chuan) 感器進行采集測量範圍為(wei) -50~125℃精度在1%以內(nei) 。無線溫度傳(chuan) 感器由於(yu) 電磁感應供電無線測溫具有測溫速度快、周期短、免維護、使用壽命長、故障率低等特點,特別適用於(yu) 高壓配電櫃內(nei) 的應用場合。

(二)數據集中器

考慮到溫度測點較多這些測點如果分別傳(chuan) 輸至主機。必然會(hui) 增加係統的複雜度，使得係統硬件開發和軟件設計的難度都明顯增加。因此，為(wei) 了提高數據傳(chuan) 輸效率，簡化係統設計,文章采用了數據集中器對所有測點的數據進行統一的匯聚和傳(chuan) 輸。數據集中器的作用是對所有溫度測點的數據進行匯聚.形成一組溫度數據序列，以便於(yu) 集中傳(chuan) 輸。數據集中器設置在無線測溫傳(chuan) 感器和主機之間，是470MHz無線網絡和RS-485的傳(chuan) 輸通道,測點數據在數據售口器進行打包處理後,批量發送至主機進行分析。

(三)監測主機

監測主機是係統的控製核心，也是主要的邏輯控製模塊。監測主機可以采用單片機、嵌人式係統或PC，為(wei) 了實現數據的臨(lin) 時存儲(chu) .文章采用了PC機作為(wei) 監測主機。所有測點的數據傳(chuan) 輸至監測主機後在監測軟件的控製下首先會(hui) 對數據的有效性進行判斷，對於(yu) 無效數據會(hui) 被拋棄，有效的數據會(hui) 與(yu) 係統中預測的溫度閾值進行對比，如果溫度值不在閾值範圍內(nei) 說明高壓配電櫃內(nei) 的相應測點運行出現了異常軟件會(hui) 立即向聲光器發送一個(ge) 觸發脈衝(chong) ，及時發出敬報信號。同時還會(hui) 將信息通過網絡發送到遠程值班中心提示值班人員及時安排維修。

四、係統安裝要求

在實際的供配電係統中,尤其是大型供電網絡，高壓配電櫃的數量往往有多個(ge) ，而且型號也各不相同，因此在硬件安裝時也需要根據櫃內(nei) 部局進行合理的安裝，這裏直點分機溫度采集終端的安裝技術。

一般在高壓配電櫃中的溫度采集模塊可以安裝在進出線電纜連接處:主母排與(yu) 主母排，分支母排與(yu) 主母排搭接處:電流互感器P1.P2銅排連接位置。高壓櫃斷路器為(wei) 手車式的動觸頭上是重點部位，也可以安裝在靜觸頭上。對於(yu) 動觸頭安裝方式，優(you) 點是後期維護方便，如果傳(chuan) 感器出現損壞，隻需停役故障設備間隔進行更換即可。但動觸頭經常處於(yu) 活動狀態，溫度傳(chuan) 感器較易損壞，並且對絕緣性能也有特殊要求。對於(yu) 靜觸頭安裝方式，由於(yu) 靜觸頭不會(hui) 產(chan) 生運動。因此其安裝工藝就簡單得多，對絕緣要求也不高，可以避免傳(chuan) 感器因振動和衝(chong) 擊而損壞。然而一旦靜觸頭上的傳(chuan) 感器發生故障停役整條母線才能更換維修，這對供電的可靠性會(hui) 造成嚴(yan) 重影響。因此，對於(yu) 供電可靠性要求高的場合應采用動觸頭安裝方式。

五、係統的應用

本係統在某項目現場的多個(ge) 高壓配電櫃中進行了試運行,經過3個(ge) 月的測試和優(you) 化，係統運行穩定可靠，溫度數據測量準確,數據傳(chuan) 輸快速高效，預警觸發及時準確，實際工程的應用需求。

六、安科瑞溫度在線監測係統解決方案
1、概述

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等傳輸規約，安全性、可靠性和開放性都得到了很大地提高。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，預防嚴重故障發生。
2、應用場所
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、變配電所等電力設備的溫度監測。
3、係統結構
溫度在線監測係統結構圖
4、係統功能
測溫係統主機Acrel-2000T安裝於值班室，可以遠程監視係統內所有開關設備運行溫度狀態。係統具有以下主要功能：
1）溫度顯示：顯示配電係統內每個測溫點的實時值，也可實現電腦WEB/手機APP遠程查看數據。
2）溫度曲線：查看每個測溫點的溫度趨勢曲線。
3）運行報表：查詢及打印各測溫點時間的溫度數據。
4）實時告警：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。
5）曆史事件查詢：能夠溫度越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對係統事件和進行曆史追溯，查詢統計、事故分析等。
5、係統硬件配置
溫度在線監測係統主要由設備層的溫度傳感器和溫度采集/顯示單元，通訊層的邊緣計算網關以及站控層的測溫係統主機組成，實現變配電係統關鍵電氣部位的溫度在線監測。
六、結語

本係統采用了無線測溫傳(chuan) 感器和無線通信模式，實現了監測係統與(yu) 高壓線路的隔離，減少了設備電氣連接，提高了係統抗幹擾能力。係統通過動觸頭的安裝方式，雖然在一定程度上增加了傳(chuan) 感器損壞的風險，但對供電係統可靠性的影響可以降低。因此，本係統的設計具有較強的實用價(jia) 值，可以為(wei) 相關(guan) 領域提供一定的參考。