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安科瑞王丹丹acrel2021
摘要：溫度是維護電力係統高壓設備正常運行的重要參數，隨著智能電網的發展，針對高壓設備進行溫度在線監測已變得日益重要。文章中的智能無線測溫係統，通過對開關(guan) 櫃溫度進行智能實時監控，可準確、及時掌握開關(guan) 櫃運行溫度變化趨勢，並結合實時電流通過的橫向和縱向等智能判據，可提前感知開關(guan) 櫃因過溫而引起的安全隱患，有針對性地製定預防措施，從(cong) 而實現狀態檢修，避免出現故障，進而減少運維人員工作量。
關(guan) 鍵詞：智能判據 ；無線測溫 ；開關(guan) 櫃
0引言
在變電站內(nei) ，高壓設備在長期運行過程中，其觸點和連接處等位置會(hui) 因長期過載、接頭鬆動、觸頭老化等因素導致接觸電阻增大而產(chan) 生過熱現象，進而導致觸點異常升溫而損壞，甚至發生熔融、燃燒、爆炸等各種安全事故。因此需對高壓設備的溫度進行監測，做
到事故的提前預防。目前，常規的無線測溫係統僅(jin) 監測高壓設備的實時溫度，超過溫度上限進行告警，無法提前預知高壓設備因過溫而引起的安全隱患，文章的智能無線測溫係統采用傳(chuan) 感器實測溫度結合實時電流的方式，通過智能算法，可提前感知開關(guan) 櫃因老化或環
境因素造成接觸電阻增大而引發的過溫安全隱患。
1智能無線測溫硬件配置
（1）無線溫度傳(chuan) 感器。采集高壓設備溫度並通過無線方式將其發送至無線接收器。每個(ge) 溫度傳(chuan) 感器采集1路溫度量，可安裝在斷路器觸頭、母排、高壓電纜接頭等位置。無線溫度傳(chuan) 感器無源無電池，通過感應一次設備電流獲取自身工作所需的能量，工作頻率為(wei) 433MHz，
傳(chuan) 輸距離為(wei) 200m，測溫範圍–25~+125℃。
（2）無線環境溫濕度傳(chuan) 感器。采集高壓設備環境溫濕度並通過無線方式將數據發送至無線接收器。每個(ge) 溫濕度傳(chuan) 感器采集1路環境溫度和濕度值，可安裝在開關(guan) 櫃或配電室內(nei) 。無線環境溫濕度傳(chuan) 感器內(nei) 置可更換的3.6V 鋰電池，工作頻率為(wei) 433MHz，傳(chuan) 輸距離為(wei) 150m。
（3）無線接收器。將溫度傳(chuan) 感器和環境溫濕度傳(chuan) 感器發出的無線溫度及溫濕度信號轉發至保護裝置。無線接收器內(nei) 置磁鐵，吸附於(yu) 開關(guan) 櫃低壓室內(nei) 壁上，通過通訊電纜連接至保護裝置的通信口。
2智能無線測溫通訊方案
無線接收器通過無線信號接收溫度傳(chuan) 感器和溫濕度傳(chuan) 感器發出的溫度及溫濕度信號，然後通過 ModbusRTU 通訊協議及 RS–485接口與(yu) 保護裝置通訊。由於(yu) 無線接收器吸附於(yu) 開關(guan) 櫃低壓室內(nei) 壁上，通過1根短通訊電纜即可連接至保護裝置通訊口進行通訊，無需進行單獨組網通訊。保護裝置收到傳(chuan) 感器溫度信號後，將在LCD 麵板顯示溫度值，同時結合一次負荷電流進行智能判斷，然後通過通訊協議將溫度值及報警信號送至電力監控係統，即可實現溫度數據和報警信號的遠程監視。與(yu) 電力監控係統共用1套監視係統，利用了原有設備無後期費用追加優(you) 勢，達到了降低係統設備運維成本的目的，且利於(yu) 運行人員監視和維護。
同時依靠電力監控係統網關(guan) 通過雲(yun) 服務可將數據接入雲(yun) 平台，實現測溫信號的移動運維，不僅(jin) 可通過智能手機監測到設備的溫度，並且能在超溫時自動發出報警信號，及時推送到具體(ti) 負責人員的智能手機終端，實現高效的問題處理，地降低了高壓設備事故風險，保證供電可靠性（圖1）。
圖1 通訊架構
3開關(guan) 櫃智能無線測溫係統
3.1 具體(ti) 應用方案
智能無線測溫功能集成於(yu) 綜合保護裝置中，支持分布式測溫方案和母線集中式測溫方案。
溫度傳(chuan) 感器的安裝位置位於(yu) 開關(guan) 櫃 ABC 三相每相的4個(ge) 位置：母排、斷路器上觸臂、斷路器下觸臂、進出線。
3.1.1 分布式測溫方案
每個(ge) 間隔開關(guan) 櫃的保護裝置配1個(ge) 無線接收器，可與(yu) 本間隔的多12個(ge) 溫度傳(chuan) 感器和2個(ge) 環境溫濕度傳(chuan) 感器配套工作。
特點 ：①每個(ge) 間隔均可實現基於(yu) 實時電流的智能過溫報警功能 ；②具有結合電流的傳(chuan) 感器離線報警功能 ；③基於(yu) 間隔配置，方便運維 ；④可工作於(yu) 電磁幹擾嚴(yan) 重場合。
3.1.2 母線集中式測溫方案
進線開關(guan) 櫃配置1個(ge) 無線接收器，根據用戶實際情況選擇重要大負荷開關(guan) 櫃安裝無線溫度傳(chuan) 感器。能與(yu) 安裝在本母線的5個(ge) 開關(guan) 櫃的多60個(ge) 溫度傳(chuan) 感器和10個(ge) 環境溫濕度傳(chuan) 感器配套工作。本方案的無線接收器需使用外置高增益天線（圖2）。
圖2 母線集中式測溫方案應用場景
特點 ：①適用於(yu) 小型站 ；②進線可以實現基於(yu) 實時電流的智能過溫報警功能 ；③其它間隔根據純溫度判斷異常過溫狀態 ；④經濟簡單，隻需要1個(ge) 無線接收器。
3.2 智能告警判據
智能無線測溫基於(yu) 保護裝置通過實測溫度結合實時電流的方式實現智能溫度告警。
智能無線測溫包含4個(ge) 智能判據，能同時工作，一旦觸發其中1個(ge) 判據，將會(hui) 發出對應的測量點溫度告警消息。
4個(ge) 智能判據分別是 ：①電流補償(chang) 同安裝點橫向判據；②電流補償(chang) 絕對閥值判據；③無電流同相縱向判據；④無電流絕對閥值判據。
這4類判據分別對單個(ge) 測量點的絕對溫升/溫度，縱向測量點及橫向測量點結合電流後的溫升進行監測，從(cong) 而對開關(guan) 櫃進行矩陣式的全麵監測。
3.2.1 有流判據
（1）電流補償(chang) 同安裝點橫向判據（圖3）。同一間隔，同一組安裝點多會(hui) 配置 ABC 三相3個(ge) 測溫點。例如，出線電纜 A 相測溫點，出線電纜 B 相測溫點，出線電纜 C 相測溫點，它們(men) 處於(yu) 同一橫截麵，使用相同的材料和連接方式，因此可橫向比較 ABC 三相3個(ge) 測點電流產(chan) 生的溫升，來判斷溫升是否異常。三相電流的不平衡會(hui) 引起溫升的不平衡，電流補償(chang) 後，當檢測到某一測溫點溫升異常升高後告警。
圖3 橫向判據
由於(yu) 同一安裝位置的三相測溫點，連接方式相同， 期望溫升相同，因此該判據靈敏性高。
電流補償(chang) 絕對閥值判據。根據國標要求的溫升閥值，確定測溫點額定電流下的溫升閥值。根據當前工作點的電流值，計算對應該電流的溫升動作閥值。當測溫點測得的溫度超過計算得到的溫升動作閥值後告警。
此判據電流的溫度告警閥值，對應電流做過補償(chang) ，遠小於(yu) 國標要求的溫升閥值，因此該判據靈敏性較高。
3.2.2 無流判據
（1）無電流同相縱向判據。同一間隔，同一相多有4個(ge) 測溫點，例如，母排測溫點、斷路器上觸臂測溫點、 斷路器下觸臂測溫點、進出線測溫點。同一相縱向上的各個(ge) 測溫點，流過的電流相同，溫升隻與(yu) 節點阻抗和散熱條件有關(guan) ，因此可比較同一相縱向上多個(ge) 測溫點的溫 升，當某一測溫點的溫升與(yu) 縱向其他測溫點的溫升相比異常升高時告警（圖4）。
圖4 縱向判據
（2）無電流絕對閥值判據。根據國標要求的溫升閥值，設定一個(ge) 大允許溫升閥值，當實測點的溫升大於(yu) 大允許溫升，判斷該測點溫度異常，告警。根據國標要求的溫度閥值，設定一個(ge) 大允許溫度閥值，當實測溫度大於(yu) 大允許溫度時，判斷該測點溫度異常告警。
由於(yu) 國標要求的大允許溫升閥值和大允許溫度閥值較高，此判據不是很靈敏，因此大允許溫升閥值和大允許溫度閥值可以在定值中修改（表1）。
4安科瑞溫度在線監測係統解決(jue) 方案
4.1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無線測溫監控係統通過RS485總線或以太網與(yu) 間隔層的設備直接進行通訊，係統設計遵循國際標準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、事件報警、曲線、棒圖、報表和用戶管理功能，可以監控無線測溫係統的設備運行狀況，實現快速報警響應，預防嚴(yan) 重故障發生。
4.2應用場所
適合在泛在電力物聯網、鋼廠、化工、水泥、數據、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。
4.3係統結構
溫度在線監測係統結構圖
4.4係統功能
測溫係統主機Acrel-2000T安裝於(yu) 值班監控室，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：
1）溫度顯示：顯示配電係統內(nei) 每個(ge) 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(ge) 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。係統具有實時語音報警功能，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(chu) 和管理，方便用戶對係統事件和報警進行曆史追溯，查詢統計、事故分析等。
4.5係統硬件配置
溫度在線監測係統主要由設備層的溫度傳(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。
6 結束語
智能無線測溫係統進行嚴(yan) 格的係統測試後，已應用到了多個(ge) 現場，通過對多個(ge) 現場測試結果的對比分析，數據傳(chuan) 輸準確可靠，在電力係統監控後台可實時掌握開關(guan) 櫃各位置的溫度變化趨勢，溫度異常時可智能提前預警，提醒運行人員針對性地製定預防措施，為(wei) 運行單位減少了運維工作量，提高了運維單位的工作效率和供電可靠性。
當前位置：