0引言
伴隨著(zhù)大機組、大容量和高電壓的迅速發(fā)展,電氣設備的運行條件變得更加苛刻,隨之帶來(lái)設備故障率逐漸增加,排除故障時(shí)間越來(lái)越長(cháng),造成的經(jīng)濟損失也越來(lái)越大。據統計,近年來(lái)電力系統發(fā)生的事故中有相當一部分與電氣設備的發(fā)熱問(wèn)題有關(guān),因此,對電氣設備溫度的監測顯得尤為重要。高壓電氣設備溫度監測點(diǎn)都處于高電壓、大電流、強磁場(chǎng)的環(huán)境中,甚至有的監測點(diǎn)還處在密閉的空間中,由于強電磁噪聲和高壓絕緣、空間的限制等問(wèn)題,傳統的溫度測量方法無(wú)法適應。所以,對電力設備運行狀態(tài)在線(xiàn)監測、故障診斷和及時(shí)維修受到人們的高度重視。
1電氣設備無(wú)線(xiàn)測溫的必要性
發(fā)電廠(chǎng)(變電站)的開(kāi)關(guān)柜、母線(xiàn)接頭、室外刀閘開(kāi)關(guān)等都是重要的設備,在長(cháng)期運行過(guò)程中,開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)和母線(xiàn)連接等部位會(huì )因老化導致接觸電阻過(guò)大而發(fā)熱,而這些發(fā)熱部位的溫度很難監測,會(huì )導致事故發(fā)生。而封閉式開(kāi)關(guān)柜體在運行中禁止打開(kāi),因此難以測量運行中柜內接(觸)頭的實(shí)際溫度,如不及時(shí)發(fā)現并處理接(觸)頭過(guò)熱性缺陷,會(huì )嚴重威脅電力安全生產(chǎn)。
而采用無(wú)線(xiàn)溫度監測技術(shù),可通過(guò)上位機軟件記錄高壓設備實(shí)時(shí)運行溫度,在數據庫中長(cháng)期保存,實(shí)時(shí)顯示監測點(diǎn)的溫度變化曲線(xiàn),并進(jìn)行分析,一旦發(fā)現溫度過(guò)高或急劇升溫至事先設置的報警溫度值則立即報警,為高壓電氣設備的維修提供累積數據,實(shí)現高壓電氣設備熱故障的預知維修。
2?無(wú)線(xiàn)測溫技術(shù)的優(yōu)勢
由于高壓電力設備的高電壓、密閉性、不間斷運行等特點(diǎn),其溫度測量方式與普通的溫度測量方式不同。以前對于高壓電氣設備的測溫主要采取以下三種方式。
. 紅外測溫儀測溫:由工作人員手持紅外測溫儀每天數次去采集數據,每次上百個(gè)點(diǎn)的溫度,工作量大,精度低,甚至有些高壓開(kāi)關(guān)柜是封閉的,根本無(wú)法測到。
. 蠟片測溫:將蠟片貼在節點(diǎn)上,當溫度過(guò)高時(shí)蠟片變色,需要人眼觀(guān)察,也存在工作量大、精度低的問(wèn)題。
. 光纖通信測溫:由測溫點(diǎn)單片機將溫度數字化后通過(guò)光纖傳輸至集中器,集中器連接到計算機系統,定時(shí)進(jìn)行數據存儲和超溫報警。其缺點(diǎn)在于光纖在運行幾個(gè)月后會(huì )沉積灰塵等雜質(zhì),降低絕緣強度,反而給電力設備安全運行帶來(lái)更大威脅甚至威脅到人身安全。
鑒于以往的測溫方式的種種弊端,無(wú)線(xiàn)測溫技術(shù)應運而生。無(wú)線(xiàn)測溫系統具有配置靈活、運行穩定、抗干擾能力強、功耗低等特點(diǎn)。該系統主要采用短程無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)方式,多個(gè)測溫終端分布在無(wú)線(xiàn)匯聚終端的周?chē)?,在有效的通信范圍內可以隨意添加、刪除、移動(dòng)測溫終端。運行人員可在主控室對多種惡劣環(huán)境條件下的電氣設備溫度變化情況進(jìn)行遠程在線(xiàn)監測預警,從而及時(shí)掌握電氣設備運行狀況。另外,無(wú)線(xiàn)測溫系統后臺可以電子地圖的形式顯示整個(gè)溫度場(chǎng)的分布,可清晰發(fā)現溫度異常點(diǎn),判定故障隱患,進(jìn)而提前采取措施,避免事故的發(fā)生。
3無(wú)線(xiàn)測溫技術(shù)的應用
無(wú)線(xiàn)測溫系統由無(wú)線(xiàn)測溫終端、無(wú)線(xiàn)監控終端、無(wú)線(xiàn)測溫集中器、DTU(數據傳輸單元)和上層溫度監測中心構成,如圖1所示。無(wú)線(xiàn)測溫終端負責對高壓開(kāi)關(guān)柜內的溫度進(jìn)行采集;無(wú)線(xiàn)監控終端負責顯示及發(fā)送溫度實(shí)時(shí)數據;無(wú)線(xiàn)測溫集中器負責接收、處理數據,并通過(guò)RS-485總線(xiàn)將數據傳輸至DTU;DTU負責將串口數據轉換為IP數據進(jìn)行傳輸;溫度監測中心負責對溫度數據進(jìn)行顯示、存儲、分析與報警。
該系統能夠實(shí)現對發(fā)電廠(chǎng)(變電站)內多個(gè)高壓電氣設備動(dòng)、靜觸頭,以及接頭和母排等部位運行溫度的集中有效監測,進(jìn)而大大提高高壓電氣設備的運行可靠性,有效地防止電氣設備火災的發(fā)生。
4安科瑞產(chǎn)品選型
名稱(chēng) | 型號 | 圖片 | 功能 |
智能通訊管理機 | Anet-2E4SM |
| 通用網(wǎng)關(guān),2路網(wǎng)口,4路RS485,可選配1路LORA,帶電告警功能,支持485,4G從模塊擴展。 |
無(wú)線(xiàn)測溫集中采集設備 | Acrel-2000T/A |
| 壁掛式安裝 標配一路485接口、一路以太網(wǎng)口 自帶蜂鳴器告警 柜體尺寸480*420*200(單位mm) |
Acrel-2000T/B |
| 硬件:內存4G,硬盤(pán)128G,以太網(wǎng)口 顯示器:12寸,分辨率800*600 操作系統:Windows7 數據庫系統:Microsoft SQL Server 2008 R2 可選Web平臺/APP服務(wù)器 柜體尺寸為480*420*200(單位mm) | |
顯示終端 | ATP007 ATP010 |
| DC24V供電;一路上行RS485接口;一路下行 RS485接口; 可接收20個(gè)ATC200/1個(gè)ATC400/1個(gè)ATC450-C。 |
ARTM-Pn |
| 面框96*96*17mm,深度65mm;開(kāi)孔92*92mm;AC85-265V或DC100-300V供電; 一路上行RS485接口,Modbus協(xié)議; 可接收60個(gè)ATE100/200/300/400;配套ATC200/300/450。 | |
ASD320 ASD300 |
| 面框237.5*177.5*15.3mm,深度67mm;開(kāi)孔220*165mm; AC85-265V或DC100-300V供電; 一路上行RS485接口,Modbus協(xié)議; 可接收12個(gè)ATE100/200/300/400;配套ATC200/300/450。 | |
智能溫度巡檢儀 | ARTM-8 |
| 開(kāi)孔88*88mm嵌入式安裝;AC85-265V或DC100-300V供電;一路上行RS485接口,Modbus協(xié)議;可接入8路PT100傳感器,適用于低壓開(kāi)關(guān)柜電氣接點(diǎn)、變壓器繞組、點(diǎn)擊繞組等場(chǎng)合的測溫; |
ARTM-24 |
| 35MM導軌安裝;AC85-265V或DC100-300V供電;一路上行RS485接口,Modbus協(xié)議;24路NTC或PT100、1路溫濕度測溫、2路繼電器告警輸出,用于低壓電氣接點(diǎn)、變壓器繞組、點(diǎn)擊繞組等場(chǎng)所測溫; | |
無(wú)線(xiàn)收發(fā)器 | ATC450-C |
| 可接收60個(gè) ATE100/ATE100M/ATE200/ATC400/ATE100P/ATE200P傳感器數據。 |
ATC600 |
| ATC600有兩種規格;ATC600-C可接收240個(gè) ATE100/ATE100M/ATE200/ATC400/ATE100P/ATE200P傳感器數據。ATC600-Z做中繼透傳。 | |
電池型無(wú)線(xiàn)測溫傳感器 | ATE100M |
| 電池供電,壽命≥5年;-50℃~+125℃;精度±1℃;470MHz,空曠距離150米; 32.4*32.4*16mm(長(cháng)*寬*高)。 |
ATE200 |
| 電池供電,壽命≥5年;-50℃~+125℃; 精度±1℃;470MHz,空曠距離150米; 35*35*17mm,L=330mm(長(cháng)*寬*高,三色表帶)。 | |
ATE200P |
| 電池供電,壽命≥5年;-50℃~+125℃; 精度±1℃;470MHz,空曠距離150米,防護等 級IP68;35*35*17mm, L=330mm(長(cháng)*寬*高,三色表帶)。 | |
CT取電型無(wú)線(xiàn)測溫傳感器 | ATE400 |
| CT感應取電,啟動(dòng)電流≥5a;-50℃~125℃;精度±1℃470MHz,空曠距離150米;合金片固定、取電;三色外殼; 25.82*20.42*12.8mm(長(cháng)*寬*高)。 |
有線(xiàn)溫度傳感器 | PT100 |
| 用于低壓接點(diǎn)測溫時(shí),具體封裝、精度、線(xiàn)制、線(xiàn)材、線(xiàn)長(cháng)與供應商聯(lián)系; 用于變壓器、電機繞組測溫時(shí),建議變壓器或電機內部預埋好Pt100 |
NTC |
| 用于低壓接點(diǎn)測溫時(shí),具體封裝、精度、線(xiàn)制、線(xiàn)材、線(xiàn)長(cháng)與供應商聯(lián)系;用于變壓器、電機繞組測溫時(shí),建議變壓器或 電機內部預埋好 |
4結束語(yǔ)
無(wú)線(xiàn)測溫技術(shù)的應用為電力系統的安全供電提供了重要的保障作用,配合信息技術(shù)形成的無(wú)線(xiàn)測溫系統,實(shí)現了電氣設備運行溫度的集中監測與預警,便于電氣設備熱故障的預知維修,大大提高了維修人員的工作效率,保障了電氣設備的安全平穩運行。
參考文獻
. 紀小松.電氣設備無(wú)線(xiàn)測溫技術(shù)的優(yōu)勢與應用[J].電工技術(shù),2019:78-79.
. 企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022.05版.
. 智能電網(wǎng)用戶(hù)端電力監控/電能管理/電氣安全.2023.01版.
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