無(wú)線(xiàn)溫度監測系統在冶煉廠(chǎng)供配電的應用

摘要：高壓供配電系統運行穩定性與電氣元器件連接點(diǎn)溫度密切相關(guān)，通過(guò)與傳統測溫方法對比，實(shí)時(shí)在線(xiàn)無(wú)線(xiàn)溫度監測解決 了密封高壓開(kāi)關(guān)柜內部各連接點(diǎn)溫度無(wú)法檢測的難題，滿(mǎn)足了供電系統安全穩定運行的要求，降低了勞動(dòng)強度，提高了人身安全 性。利用射頻技術(shù)傳遞溫度信息，避免了堆積灰塵后易使絕緣性降低導致爬電事故的發(fā)生，安全可靠。

關(guān)鍵詞：實(shí)時(shí)在線(xiàn)；無(wú)線(xiàn)；溫度；監測

??隨著(zhù)高爐強冶煉的不斷推進(jìn)，對高壓 供配電系統的運行穩定性有了更高要求。 而且，鋼鐵行業(yè)的激烈競爭，為實(shí)現更好、 更高的經(jīng)濟效益，減員增效勢在必行。冶 金行業(yè)的高壓供配電網(wǎng)絡(luò )中眾多高壓電氣 本身和設備之間的連接點(diǎn)是電力輸送薄弱環(huán)節。隨著(zhù)負荷的增大及長(cháng)時(shí)間運行的 振動(dòng)與灰塵污染，導致連接點(diǎn)發(fā)熱并形成 惡性循環(huán)：溫升、膨脹、收縮、氧化，電阻 增大，再度升溫直至釀成事故。

??故障從發(fā)熱到發(fā)生事故需要經(jīng)過(guò)一段 時(shí)間，*能做到及早發(fā)現異常進(jìn)行預防， 減少或杜絕電力事故的發(fā)生。目前國內對 電氣設備高壓連接點(diǎn)的溫升測量普遍使用 的方法為示溫蠟片或定期用紅外線(xiàn)測溫儀 逐點(diǎn)測溫。示溫蠟片顯然落后，而用紅外 測溫儀逐點(diǎn)測溫的方法有很多弊端，易導 致與高壓帶電體近距離接觸威脅人身安全，測量誤差較大，且需大量人力物力，并且 這種方法也只能定期巡測，周期較長(cháng)，因 漏檢而發(fā)生故障的機率非常大。目前更新 換代后的手車(chē)開(kāi)關(guān)柜內部的斷路器、刀閘 和動(dòng)靜觸頭等設備的位置隱蔽，紅外線(xiàn)測 溫儀已無(wú)法進(jìn)行人工巡査測溫。因此實(shí)時(shí)監測高壓連接點(diǎn)溫度變化是非常必要的。

1 實(shí)時(shí)在線(xiàn)溫度監測預警系統概述

??紅外線(xiàn)實(shí)時(shí)在線(xiàn)無(wú)線(xiàn)溫度監測預警系 統不但可以節省大量的人力、物力，與示 溫蠟片、紅外測溫相比，系統還具有測溫 精度高，響應速度快，體積小，易安裝, 組網(wǎng)靈活、實(shí)時(shí)在線(xiàn)，抗干擾性強等優(yōu)點(diǎn)， 是傳統測溫方式的一次革命。

1.1實(shí)時(shí)在線(xiàn)無(wú)線(xiàn)溫度監測預警系統的組成及功能

1.1.1無(wú)線(xiàn)溫度傳感器

??在各測溫點(diǎn)放置一個(gè)無(wú)線(xiàn)溫度測量 和發(fā)送裝置，即無(wú)線(xiàn)溫度傳感器。無(wú)線(xiàn)溫 度傳感器由控制單元，無(wú)線(xiàn)數據傳輸和溫 度測量三部分組成。測量溫度后，將溫度 數據通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式傳遞給測溫通訊終端。 每個(gè)無(wú)線(xiàn)溫度傳感器具有獨立的ID編號, 現場(chǎng)安裝使用時(shí)每個(gè)傳感器的安裝地點(diǎn)與 ID編號一一對應一起存入溫度監測工作站 計算機數據庫中。

1.1.2測溫通信終端

??負責接收各無(wú)線(xiàn)溫度傳感器測量和發(fā) 送出的溫度數據，并通過(guò)總線(xiàn)連接，響應 管理軟件命令把測溫數據上傳到管理計算 機。一個(gè)測溫通訊終端能夠接收到多個(gè)傳 感器發(fā)出的溫度測量數據，為了保證終端 的響應速度，規定一個(gè)終端多接收管理 100個(gè)探頭。每個(gè)終端所管理的探頭的ID號， 在工程實(shí)施時(shí)，通過(guò)配置軟件下載到 終端中。

1.1.3溫度監測工作站

??配電室內設立一個(gè)溫度監測工作站， 主要是一臺PC計算機，該計算機經(jīng)RS485 通信接口轉換器與各測溫通訊終端連接。

??溫度監測計算機從測溫通訊終端采集 各監測點(diǎn)的運行溫度數據，在數據庫中作 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)熱、或 急劇升溫到設置報警溫度立即報警。

1.2實(shí)時(shí)在線(xiàn)無(wú)線(xiàn)溫度監測預警系統的安裝

1.2.1系統配置

??結合現場(chǎng)中置式或固定式高壓開(kāi)關(guān)柜 各連接點(diǎn)要求，以KYN27B—12Z中置式開(kāi) 關(guān)柜為例，每面開(kāi)關(guān)柜內需安裝9個(gè)點(diǎn)，即 手車(chē)式斷路器上口三相、斷路器下口三相 與電纜進(jìn)線(xiàn)(或出線(xiàn))電纜終端頭連接處 三相，根據安裝測溫點(diǎn)的總數量，相應配備 測溫通訊終端。(100個(gè)測溫點(diǎn)配備1個(gè)測 溫終端)

1.2.2支持光纖遠傳功能

??系統調試運行正常后，利用光纖遠傳技 術(shù)，可將工作站內系統測點(diǎn)溫度信號輸送到 其它配電室，實(shí)現遠程實(shí)時(shí)在線(xiàn)溫度監測.

1.3實(shí)時(shí)在線(xiàn)無(wú)線(xiàn)溫度監測預警系統的 優(yōu)點(diǎn)

??系統前端采用無(wú)線(xiàn)溫度傳感器，無(wú) 線(xiàn)溫度傳感器可快捷方便地安裝在高壓帶 電體被測接點(diǎn)上，準確地跟蹤發(fā)熱接點(diǎn)的 溫度變化；

??⑵利用射頻技術(shù)傳遞溫度信息，實(shí)現 了采集器和被采集點(diǎn)等電位，安全可靠。

??(3)機柜終端可準確地報告運行中所有 被測高壓設備易發(fā)熱部件溫升，為設備安 全運行提供可靠的數據依據；

??⑷系統數據通過(guò)監控中心人機界面將 地理分布圖，接點(diǎn)溫度運行參數，預告警 信息、歷史參數等通過(guò)圖形、表格、曲線(xiàn)、 棒圖等形式直觀(guān)顯示，及時(shí)發(fā)現隱患，消 除隱患，大限度的減少事故。

??(5)與傳統示溫蠟片、紅外測溫相比， 系統具有測溫精度高，響應速度快，體積小， 易安裝，組網(wǎng)靈活、實(shí)時(shí)在線(xiàn)，抗干擾性 強等優(yōu)點(diǎn)，相比之下光纖測溫技術(shù)則光纖 易折、易斷、不耐高溫，積累灰塵后易使 絕緣性降低導致爬電事故，并且柜內布線(xiàn) 難度大，工程施工不靈活等。

2 實(shí)時(shí)在線(xiàn)無(wú)線(xiàn)溫度監測預警系統的應用效果

??(1)系統正常投運后,高壓配電室巡檢 人員不再使用紅外線(xiàn)測溫儀人工測溫，降低了勞動(dòng)強度，提高了人身安全性，產(chǎn)生了顯著(zhù)的經(jīng)濟和社會(huì )效益。

??(2)開(kāi)關(guān)柜內實(shí)際溫度的實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測，為故障定位獲得第一手運行數據，便于及時(shí)發(fā)現隱患，減少或杜絕了發(fā)熱引起的電力事故的發(fā)生。

??(3)為高壓開(kāi)關(guān)柜的檢修緊固提供可靠數據，保障了電力供應的穩定性.

??(4)實(shí)時(shí)在線(xiàn)無(wú)線(xiàn)溫度監測預警系統 的應用解決了中置式、固定式密封高壓開(kāi)關(guān)柜內部各連接點(diǎn)溫度無(wú)法檢測難題，滿(mǎn)足了供電系統安全穩定運行的要求，達到了預期目標。

3 安科瑞無(wú)線(xiàn)測溫系統介紹

??安科瑞無(wú)線(xiàn)測溫監控系統是根據當前無(wú)線(xiàn)測溫系統的要求，在廣泛征求用戶(hù)和專(zhuān)家意見(jiàn)的基礎上,充分吸收當前國內外廠(chǎng)家的成功案例，并結合安科瑞多年來(lái)的豐富經(jīng)驗，采用面向對象的分層分布式設計思想，結合自動(dòng)化技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、通信技術(shù)而設計的一款專(zhuān)業(yè)的無(wú)線(xiàn)測溫軟件。

3.1 Acrel-2000T無(wú)線(xiàn)測溫系統結構

??Acrel-2000T無(wú)線(xiàn)測溫監控系統通過(guò)RS485總線(xiàn)或以太網(wǎng)與間隔層的設備直接進(jìn)行通信（如圖1），系統設計遵循標準Modbus-RTU, Modbus TCP等傳輸規約，安全性、可靠性和開(kāi)放性都得到了很大地提高。

Acrel-2000T無(wú)線(xiàn)測溫監控系統具有遙信、遙測、遙控、遙調、遙設、事件報警、曲線(xiàn)、棒圖、報表和用戶(hù)管理功能?？梢员O控無(wú)線(xiàn)測溫系統的設備運行狀況，實(shí)現快速報警響應，預防嚴重故障發(fā)生。

??Acrel-2000T無(wú)線(xiàn)測溫監控系統主要特點(diǎn)是開(kāi)放式系統結構，硬件兼容性強，軟件移植性好，應用功能豐富。該系統具有強大的處理能力，快速的事件響應，友好的人機界面，方便的擴充手段。其軟件系統的設計依據軟件工程的設計規范,模塊劃分合理，接口簡(jiǎn)捷明了，主要包括主控模塊、人機界面、圖形組態(tài)、數據庫管理系統、通信管理等幾大模塊。

圖1 Acrel-2000T無(wú)線(xiàn)測溫系統結構圖

3.2 Acrel-2000T無(wú)線(xiàn)測溫系統功能

■實(shí)時(shí)監測

??Acrel-2000T無(wú)線(xiàn)測溫監控軟件人機界面友好，能夠以配電一次圖的形式直觀(guān)顯示各測溫節點(diǎn)的溫度數據及有關(guān)故障、告警等信息

■溫度查詢(xún)

??溫度歷史曲線(xiàn)（1分鐘、5分鐘、60分鐘可選）

■運行報表

??查詢(xún)各回路設備運行溫度報表.

■實(shí)時(shí)報警

??壁掛式無(wú)線(xiàn)測溫監控設備具有實(shí)時(shí)報警功能，設備能夠對溫度越限等事件發(fā)出告警。

■設備提供以下凡種告警fang式：

??a.彈岀事件報驚窗口.

??b.實(shí)時(shí)語(yǔ)音報警功能，能夠對所有事件發(fā)出語(yǔ)音告警.

??C.短信吿警，可以向號碼發(fā)送吿警信息短信（需選配短xin貓）.

■歷史告警査詢(xún)

??Acrel-2000T無(wú)線(xiàn)測溫監控系統能夠對所有吿警事件記錄進(jìn)行存儲和管理，方便用戶(hù)對系統和告警等事件進(jìn)行歷史追溯，查詢(xún)統計、事故分析。

■用戶(hù)權限管理

??Acrel-2000T無(wú)線(xiàn)測溫監控系統為保障系統安全穩定運行，設置了用戶(hù)權限管理功能。

通過(guò)用戶(hù)權限管理能夠防止未經(jīng)授權的操作（如數據庫修改等）?？梢远x不同級別用戶(hù)的 登錄名、密碼及操作權限，為系統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

■定值設置

??用于修改高溫定值、超溫定值。

■WEB（可選）

??展示頁(yè)面顯示變電站數量、變壓器數量、監測點(diǎn)位數量等概況信息， 設備溫度、通信狀態(tài)，用電分析和事件記錄。首頁(yè)顯示場(chǎng)站的變壓器數量、回路個(gè)數、有功功率、無(wú)功功率、用電量、事件記錄等概況信息，可通過(guò)實(shí)時(shí)監控、變壓器、通信模塊切換到需要查看的界面。

??實(shí)時(shí)數據曲線(xiàn)可監測各個(gè)回路的測點(diǎn)溫度、電壓、電流、功率曲線(xiàn)信息。

??接線(xiàn)圖頁(yè)面通過(guò)一次圖實(shí)時(shí)反映電氣參數變化，包括測量量、信號量等信息（信號量 需要斷路器提供輔助觸點(diǎn)支持）。

??能耗統計頁(yè)面顯示各回路的功率峰值和用電量峰值，功率、電能趨勢曲線(xiàn)，電能環(huán)比，用電排名。

??運維管理\通信狀態(tài)顯示監測接入系統設備的通信狀態(tài)。

■手機APP（可選）

??設備數據員面顯示各設備的電參量數據、溫 度數據以及曲線(xiàn)。

3.3 安科瑞ARTM系列無(wú)線(xiàn)測溫終端產(chǎn)品選型

??安科瑞電氣接點(diǎn)無(wú)線(xiàn)測溫方案由無(wú)線(xiàn)溫度傳感器、收發(fā)器、顯示單元組成。溫度傳感器直接安裝于斷路器動(dòng)觸頭、靜觸頭、電纜接頭、母排等發(fā)熱接點(diǎn)，將測溫數據通過(guò)無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)傳至接收裝置，再由接收器485通訊至測溫終端或無(wú)線(xiàn)測溫系統（如圖2）。

圖2 電氣接點(diǎn)在線(xiàn)測溫結構圖

3.3.1 安科瑞無(wú)線(xiàn)溫度傳感器

??無(wú)線(xiàn)溫度傳感器共有5種，分別對應螺栓固定、表帶固定、扎帶捆綁、合金片固定等安裝方式。針對不同的變電站要求，可根據傳感器供電方式以及安裝位置的不同，考慮安裝方便的因素，選擇相匹配的傳感器。

3.3.2 安科瑞無(wú)線(xiàn)收發(fā)器

??無(wú)線(xiàn)測溫收發(fā)器共有3種，通過(guò)無(wú)線(xiàn)射頻方式接收溫度數據。收發(fā)器根據不同的傳感器型號進(jìn)行匹配，同時(shí)傳感器的傳輸距離決定接收裝置能否多柜接收。

3.3.3 安科瑞顯示終端

??顯示裝置通過(guò)RS485連接收發(fā)器，可嵌入式安裝于柜體上，若柜體開(kāi)孔不便，也可選擇壁掛式安裝于配電室內。方便操作人員現場(chǎng)及時(shí)查看電氣節點(diǎn)實(shí)時(shí)溫度的同時(shí)，也可以通過(guò)RS485或以太網(wǎng)通訊的方式在后臺系統查看現場(chǎng)情況。

4 結語(yǔ)

??實(shí)時(shí)在線(xiàn)無(wú)線(xiàn)溫度監測預警系統應用 效果很好，對處于高電壓、大電流的環(huán)境 中高壓開(kāi)關(guān)柜及電氣設備實(shí)現實(shí)時(shí)在線(xiàn)測 溫監測，因該技術(shù)是無(wú)線(xiàn)數據傳輸.無(wú)需 考慮爬距，避免了污閃與高壓絕緣降低等 問(wèn)題，且人機界面友好，初步實(shí)現了高搓 開(kāi)關(guān)柜的智能化管理，具有較好的應用前 景和推廣價(jià)值。

【參考文獻】

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[2]邵曉明,劉漢濤,趙玉華.實(shí)時(shí)在線(xiàn)無(wú)線(xiàn)溫度監測預警系統在煉鐵廠(chǎng)高壓供配電系統的應用

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊  2019.11版