电力在线测温装置及系统在智能车间的应用

安科瑞 黄飞蓉 18860995251

摘要:高压开关柜是电力传输系统的枢纽,起着通断、控制或保护等作用,保障着系统安全运行。由于设备长期运行,高压开关柜的连接点因温度过高而酿成火灾的情况时有发生。这会造成经济损失甚至人员伤亡,因此,对高压开关柜内的设备进行温度检测变得尤为重要。本文根据高压开关柜的特点，对各发热节点进行实时温度监测和报警。

关键词：高压开关柜;智能操控;无线测温;电力系统

0 概述

东岳化工创建于1987年，公司产品制冷剂、绿色环保制冷剂、无水氟化氢、聚四氟乙烯、氟化盐及新材料规模、技术、市场占有率雄居亚洲。“东岳联邦”为山东省商标、中国高分子材料和新兴环保制冷剂行业的品牌。

本项目高分子智能车间配电室共4台10kV/0.4kV变压器，变配电站内无线测温传感器等设备采用lora无线组网接入变配电站内的数据采集器，进而接入变电站值班室在线测温主机。

1 需求分析

在线测温系统需要实现数据集中管理、分析处理。软件功能要求如下：

1)电气接点温度测量及显示，要求每面高压柜需6点测温;

2)无线传输：采用感应取电方式，启动电流≥5安，测温范围-50℃~125℃，传感器和供电模块一体，整体使用寿命不小于10年，测量精度为±1℃;

3)实时监测：测温模块中的温度传感器将实时测得的温度信息传递给接收模块，接收模块将此信息上传至后台系统，保证了数据的实时性。

2 技术标准

本技术规范书引用的国家和行业标注如下：

ISO/IEC11801 《国际综合布线标准》

GB/50198 《监控系统工程技术规范》

GB50054-2011《低压配电设计规范》

IEC 61587 《电子设备机械结构系列》

DL/T448-2000 《电能计量装置技术管理规程》

3 系统方案

系统主要实现对山东东岳高分子智能车间变配电进行在线温度监测,582只无线测温传感器ATE400接入本变电所内数据采集器，通过网线上传数据至变电所值班室主机，从而在监控主机上实现总线上仪表与监控主机的数据连通。如下图所示：站控管理层、网络通讯层和现场设备层。

系统特点

1、 系统具有预置行程，利用智能方式运作，无需看管进行系统自检

2、 发现目标设备温度异常自动预警，提示人员具体位置状况信息，提供排除故障的效率

3、 对变电站区域场景的远程电力红外视频监控

4、 变电站内变压器、断路器等重要运行设备的外观状态、工作状态、温度场分布情况的监测

5、 变电站内CT、PT、避雷器和瓷绝缘子等高压设备的外观状态、工作状态、温度场分布情况的监测

6、 变电站内其它充油设备、易燃设备的外观状态、工作状态、温度场分布情况的监测

7、 变电站内外红外视频监控有告警硬接点接至变电站综合自动化系统或远动设备，提供消防，预警的运动报警信息

 

系统网络拓扑图

1)站控管理层

站控管理层针对在线测温系统的管理人员，是人机交互的直接窗口。在主要指置于值班室的工控机、显示器、UPS等。

2)网络通讯层

通讯层主要是由数据采集器及总线网络组成。数据采集器主要功能是监测现场智能仪表;总线网络的主要功能是实现数据交互，使配电系统管理集中化、信息化、智能化，提高了配电系统的安全性，可靠性和稳定性，达到了无人值守的目的。

3)现场设备层

现场设备层是数据采集终端无线测温传感器通过lora无线传输，采用MODBUS通讯协议总线型连接接入数据采集器，经数据采集器到达监控主机进行组网，实现远程监控。

4 系统功能

功能特点

本系统采用全中文界面，操作简单方便;运行稳定可靠;系统具有一次系统图显示，模拟图显示和网络结构图显示;系统提供了友好的人机交互界面，一切操作均可在界面上进行，而且具有远程显示功能。

登录界面

安科瑞Acrel-2000在线测温系统为保障系统安全稳定运行，设置了用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作(如配电回路名称修改等)。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行、维护、管理提供可靠的安全保障。

主要功能：将用户的级别分为操作工、班长、工程师、系统管理员四个等级，每个等级可以分别赋予不同的操作权限，包括进入运行、退出运行、遥控操作、报表管理、系统配置、用户管理等。系统管理员为高等级用户，上级用户可添加、删除下级别的用户。

 

配电监测界面

安科瑞Acrel-2000在线测温系统人机界面友好，能够以配电一次图的形式直观显示配电线路的运行状态，实时监测各回路信号。

主要功能：能够在配电一次图中直观显示各测温节点的温度数据，及有关故障、告警等状态信号

 

 

配电监测功能

运行报表

系统具有实时电力参数和历史电力参数的存储和管理功能，所有实时采集的数据、顺序事件记录等均可保存到数据库，在查询界面中能够自定义需要查询的参数、指定时间或选择查询近期更新的记录数据等，并通过报表方式显示出来。

主要功能：查询各间隔各监测节点的运行温度统计日、月报表，并可进行平均温度统计。

 

运行报表功能

报警及事件

实时报警

系统具有高温报警、超温跳闸事故告警，当出现事故或预警时，弹窗提醒，并发出声音或闪光。

历史事件查询

系统能够对高温告警、超温跳闸等事件进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析。

 

开关柜无线测温装置根据当前用电负荷迅速增长的情况和电力工业技术发展的要求，高压开关正在向自诊断、智能化的方向发展，从定期检修转向状态检修。本系列产品采用无线电射频通讯技术，实现了高压开关断路器或母线连接点的温升在线监测，满足了状态检修的要求。本装置集无线温度测量、数据记录、数据分析和控制功能于一体，可实现对电气节点温度的实时监控，通过后台数据上传，可方便快捷的了解各电气节点的温度情况。使用本装置可直接替代手持红外测温设备，且测温精度高，是配套电力测温系统的理想之选。

产品特点

1、采用无线电射频技术，实现高压被测端与显示仪表的隔离传输，无线信号传输能突破电柜内金属的屏蔽。

2、一机能检测多达十二个柜内温升点，实现超温报警、自动排风、低温加热等功能。

3、本装置提供无源传感器或有源传感器两种测温传感器;

无源传感器：其运用小CT、磁饱和技术，从一次电流回路取电，一次电流300A~5000A范围内均可稳定工作，无需更换。

有源传感器：采用电池平稳供电，根据温度情况实时修改发射频率，功耗小，寿命长，可维持运行4~5年。

4、车用级元件及收发组件安装方便，表带式直接卡扣在电缆或母排上，环形传感器只需拉出手车就可完成安装，对于老设备改造十分简单方便，不会降低电柜原有的绝缘性能。

5、无线信号采用开放的频段，微功率发射符合国家无线电管理规定，对其它设备不产生干扰。

6、电磁兼容(EMC)特性好，抗干扰适应能力强，适合于630A~5000A的各种型号的断路器、隔离开关、闸刀等高压设备的安装应用。

7、完善的报警方式，可设置两种温度点，高温排风、超温跳闸。

5 结束语

高压开关设备是变电站和配电站中保证电力系统安全运行的重要设备之一，本文介绍的安科瑞无线测温传感器针对高低压开关柜内断路器触头的温度进行监测，防止在运行过程中因氧化、松动、灰尘等因素造成接点接触电阻过大而发热成为隐患，提升设备安全保障。及时、持续、准确反映设备运行状态，避免安全事故的发生，降低设备事故率。安科瑞智能操控区别于由几个独立的电子装置分别实现带来的集成度低,配线复杂,可靠性差的缺点，实现大大提高开关柜操控的集成度和智能化程度。远程电力系统可以实现对现场设备运行状态的异地监控,实现了技术资源的共享,能够迅速地提高整体维护水平,保障了设备的顺利运行，并对整个系统在软硬件方面采取了相应的抗干扰的措施，保证系统的可靠性。


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