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淺談無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在冶煉廠供配電的應(yīng)用

更新時(shí)間:2020-07-27 點(diǎn)擊次數(shù): 1059次

劉細(xì)鳳

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要:高壓供配電系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)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(tǒng)測(cè)溫方法對(duì)比,實(shí)時(shí)在線無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)解決 了密封高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部各連接點(diǎn)溫度無(wú)法檢測(cè)的難題,滿足了供電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的要求,降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了人身 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(dǎo)致爬電事故的發(fā)生,可靠。

關(guān)鍵詞:實(shí)時(shí)在線;無(wú)線;溫度;監(jiān)測(cè)

  隨著高爐強(qiáng)冶煉的不斷推進(jìn),對(duì)高壓 供配電系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性有了更高要求。 而且,鋼鐵行業(yè)的激烈競(jìng)爭(zhēng),為實(shí)現(xiàn)更好、 更高的經(jīng)濟(jì)效益,減員增效勢(shì)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(shè)備之間的連接點(diǎn)是電力輸送zui 弱環(huán)節(jié)。隨著負(fù)荷的增大及長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的 振動(dòng)與灰塵污染,導(dǎo)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)段 時(shí)間,*能做到及早發(fā)現(xiàn)異常進(jìn)行預(yù)防, 減少或杜絕電力事故的發(fā)生。目前內(nèi)對(duì) 電氣設(shè)備高壓連接點(diǎn)的溫升測(cè)量普遍使用 的方法為示溫蠟片或定期用紅外線測(cè)溫儀 逐點(diǎn)測(cè)溫。示溫蠟片顯然落后,而用紅外 測(cè)溫儀逐點(diǎn)測(cè)溫的方法有很多弊端,易導(dǎo) 致與高壓帶電體近距離接觸威脅人身,測(cè)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(cè),周期較長(zhǎng),因 漏檢而發(fā)生故障的機(jī)率非常大。目前更新 換代后的手車(chē)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部的斷路器、刀閘 和動(dòng)靜觸頭等設(shè)備的位置隱蔽,紅外線測(cè) 溫儀已無(wú)法進(jìn)行人工巡査測(cè)溫。因此實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高壓連接點(diǎn)溫度變化是非常必要的。

 

1 實(shí)時(shí)在線溫度監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)概述

  紅外線實(shí)時(shí)在線無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)預(yù)警系 統(tǒng)不但可以節(jié)省大量的人力、物力,與示 溫蠟片、紅外測(cè)溫相比,系統(tǒng)還具有測(cè)溫 精度高,響應(yīng)速度快,體積小,易安裝, 組網(wǎng)靈活、實(shí)時(shí)在線,抗干擾性強(qiáng)等點(diǎn), 是傳統(tǒng)測(cè)溫方式的次革命。

1.1實(shí)時(shí)在線無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的組成及功能

1.1.1無(wú)線溫度傳感器

  在各測(cè)溫點(diǎn)放置個(gè)無(wú)線溫度測(cè)量 和發(fā)送裝置,即無(wú)線溫度傳感器。無(wú)線溫 度傳感器由控制單元,無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸和溫 度測(cè)量三部分組成。測(cè)量溫度后,將溫度 數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線方式傳遞給測(cè)溫通訊終端。 每個(gè)無(wú)線溫度傳感器具有wei的ID編號(hào), 現(xiàn)場(chǎng)安裝使用時(shí)每個(gè)傳感器的安裝地點(diǎn)與 ID編號(hào)對(duì)應(yīng)起存入溫度監(jiān)測(cè)工作站 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)中。

1.1.2測(cè)溫通信終端

  負(fù)責(zé)接收各無(wú)線溫度傳感器測(cè)量和發(fā) 送出的溫度數(shù)據(jù),并通過(guò)總線連接,響應(yīng) 管理軟件命令把測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)上傳到管理計(jì)算 機(jī)。個(gè)測(cè)溫通訊終端能夠接收到多個(gè)傳 感器發(fā)出的溫度測(cè)量數(shù)據(jù),為了保證終端 的響應(yīng)速度,規(guī)定個(gè)終端zui多接收管理 100個(gè)探頭。每個(gè)終端所管理的探頭的ID號(hào), 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(jiān)測(cè)工作站

  配電室內(nèi)設(shè)立個(gè)溫度監(jiān)測(cè)工作站, 主要是臺(tái)PC計(jì)算機(jī),該計(jì)算機(jī)經(jīng)RS485 通信接口轉(zhuǎn)換器與各測(cè)溫通訊終端連接。

  溫度監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)從測(cè)溫通訊終端采集 各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的運(yùn)行溫度數(shù)據(jù),在數(shù)據(jù)庫(kù)中作 長(zhǎng)期保存,實(shí)時(shí)顯示監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫度變化曲 線,并進(jìn)行分析,旦發(fā)現(xiàn)溫度過(guò)熱、或 急劇升溫到設(shè)置報(bào)警溫度立即報(bào)警。

1.2實(shí)時(shí)在線無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的安裝

1.2.1系統(tǒng)配置

  結(jié)合現(xiàn)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(nèi)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(或出線)電纜終端頭連接處 三相,根據(jù)安裝測(cè)溫點(diǎn)的總數(shù)量,相應(yīng)配備 測(cè)溫通訊終端。(100個(gè)測(cè)溫點(diǎn)配備1個(gè)測(cè) 溫終端)

1.2.2支持光纖遠(yuǎn)傳功能

  系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行正常后,利用光纖遠(yuǎn)傳技 術(shù),可將工作站內(nèi)系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)溫度信號(hào)輸送到 其它配電室,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)在線溫度監(jiān)測(cè).

1.3實(shí)時(shí)在線無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的 點(diǎn)

  系統(tǒng)前端采用無(wú)線溫度傳感器,無(wú) 線溫度傳感器可快捷方便地安裝在高壓帶 電體被測(cè)接點(diǎn)上,準(zhǔn)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(xiàn) 了采集器和被采集點(diǎn)等電位,可靠。

  (3)機(jī)柜終端可準(zhǔn)確地報(bào)告運(yùn)行中所有 被測(cè)高壓設(shè)備易發(fā)熱部件溫升,為設(shè)備安 全運(yùn)行提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù);

  ⑷系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過(guò)監(jiān)控人機(jī)界面將 地理分布圖,接點(diǎn)溫度運(yùn)行參數(shù),預(yù)告警 信息、歷史參數(shù)等通過(guò)圖形、表格、曲線、 棒圖等形式直觀顯示,及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患,消 除隱患,zui大限度的減少事故。

  (5)與傳統(tǒng)示溫蠟片、紅外測(cè)溫相比, 系統(tǒng)具有測(cè)溫精度高,響應(yīng)速度快,體積小, 易安裝,組網(wǎng)靈活、實(shí)時(shí)在線,抗干擾性 強(qiáng)等點(diǎn),相比之下光纖測(cè)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(dǎo)致爬電事故,并且柜內(nèi)布線 難度大,工程施工不靈活等。

 

2 實(shí)時(shí)在線無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用效果

  (1)系統(tǒng)正常投運(yùn)后,高壓配電室巡檢 人員不再使用紅外線測(cè)溫儀人工測(cè)溫,降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了人身性,產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

  (2)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)實(shí)際溫度的實(shí)時(shí)在線檢測(cè),為故障定位獲得di手運(yùn)行數(shù)據(jù),便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)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(shù)據(jù),保障了電力供應(yīng)的穩(wěn)定性.

  (4)實(shí)時(shí)在線無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng) 的應(yīng)用解決了中置式、固定式密封高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部各連接點(diǎn)溫度無(wú)法檢測(cè)難題,滿足了供電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的要求,達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

 

3 安科瑞無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)介紹

  安科瑞無(wú)線測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)是根據(jù)當(dāng)前無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的要求,在廣泛征求用戶(hù)和專(zhuān)家意見(jiàn)的基礎(chǔ)上,充分吸收當(dāng)前內(nèi)外廠家的成功案例,并結(jié)合安科瑞多年來(lái)的豐富經(jīng)驗(yàn),采用面向?qū)ο蟮姆謱臃植际皆O(shè)計(jì)思想,結(jié)合自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)而設(shè)計(jì)的款專(zhuān)業(yè)的無(wú)線測(cè)溫軟件。

3.1 Acrel-2000T無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

  Acrel-2000T無(wú)線測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)RS485總線或以太網(wǎng)與間隔層的設(shè)備直接進(jìn)行通信(如圖1),系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU, Modbus TCP等傳輸規(guī)約,性、可靠性和開(kāi)放性都得到了很大地提高。

Acrel-2000T無(wú)線測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)具有遙信、遙測(cè)、遙控、遙調(diào)、遙設(shè)、事件報(bào)警、曲線、棒圖、報(bào)表和用戶(hù)管理功能??梢员O(jiān)控?zé)o線測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行狀況,實(shí)現(xiàn)快速報(bào)警響應(yīng),預(yù)防嚴(yán)重故障發(fā)生。

  Acrel-2000T無(wú)線測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)主要特點(diǎn)是開(kāi)放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu),硬件兼容性強(qiáng),軟件移植性好,應(yīng)用功能豐富。該系統(tǒng)具有強(qiáng)大的處理能力,快速的事件響應(yīng),友好的人機(jī)界面,方便的擴(kuò)充手段。其軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依據(jù)軟件工程的設(shè)計(jì)規(guī)范,模塊劃分合理,接口簡(jiǎn)捷明了,主要包括主控模塊、人機(jī)界面、圖形組態(tài)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、通信管理等幾大模塊。

 

圖1 Acrel-2000T無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.2 Acrel-2000T無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)功能

■實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

  Acrel-2000T無(wú)線測(cè)溫監(jiān)控軟件人機(jī)界面友好,能夠以配電次圖的形式直觀顯示各測(cè)溫節(jié)點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)及有關(guān)故障、告警等信息

■溫度查詢(xún)

  溫度歷史曲線(1分鐘、5分鐘、60分鐘可選)

■運(yùn)行報(bào)表

  查詢(xún)各回路設(shè)備運(yùn)行溫度報(bào)表.

■實(shí)時(shí)報(bào)警

  壁掛式無(wú)線測(cè)溫監(jiān)控設(shè)備具有實(shí)時(shí)報(bào)警功能,設(shè)備能夠?qū)囟仍较薜仁录l(fā)出告警。

■設(shè)備提供以下凡種告jing式:

  a.彈岀事件報(bào)驚窗口.

  b.實(shí)時(shí)語(yǔ)音報(bào)警功能,能夠?qū)λ惺录l(fā)出語(yǔ)音告警.

  C.短信吿警,可以向移動(dòng)端號(hào)碼發(fā)送吿警信息短信.

■歷史告警査詢(xún)

  Acrel-2000T無(wú)線測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)λ袇叹录涗涍M(jìn)行存儲(chǔ)和管理,方便用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)和告警等事件進(jìn)行歷史追溯,查詢(xún)統(tǒng)計(jì)、事故分析。

■用戶(hù)權(quán)限管理

  Acrel-2000T無(wú)線測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)為保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,設(shè)置了用戶(hù)權(quán)限管理功能。

通過(guò)用戶(hù)權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作(如數(shù)據(jù)庫(kù)修改等)??梢远x不同級(jí)別用戶(hù)的 登錄名、密碼及操作權(quán)限,為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的保障。

■定值設(shè)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(shù)量、變壓器數(shù)量、監(jiān)測(cè)點(diǎn)位數(shù)量等概況信息, 設(shè)備溫度、通信狀態(tài),用電分析和事件記錄。頁(yè)顯示場(chǎng)站的變壓器數(shù)量、回路個(gè)數(shù)、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(jiān)控、變壓器、通信模塊切換到需要查看的界面。

  實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線可監(jiān)測(cè)各個(gè)回路的測(cè)點(diǎn)溫度、電壓、電流、功率曲線信息。

  接線圖頁(yè)面通過(guò)次圖實(shí)時(shí)反映電氣參數(shù)變化,包括測(cè)量量、信號(hào)量等信息(信號(hào)量 需要斷路器提供輔助觸點(diǎn)支持)。

  能耗統(tǒng)計(jì)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(shì)曲線,電能環(huán)比,用電前。

  運(yùn)維管理\通信狀態(tài)顯示監(jiān)測(cè)接入系統(tǒng)設(shè)備的通信狀態(tài)。

■移動(dòng)端應(yīng)用(可選)

  設(shè)備數(shù)據(jù)員面顯示各設(shè)備的電參量數(shù)據(jù)、溫 度數(shù)據(jù)以及曲線。

3.3 安科瑞ARTM系列無(wú)線測(cè)溫終端產(chǎn)品選型

  安科瑞電氣接點(diǎn)無(wú)線測(cè)溫方案由無(wú)線溫度傳感器、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(cè)溫?cái)?shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線射頻技術(shù)傳至接收裝置,再由接收器485通訊至測(cè)溫終端或無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)(如圖2)。

 

圖2 電氣接點(diǎn)在線測(cè)溫結(jié)構(gòu)圖

3.3.1 安科瑞無(wú)線溫度傳感器

  無(wú)線溫度傳感器共有5種,分別對(duì)應(yīng)螺栓固定、表帶固定、扎帶捆綁、合金片固定等安裝方式。針對(duì)不同的變電站要求,可根據(jù)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)線收發(fā)器

  無(wú)線測(cè)溫收發(fā)器共有3種,通過(guò)無(wú)線射頻方式接收溫度數(shù)據(jù)。收發(fā)器根據(jù)不同的傳感器型號(hào)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(nèi)。方便操作人員現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)查看電氣節(jié)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(tái)系統(tǒng)查看現(xiàn)場(chǎng)情況。

 

4 結(jié)語(yǔ)

  實(shí)時(shí)在線無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)用 效果很好,對(duì)處于高電壓、大電流的環(huán)境 中高壓開(kāi)關(guān)柜及電氣設(shè)備實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線測(cè) 溫監(jiān)測(cè),因該技術(shù)是無(wú)線數(shù)據(jù)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(jī)界面友好,初步實(shí)現(xiàn)了高搓 開(kāi)關(guān)柜的智能化管理,具有較好的應(yīng)用前 景和推廣價(jià)值。

 

【參考文獻(xiàn)】

[1]任燕霞.實(shí)時(shí)在線無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的研究與應(yīng)用,科技傳播[J].2011(4):146- 148.

[2]邵曉明,劉漢濤,趙玉華.實(shí)時(shí)在線無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)在煉鐵廠高壓供配電系統(tǒng)的應(yīng)用

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)  2019.11版

 

作者簡(jiǎn)介:劉細(xì)鳳,女,安科瑞電氣股份有限公司,主要從事無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用

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