? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?聊聊開關(guān)柜無源無線測溫系統(tǒng)的應用

錢琪明

安科瑞電氣股份有限公司??上海市?

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摘要：高壓開關(guān)柜是發(fā)電廠重要的系統(tǒng)設備之一，其主觸頭導體是需重點關(guān)注的易發(fā)熱部位，受其全 封閉結(jié)構(gòu)限制無法進行人工測溫，不易實現(xiàn)設備狀態(tài)實時監(jiān)測。本應用方案結(jié)合電廠設備實際情況，基技術(shù)的無源無線傳感器，配套接收器及采集器，實現(xiàn)對帶電導體進行實時溫度測量，具有傳感 器無源無線、安全可靠、直接接觸導體精準測溫等優(yōu)點。

關(guān)鍵詞：開關(guān)柜；無源無線；測溫；

0.?引言

1.?開關(guān)柜斷路器動觸頭在長期運行過程中，緊固彈簧容易發(fā)生疲勞，導致觸片松動、接觸 壓力不足、接觸電阻上升，進而形成觸頭發(fā)熱，對開關(guān)柜的安全運行構(gòu)成極大威脅，甚至造 成火災或全廠停電事故。根據(jù)國家能源局《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要求》13.3.12 項規(guī)定：“開展開關(guān)柜溫度檢測，對溫度異常的開關(guān)柜強化監(jiān)測、分析和處理，防止導電回 路過熱引發(fā)柜內(nèi)短路故障”。傳統(tǒng)檢查手段僅能依靠停電檢修時從觸頭壓痕、劃痕等外觀進 行判斷，存在較大的不確定性，而傳統(tǒng)測溫方式在高壓開關(guān)柜的應用方面均存在一定的局限 性，如熱元件測溫、蠟片測溫存在運行中脫落、絕緣擊穿的運行風險，遠紅外測溫僅能測量 可視范圍測點，無法測量內(nèi)部觸頭溫度，光纖測溫成本較高，存在光纖沿面放電風險，、無 線感應測溫需采用電池供電或CT取電，定期維護量大，測量精度受電流波動影響。）。本文針對上述情況，對一種專門用于接觸帶電導體的無源無線測溫系統(tǒng)應用方案進行了研究設 計。

1. 測溫設備選擇?某電廠高壓廠用電系統(tǒng)采用 6kV 電壓等級，每臺機組配置兩段 6kV 工作母線，高壓開 關(guān)柜采用上海通用廣電產(chǎn)品，真空斷路器（VCB）柜選用 P/VII-12 型中置式交流金屬封閉 鎧裝開關(guān)柜，高壓接觸器（F-C）柜選用 P/VII-12（J.R）型中置式交流金屬封閉鎧裝開關(guān)柜， 額定熱穩(wěn)定電流為 40kA（4s），額定動穩(wěn)定電流為 100kA（峰值）。根據(jù)設備運行特點對 開關(guān)柜觸頭造成過熱的可能性，選擇負荷電流高及頻繁啟停設備的進行測溫點配置，對 8 臺開關(guān)柜主觸頭安裝無源無線測溫裝置。

2.?系統(tǒng)整體方案 因測溫開關(guān)柜在配電室內(nèi)并列布置，各單元測溫裝置采用分散布置形式，系統(tǒng)適用電壓 等級為 99kV 以下，測溫點安裝在開關(guān)上下三相靜觸頭，共 48 個溫度測點，配置數(shù)據(jù)采集 器 4 只、數(shù)據(jù)接收器 8 只、數(shù)據(jù)傳感器 48 只，后臺終端 1 套。 因電廠屬長期有人值班模式，集控制室布置有 NCS 系統(tǒng)、DCS 系統(tǒng)、五防系統(tǒng)、平衡 調(diào)度系統(tǒng)等多套終端設備。結(jié)合電廠設備實際情況，考慮設備有效利用的原則，采用“硬件 共用、軟件并行”的方式，最終采用測溫數(shù)據(jù)接入集控室內(nèi)五防系統(tǒng)后臺終端的方案。五防 系統(tǒng)僅在倒閘操作時與 NCS 系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)單向讀取，系統(tǒng)運行相對獨立，日常 220kV 設備無倒閘操作時基本處于休眠待機狀態(tài)；測溫系統(tǒng)應用程序同樣基于 Windows 平臺，接 入后 CPU、內(nèi)存、緩存等占用率低，可與五防系統(tǒng)應用程序?qū)崿F(xiàn)并行進程運行，無相互運 行影響和系統(tǒng)沖突。達到降低系統(tǒng)設備運維成本的目的，利用原有設備無后期費用追加且利 于運行人員監(jiān)視。

3.??系統(tǒng)可實現(xiàn)的功能?基于無源無線測量到的溫度數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可以實現(xiàn)以下功能：

（1）在開關(guān)柜斷路器動觸頭等傳統(tǒng)技術(shù)無法監(jiān)測的盲區(qū)部位均安裝無源傳感器，實現(xiàn)對上述重點電氣部位的實時溫度采集，并在后臺上實時顯示。

（2）后臺可對測溫點位名稱、電氣設備名稱、所在區(qū)域名稱等進行設置。

（3）設置報警溫度閾值，但溫度超限后，系統(tǒng)可通過彈窗方式報警，并對報警及后續(xù) 處理進行存檔記錄。

（4）歷史溫度數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中長期保存，可通過報表、曲線、圖表等方式供人員進行 查詢和分析。 系統(tǒng)安裝試后，測溫數(shù)據(jù)實時精準，誤差小于 0.2℃，該無源無線測溫傳感器微小安全， 安裝簡易快捷，可直接接觸動觸頭測溫，掃除了以往開關(guān)柜溫度監(jiān)測的盲區(qū)。通過光纖將測 溫數(shù)據(jù)傳輸至集控室，并在集控室五防服務器并行安裝溫度監(jiān)測軟件，實現(xiàn)對溫度測點的實 時監(jiān)視。系統(tǒng)運行兩年來一起很穩(wěn)定，對電氣五防系統(tǒng)未形成任何系統(tǒng)沖突，未出現(xiàn)掉線、 誤報等異常故障，提升了電廠電氣設備運維檢修工作的信息化智能化水平。

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4.應用場景

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功能

電氣接點在線測溫裝置適用于高低壓開關(guān)柜內(nèi)電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開關(guān)、高壓電纜中間頭、干式變壓器、低壓大電流等設備的溫度監(jiān)測，防止在運行過程中因氧化、松動、灰塵等因素造成接點接觸

電阻過大而發(fā)熱成為安全隱患，提高設備安全保障，及時、持續(xù)、準確反映設備運行狀態(tài)，降低設備事故率。

圖片

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產(chǎn)品選型

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型號

認證

圖片

證書

無源無線測溫傳感器

ATE400

CMA、ILAC-MR

A、CNAS

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表帶式無線測溫傳感器

ATE200

CMA、ILAC-MR

A、CNAS

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磁吸式無線測溫傳感器

ATE100M

CMA、ILAC-MR

A、CNAS

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無線溫濕度傳感器

AHE100

CMA、ILAC-MR

A、CNAS

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有線溫度傳感器

PT100

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NTC

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無線收發(fā)器

ATC600

CMA、ILAC-MR

A、CNAS

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智能溫度巡檢儀

ARTM-8

CMA、ILAC-MR

A、CNAS

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智能溫度巡檢儀

ARTM-24

CMA、ILAC-MR

A、CNAS

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無線測溫裝置

ARTM-Pn

CMA、ILAC-MR

A、CNAS

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觸摸屏

ATP007

CMA、ILAC-MR

A、CNAS

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無線測溫采集設備

Acrel-2000

T/A

CMA、ILAC-MR

A、CNAS

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無線測溫監(jiān)控設備

Acrel-2000

T/B

CMA、ILAC-MR

A、CNAS

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6.?結(jié)語本文提出的無源無線測溫技術(shù)，具有傳感器無需供電、結(jié)構(gòu)簡單、體積微小、安全穩(wěn)定、 系統(tǒng)組網(wǎng)靈活等特點，彌補了傳統(tǒng)技術(shù)在帶電導體測溫方面的缺陷，能夠為電廠的電氣檢修 在狀態(tài)監(jiān)測方面提供強有力的信息化保障，具有非常廣闊的應用前景、較高的經(jīng)濟效益和社 會價值。

參考文獻

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