淺談無線溫度監(jiān)測在冶煉廠供配電的應(yīng)用

趙娜

安科瑞電氣股份有限公司

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)，通過與傳統(tǒng)測溫方法對(duì)比，實(shí)時(shí)在線無線溫度監(jiān)測解決 了密封高壓開關(guān)柜內(nèi)部各連接點(diǎn)溫度無法檢測的難題，滿足了供電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求，降低了勞動(dòng)強(qiáng)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(dǎo)致爬電事故的發(fā)生，安全可靠。

關(guān)鍵詞：實(shí)時(shí)在線；無線；溫度；監(jiān)測

  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)定性有了高要求。 而且，鋼鐵行業(yè)的激烈競爭，為實(shí)現(xiàn)好、 高的經(jīng)濟(jì)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(shè)備之間的連接點(diǎn)是電力輸送bo弱環(huán)節(jié)。隨著負(fù)荷的增大及長時(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)過段 時(shí)間，完*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。目內(nèi)對(duì) 電氣設(shè)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(dǎo) 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，因 漏檢而發(fā)生故障的機(jī)率非常大。目新 換代后的手車開關(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 溫儀已無法進(jìn)行人工巡査測溫。因此實(shí)時(shí)監(jiān)測高壓連接點(diǎn)溫度變化是非常必要的。

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

  紅外線實(shí)時(shí)在線無線溫度監(jiān)測預(yù)警系 統(tǒng)不但可以節(jié)省大量的人力、物力，與示 溫蠟片、紅外測溫相比，系統(tǒng)還具有測溫 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)測溫方式的次革命。

1.1實(shí)時(shí)在線無線溫度監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的組成及功能

1.1.1無線溫度傳感器

  在各測溫點(diǎn)放置個(gè)無線溫度測量 和發(fā)送裝置，即無線溫度傳感器。無線溫 度傳感器由控制單元，無線數(shù)據(jù)傳輸和溫 度測量三部分組成。測量溫度后，將溫度 數(shù)據(jù)通過無線方式傳遞給測溫通訊終端。 每個(gè)無線溫度傳感器具有唯yi的ID編號(hào), 現(xiàn)場安裝使用時(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)測工作站 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫中。

1.1.2測溫通信終端

  負(fù)責(zé)接收各無線溫度傳感器測量和發(fā) 送出的溫度數(shù)據(jù)，并通過總線連接，響應(yīng) 管理軟件命令把測溫?cái)?shù)據(jù)上傳到管理計(jì)算 機(jī)。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(shù)據(jù)，為了保證終端 的響應(yīng)速度，規(guī)定個(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(hào)， 在工程實(shí)施時(shí)，通過配置軟件下載到 終端中。

1.1.3溫度監(jiān)測工作站

  配電室內(nèi)設(shè)立個(gè)溫度監(jiān)測工作站， 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)換器與各測溫通訊終端連接。

  溫度監(jiān)測計(jì)算機(jī)從測溫通訊終端采集 各監(jiān)測點(diǎn)的運(yùn)行溫度數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)庫中作 長期保存，實(shí)時(shí)顯示監(jiān)測點(diǎn)的溫度變化曲 線，并進(jìn)行分析，旦發(fā)現(xiàn)溫度過熱、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)在線無線溫度監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的安裝

1.2.1系統(tǒng)配置

  結(jié)合現(xiàn)場中置式或固定式高壓開關(guān)柜 各連接點(diǎn)要求，以KYN27B—12Z中置式開 關(guān)柜為例，每面開關(guān)柜內(nèi)需安裝9個(gè)點(diǎn)，即 手車式斷路器上口三相、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)安裝測溫點(diǎn)的總數(shù)量，相應(yīng)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(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.

1.3實(shí)時(shí)在線無線溫度監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的 點(diǎn)

  系統(tǒng)端采用無線溫度傳感器，無 線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(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，安全可靠。

  (3)機(jī)柜終端可準(zhǔn)確地報(bào)告運(yùn)行中所有 被測高壓設(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)通過監(jiān)控中心人機(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，大限度的減少事故。

  (5)與傳統(tǒng)示溫蠟片、紅外測溫相比， 系統(tǒng)具有測溫精度高，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)在線無線溫度監(jiān)測預(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溫儀人工測溫，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了人身安全性，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

  (2)開關(guān)柜內(nèi)實(shí)際溫度的實(shí)時(shí)在線檢測，為故障定位獲得手運(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)在線無線溫度監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng) 的應(yīng)用解決了中置式、固定式密封高壓開關(guān)柜內(nèi)部各連接點(diǎn)溫度無法檢測難題，滿足了供電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

3 安科瑞無線測溫系統(tǒng)介紹

  安科瑞無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)是根據(jù)當(dāng)無線測溫系統(tǒng)的要求，在廣泛征求用戶和專家意見的基礎(chǔ)上,充分吸收當(dāng)內(nèi)外廠家的成功案例，并結(jié)合安科瑞多年來的豐富經(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)的款專業(yè)的無線測溫軟件。

3.1 Acrel-2000T無線測溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

  Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)通過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，安全性、可靠性和開放性都得到了很大地提高。

Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)具有遙信、遙測、遙控、遙調(diào)、遙設(shè)、事件報(bào)警、曲線、棒圖、報(bào)表和用戶管理功能。可以監(jiān)控?zé)o線測溫系統(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無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)主要特點(diǎn)是開放式系統(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)庫管理系統(tǒng)、通信管理等幾大模塊。

圖1 Acrel-2000T無線測溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.2 Acrel-2000T無線測溫系統(tǒng)功能

■實(shí)時(shí)監(jiān)測

  Acrel-2000T無線測溫監(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

  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

  壁掛式無線測溫監(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)備提供以下凡種告警fang式：

  a.彈岀事件報(bào)驚窗口.

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

  C.短信吿警，可以向手機(jī)號(hào)ma發(fā)送吿警信息短信（需選配短信mao）.

■歷史告警査詢

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

■用戶權(quán)限管理

  Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。

通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)*的操作（如數(shù)據(jù)庫修改等）?？梢远x不同級(jí)別用戶的 登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。

■定值設(shè)置

  用于修改高溫定值、超溫定值。

■WEB（可選）

  展示頁面顯示變電站數(shù)量、變壓器數(shù)量、監(jiān)測點(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。頁顯示場站的變壓器數(shù)量、回路個(gè)數(shù)、有功功率、無功功率、用電量、事件記錄等概況信息，可通過實(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)測各個(gè)回路的測點(diǎn)溫度、電壓、電流、功率曲線信息。

  接線圖頁面通過次圖實(shí)時(shí)反映電氣參數(shù)變化，包括測量量、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，電能環(huán)比，用電。

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

■手機(jī)APP（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系列無線測溫終端產(chǎn)品選型

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

圖2 電氣接點(diǎn)在線測溫結(jié)構(gòu)圖

3.3.1 安科瑞無線溫度傳感器

  無線溫度傳感器共有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 安科瑞無線收發(fā)器

  無線測溫收發(fā)器共有3種，通過無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RS485連接收發(fā)器，可嵌入式安裝于柜體上，若柜體開孔不便，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RS485或以太網(wǎng)通訊的方式在后臺(tái)系統(tǒng)查看現(xiàn)場情況。

4 結(jié)語

  實(shí)時(shí)在線無線溫度監(jiān)測預(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 中高壓開關(guān)柜及電氣設(shè)備實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線測 溫監(jiān)測，因該技術(shù)是無線數(shù)據(jù)傳輸.無需 考慮爬距，避免了污閃與高壓絕緣降低等 問題，且人機(jī)界面友好，初步實(shí)現(xiàn)了高搓 開關(guān)柜的智能化管理，具有較好的應(yīng)用 景和推廣價(jià)值。

【參考文獻(xiàn)】

[1]任燕霞.實(shí)時(shí)在線無線溫度監(jiān)測預(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)在線無線溫度監(jiān)測預(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

作者簡介：趙娜，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要從事無線測溫系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用