某炼轧厂配电工程的无线测温系统

苏月婷
江苏安科瑞电气制造有限公司

1无线测温系统建设背景
1.1 设备规模
  本炼轧厂配电工程由一个10kV开闭所、1#和2#两个变配电所组成，共计21面中压开关柜。其中，中压开关为真空断路器的中置式开关柜，分别采用美国伊顿原装进口的150VCP-W50型真空断路器和ABB生产的VD4型真空断路器。
1.2 设备运行维护现状
  日常运行中10kV开关具有带电运行时间长、运行电流偏大、停电维护检修机会少等特点，并且因为五防设计原因开关柜门闭锁不能打开，运行、维护人员仅仅依靠测温枪或红外成像仪等工具，很难对开关柜易发热部位如动静触头、出线母排等的温度进行有效监视。该配电工程自2013年至2015年，先后发生了1AH6进线开关触头过热跳闸导致母线失电、1AH10进线开关触头过热跳闸导致母线失电等影响配电房安全稳定的事故。
  发生以上事故主要是因为缺乏有效的在线监测手段，难以有效预防过热故障，当开关元件发热后也无法及时处理，最终导致开关损坏甚至配电房非停。总之，该配电工程10kV开关不能满足配电房安全稳定运行的要求。
2无线测温监测技术的应用情况  随着电力工业的发展，对设备的安全性、可靠性要求越来越高。以往人工巡视设备的方法已逐渐弱化，在这种条件下，高压设备的无线测温系统应运而生。这种技术是将内置电池和无线发射模块的测温传感器安装于各测温点，由于其体积小，且无需任何接线，其电气安全性可以得到保证。传感器周期性的将测温数据无线发送至接收单元，接收单元可联网将数据送至主站，以此实现一个区域系统的电气温度监测。
目前我国许多地方的电网公司、变电站、钢铁公司等都已在高压设备上采用这种无线测温监测技术。相对来说，火力发电厂由于各自不同的原因较少采用这种技术，多数火电厂仍然采用试温蜡片、测温仪等传统手段借助人力进行设备监控。
3本工程无线测温系统架构
  本配电工程无线测温监测系统主要由数据采集、数据传输和主站监测组成，每面中压开关柜的断路器手车触头均需配备无线测温装置，每面柜内节点的温度通过485通讯口汇聚至后台系统。
3.1 数据采集
  本系统的接点温度采集由无线测温传感器、收发器、测温终端构成，无线测温传感器直接安装于配电柜内发热节点，通过无线射频技术将测温数据发送到收发器，再由收发器将数据送至测温终端显示，测温终端可传输到监控主网。本工程无线测温终端选用安科瑞德智能操控无线测温一体化装置ASD320-P6，无线测温传感器选用安科瑞ATE200，收发器选用安科瑞ATC100。
整个系统由10kV开闭所无线测温子系统、1#变配电所无线测温子系统、1#变配电所无线测温子系统、主站组成。
3.1.1无线测温产品上图方案
10kV开闭所无线测温方案配置http://net.acrel.cn/(S(ib20eh55ihsyz245x4gf2b2i))/alwz/common/upload/2018/07/25/10295n0.png1#变配电所无线测温方案配置?http://net.acrel.cn/(S(ib20eh55ihsyz245x4gf2b2i))/alwz/common/upload/2018/07/25/1029385c.png2#变配电所无线测温方案配置http://net.acrel.cn/(S(ib20eh55ihsyz245x4gf2b2i))/alwz/common/upload/2018/07/25/10304xp.png3.1.2无线测温方案明细
编号10kV开闭所




序号名 称安装柜单 位数 量备注
1智能操控装置ASD320-P61AH1柜台1安科瑞电气股份有限公司
2无线测温传感器ATE200点6
3无线测温收发器ATC100个1
4智能操控装置ASD320-P61AH2柜台1
5无线测温传感器ATE200点6
6无线测温收发器ATC100个1
7智能操控装置ASD320-P61AH3柜台1
8无线测温传感器ATE200点6
9无线测温收发器ATC100个1
10智能操控装置ASD320-P61AH4柜台1
11无线测温传感器ATE200点6
12无线测温收发器ATC100个1
13智能操控装置ASD320-P61AH5柜台1
14无线测温传感器ATE200点6
15无线测温收发器ATC100个1
16智能操控装置ASD320-P61AH6柜台1
17无线测温传感器ATE200点6
18无线测温收发器ATC100个1
19智能操控装置ASD320-P61AH7柜台1
20无线测温传感器ATE200点6
21无线测温收发器ATC100个1
22智能操控装置ASD320-P61AH8柜台1
23无线测温传感器ATE200点6
24无线测温收发器ATC100个1
25智能操控装置ASD320-P61AH9柜台1
26无线测温传感器ATE200点6
27无线测温收发器ATC100个1
28智能操控装置ASD320-P61AH10柜台1
29无线测温传感器ATE200点6
30无线测温收发器ATC100个1
31智能操控装置ASD320-P61AH11柜台1
32无线测温传感器ATE200点6
33无线测温收发器ATC100个1
34智能操控装置ASD320-P61AH12柜台1
35无线测温传感器ATE200点6
36无线测温收发器ATC100个1
37智能操控装置ASD320-P61AH13柜台1
38无线测温传感器ATE200点6
39无线测温收发器ATC100个1
40智能操控装置ASD320-P61AH14柜台1
41无线测温传感器ATE200点6
42无线测温收发器ATC100个1
43智能操控装置ASD320-P61AH15柜台1
44无线测温传感器ATE200点6
45无线测温收发器ATC100个1


编号1#变配电系统




序号名 称安装柜单 位数 量备注
1智能操控装置ASD320-P62AH1柜台1安科瑞电气股份有限公司
2无线测温传感器ATE200点6
3无线测温收发器ATC100个1
4智能操控装置ASD320-P62AH2柜台1
5无线测温传感器ATE200点6
6无线测温收发器ATC100个1
7智能操控装置ASD320-P62AH3柜台1
8无线测温传感器ATE200点6
9无线测温收发器ATC100个1


编号2#变配电系统




序号名 称安装柜单 位数 量备注
1智能操控装置ASD320-P63AH1柜台1安科瑞电气股份有限公司
2无线测温传感器ATE200
点6
3无线测温收发器ATC100个1
4智能操控装置ASD320-P63AH2柜台1
5无线测温传感器ATE200
点6
6无线测温收发器ATC100个1
7智能操控装置ASD320-P63AH3柜台1
8无线测温传感器ATE200
点6
9无线测温收发器ATC100个1



合计智能操控装置ASD320-P6台21


无线测温传感器ATE200点126


无线测温收发器ATC100个21

3.2 数据传输  数据传输主要包括通讯采集器、光端机以及传输光纤。无线测温终端ASD320-P6采集每个接点温度数据，汇聚到通讯管理机，再通过光纤向测温主站传输信号。每台ASD320-P6对应的无线测温传感器采用地址编码识别，只接收与自身网络地址匹配的数据，自动过滤地址不匹配的数据，且数据在无线传输时不会相互干扰。3.3 主站监测系统
  本配电工程采用的是Acrel-2000无线测温系统，其设立在集控室电子间内，由通讯模块、显示模块、告警输出模块、数据存储、事件记录模块和后台软件模块组成。其作用是将3个10kV配电室内无线测温终端传输过来的信号，显示在主站的显示器上，实现温度实时显示、历史数据记录对比分析、超温预警及报警、运行状态全程记录等功能，帮助监控人员监测、分析开关温度监测点的过热情况，预测出故障发生的部位，保证高压设备安全运行。3.3.1 系统架构http://net.acrel.cn/(S(ib20eh55ihsyz245x4gf2b2i))/alwz/common/upload/2018/07/25/103432ax.png3.3.2 系统配置
序号名称型号、规格单位数量备注
1工控机IPC-510MB/501G2(10串口,双网口) /G1620  /2.7GHz/2G+4G/500G/DVD/研华键盘+光电鼠标台1研华
2显示器19"液晶显示器 分辨率 1600*900台1DELL
38口串口卡CP-138U-I   串口标准： RS-422/485 (PCI插槽 带隔离)只1MOXA
4音箱R19U台1漫步者
5电力监控软件系统组态软件Acrel-2000套1安科瑞
6UPS电源C1K/1KVA 塔式  (SANTAK)台1SANTAK，山特
7打印机HP 1108 A4幅面台1惠普，甲供
8操作系统WINDOWS7  64位简体中文旗舰版套1微软，甲供
9操作台钢制结构 1.2米台1


3.3.3 系统功能
实时监测
  安科瑞Acrel-2000无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各测温节点的温度数据，及有关故障、告警等信号。
http://net.acrel.cn/(S(ib20eh55ihsyz245x4gf2b2i))/alwz/common/upload/2018/07/25/103613r9.png

详细温度查询
  历史温度曲线、实时温度曲线查询、实时温度数据查询http://net.acrel.cn/(S(ib20eh55ihsyz245x4gf2b2i))/alwz/common/upload/2018/07/25/103727tb.pnghttp://net.acrel.cn/(S(ib20eh55ihsyz245x4gf2b2i))/alwz/common/upload/2018/07/25/103733pl.png
http://net.acrel.cn/(S(ib20eh55ihsyz245x4gf2b2i))/alwz/common/upload/2018/07/25/103738ar.png
运行报表
  查询各回路设备运行温度报表
http://net.acrel.cn/(S(ib20eh55ihsyz245x4gf2b2i))/alwz/common/upload/2018/07/25/10384654.png
http://net.acrel.cn/(S(ib20eh55ihsyz245x4gf2b2i))/alwz/common/upload/2018/07/25/103852vz.png
实时报警
  安科瑞Acrel-2000无线测温系统具有实时高温报警功能。http://net.acrel.cn/(S(ib20eh55ihsyz245x4gf2b2i))/alwz/common/upload/2018/07/25/104122i1.png用户权限管理  安科瑞Acrel-2000无线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（如遥控的操作，数据库修改等）。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。http://net.acrel.cn/(S(ib20eh55ihsyz245x4gf2b2i))/alwz/common/upload/2018/07/25/1041354w.png定值设置  用于修改高温定值、超温定值http://net.acrel.cn/(S(ib20eh55ihsyz245x4gf2b2i))/alwz/common/upload/2018/07/25/104146bp.png
4无线测温系统特点（1）无线测温模块安全可靠、安装维护简单，适合对中开关高电压、大电流接点处进行温度监测，被测设备的结构不需要变动。
（2）整个无线测温系统可以通过无线方式通讯，信号传输方便。
（3）无线测温系统抗干扰能力强，对脉冲干扰、快速瞬变干扰、静电辐射、电磁场辐射等的抗干扰能力达到国家四级标准，同时设备运行不影响中压开关的分、合闸操作以及保护装置的动作。
5 结论
  该配电工程用10kV无线测温系统经过运行检验，已经证明可以满足现场安全、稳定运行的要求。实现开关温度在线实时监测，不仅降低了开关设备的维护检修工作量，而且有效预防了重大事故的发生，对确保配电工程10kV设备的正常运行有重要意义，同时对其他公司进行设备无线测温装置改造工作具有一定的借鉴指导作用。参考文献
厂用6kV开关无线测温监测系统的应用.李建龙.张丽娜.现代制造.2017(12):67-67
JGJ 16-2008 民用建筑电气设计规范.
GB 50052-1995 供配电系统设计规范.
安科瑞电气股份有效公司.能效管理系统设计安装图册.2013.11.1合订本.