一、引言
隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的普遍應(yīng)用供配電系統(tǒng)的綜合性能越來越受到人們的關(guān)注。高壓配電柜作為供配電系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，其運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性對整個(gè)系統(tǒng)都有著直接的影響。在實(shí)際環(huán)境中,高壓配電柜作為電能分配的重要節(jié)點(diǎn)，經(jīng)常會(huì)因?yàn)榻佑|不良、散熱不佳電流過大等問題而產(chǎn)生高溫,進(jìn)而造成跳閘、火災(zāi)等事故。因此，對高壓配電柜進(jìn)行溫度監(jiān)測具有重要的價(jià)值。
二、溫度監(jiān)測系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及原理
根據(jù)電氣控制系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)結(jié)合溫度監(jiān)測的實(shí)際需求文音設(shè)計(jì)的高低配電柜溫度監(jiān)測系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)包括控制主機(jī)、數(shù)據(jù)集中器、無線測溫單元和聲光報(bào)警等模塊。
由干一般的高壓配申柜內(nèi)通常安裝有三相線路和若干個(gè)閘門,還有一些斷路器、母線等設(shè)備，這些都是溫度異常的高發(fā)處，因此溫度采集終端也采用多點(diǎn)布置測點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)通過470MH無線組網(wǎng)傳輸至數(shù)據(jù)集中器，再由RS-485數(shù)據(jù)總線傳送到主機(jī)。
三、系統(tǒng)關(guān)鍵功能模塊設(shè)計(jì)
(一)溫度傳感器
當(dāng)前可以從市場上采購的溫度傳感器種類和型號(hào)都非常多,并且技術(shù)也已經(jīng)達(dá)到較成熟的程度，常用的溫度傳感器主要包括水銀溫度計(jì)、熱電偶、光纖測溫計(jì)、紅外測溫儀等,這些傳感器的原理和應(yīng)用場合均有所有同，根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用需求進(jìn)行合理的選用。在本系統(tǒng)中，通過高性能溫度傳感器對高壓配電柜內(nèi)的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)測量。綜合考慮成本、精度和應(yīng)用條件等要求確定采用多路無線測溫傳感器進(jìn)行采集測量范圍為-50~125℃精度在1%以內(nèi)。無線溫度傳感器由于電磁感應(yīng)供電無線測溫具有測溫速度快、周期短、免維護(hù)、使用壽命長、故障率低等特點(diǎn),特別適用于高壓配電柜內(nèi)的應(yīng)用場合。
(二)數(shù)據(jù)集中器
考慮到溫度測點(diǎn)較多這些測點(diǎn)如果分別傳輸至主機(jī)。必然會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜度，使得系統(tǒng)硬件開發(fā)和軟件設(shè)計(jì)的難度都明顯增加。因此，為了提高數(shù)據(jù)傳輸效率，簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì),文章采用了數(shù)據(jù)集中器對所有測點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的匯聚和傳輸。數(shù)據(jù)集中器的作用是對所有溫度測點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚.形成一組溫度數(shù)據(jù)序列，以便于集中傳輸。
(三)監(jiān)測主機(jī)
監(jiān)測主機(jī)是系統(tǒng)的控制核心，也是主要的邏輯控制模塊。監(jiān)測主機(jī)可以采用單片機(jī)、嵌人式系統(tǒng)或PC，為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的臨時(shí)存儲(chǔ).文章采用了PC機(jī)作為監(jiān)測主機(jī)。所有測點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)測主機(jī)后在監(jiān)測軟件的控制下首先會(huì)對數(shù)據(jù)的有效性進(jìn)行判斷，對于無效數(shù)據(jù)會(huì)被拋棄，有效的數(shù)據(jù)會(huì)與系統(tǒng)中預(yù)測的溫度閾值進(jìn)行對比，如果溫度值不在閾值范圍內(nèi) 說明高壓配電柜內(nèi)的相應(yīng)測點(diǎn)運(yùn)行出現(xiàn)了異常軟件會(huì)立即向聲光報(bào)警器發(fā)送一個(gè)觸發(fā)脈沖，及時(shí)發(fā)出敬報(bào)信號(hào)。同時(shí)還會(huì)將報(bào)警信息通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到遠(yuǎn)程值班中心提示值班人員及時(shí)安排維修。
四、系統(tǒng)安裝要求
在實(shí)際的供配電系統(tǒng)中,尤其是大型供電網(wǎng)絡(luò)，高壓配電柜的數(shù)量往往有多個(gè)，而且型號(hào)也各不相同，因此在硬件安裝時(shí)也需要根據(jù)柜內(nèi)部局進(jìn)行合理的安裝，這里直點(diǎn)分機(jī)溫度采集終端的安裝技術(shù)。
一般在高壓配電柜中的溫度采集模塊可以安裝在進(jìn)出線電纜連接處:主母排與主母排，分支母排與主母排搭接處:電流互感器P1.P2銅排連接位置。高壓柜斷路器為手車式的動(dòng)觸頭上是重點(diǎn)監(jiān)控部位，也可以安裝在靜觸頭上。對于動(dòng)觸頭安裝方式，優(yōu)點(diǎn)是后期維護(hù)方便，如果傳感器出現(xiàn)損壞，只需停役故障設(shè)備間隔進(jìn)行更換即可。但動(dòng)觸頭經(jīng)常處于活動(dòng)狀態(tài)，溫度傳感器較易損壞，并且對絕緣性能也有特殊要求。
五、系統(tǒng)的應(yīng)用
本系統(tǒng)在某項(xiàng)目現(xiàn)場的多個(gè)高壓配電柜中進(jìn)行了試運(yùn)行,經(jīng)過3個(gè)月的測試和優(yōu)化，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，溫度數(shù)據(jù)測量準(zhǔn)確,數(shù)據(jù)傳輸快速高效，預(yù)警觸發(fā)及時(shí)準(zhǔn)確。
六、安科瑞溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)解決方案
1、概述
電氣接點(diǎn)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(shè)備的溫度監(jiān)測，防止在運(yùn)行過程中因氧化、松動(dòng)、灰塵等因素造成接點(diǎn)接觸 電阻過大而發(fā)熱成為安全隱患，提高設(shè)備安全保障，及時(shí)、持續(xù)、準(zhǔn)確反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，降低設(shè)備事故率。
Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)通過RS 485總線或以太網(wǎng)與間隔層的設(shè)備直接進(jìn)行通訊，系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循國際標(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。該系統(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。
2、應(yīng)用場所
適合在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、鋼廠、化工、水泥、數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院、機(jī)場、電廠、煤礦等廠礦企業(yè)、變配電所等電力設(shè)備的溫度監(jiān)測。
3、系統(tǒng)功能
測溫系統(tǒng)主機(jī)Acrel-2000T安裝于值班監(jiān)控室，可以遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)內(nèi)所有開關(guān)設(shè)備運(yùn)行溫度狀態(tài)。系統(tǒng)具有以下主要功能：
1）溫度顯示：顯示配電系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)測溫點(diǎn)的實(shí)時(shí)值，也可實(shí)現(xiàn)電腦WEB/手機(jī)APP遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)。
2）溫度曲線：查看每個(gè)測溫點(diǎn)的溫度趨勢曲線。
3）運(yùn)行報(bào)表：查詢及打印各測溫點(diǎn)時(shí)間的溫度數(shù)據(jù)。
4）實(shí)時(shí)告警：系統(tǒng)能夠?qū)Ω鳒y溫點(diǎn)異常溫度發(fā)出告警。系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)語音報(bào)警功能，能夠?qū)λ惺录l(fā)出語音告警，告警方式有彈窗、語音告警等，還可以短信/APP推送告警消息，及時(shí)提醒值班人員。
5）歷史事件查詢：能夠溫度越限等事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析等。
4、系統(tǒng)硬件配置
溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由設(shè)備層的溫度傳感器和溫度采集/顯示單元，通訊層的邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)以及站控層的測溫系統(tǒng)主機(jī)組成，實(shí)現(xiàn)變配電系統(tǒng)關(guān)鍵電氣部位的溫度在線監(jiān)測。
六、結(jié)語
本系統(tǒng)采用了無線測溫傳感器和無線通信模式，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測系統(tǒng)與高壓線路的隔離，減少了設(shè)備電氣連接。因此，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值，可以為相關(guān)領(lǐng)域提供一定的參考。
參考文獻(xiàn)：
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［3］安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊2022年05版
作者簡介：趙娜，女，安科瑞電氣股份有限公司
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