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胡冠楠
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要:由于一般電氣接點(diǎn)測(cè)溫方法存在需人工干預(yù)、準(zhǔn)確度不高、不能實(shí)時(shí)監(jiān)控等弊端,聯(lián)合特鋼公司應(yīng)用無線測(cè)溫系統(tǒng)對(duì)各個(gè)電氣接點(diǎn)進(jìn)行全天24h實(shí)時(shí)在線監(jiān)控,大幅度降低現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備巡查的工作量,對(duì)安全狀況進(jìn)行提前預(yù)警,通過后臺(tái)計(jì)算機(jī)輕松實(shí)現(xiàn)無人值守及故障查找,避免因發(fā)現(xiàn)故障不及時(shí)造成事故擴(kuò)大。根據(jù)歷史數(shù)據(jù)對(duì)溫度的變化進(jìn)行分析,提前進(jìn)行檢修、維護(hù)設(shè)備,保證了聯(lián)合特鋼公司供電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性,實(shí)現(xiàn)了電力設(shè)備長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定運(yùn)行。
關(guān)鍵詞:電氣接點(diǎn);電力故障;無線測(cè)溫
0引言
電力系統(tǒng)是工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ),為適應(yīng)工業(yè)的迅猛發(fā)展,電網(wǎng)輸送電壓及容量不斷變大,對(duì)電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性要求也越來越高。由于電纜接頭、開關(guān)觸頭等電氣接點(diǎn)電阻過大、接頭質(zhì)量不過關(guān)、銜接不緊、物理老化等問題引發(fā)的電力故障的情況時(shí)有發(fā)生。電網(wǎng)系統(tǒng)故障往往會(huì)給用電設(shè)備帶來不可逆?zhèn)?,造成重大?jīng)濟(jì)損失。監(jiān)控電氣接點(diǎn)的溫度變化,可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)接點(diǎn)溫度超標(biāo)的情況,有效避免大部分電力事故的發(fā)生,對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。電氣接點(diǎn)溫度檢測(cè)多采用紅外測(cè)溫、光纖測(cè)溫、感溫發(fā)光材料測(cè)溫、熱電偶測(cè)溫等方式,但都需要配合人工巡檢,受環(huán)境因素影響大,測(cè)量不*確,測(cè)量結(jié)果具有滯后性,不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控,存在很多弊端。如何方便、準(zhǔn)確、及時(shí)檢測(cè)各種環(huán)境下電氣接點(diǎn)的溫度已成為保障電力系統(tǒng)安全的重要課題。
1電氣接點(diǎn)測(cè)溫問題分析
1.1導(dǎo)致供電故障的原因
引發(fā)供電故障的原因諸多,比如風(fēng)雨雷電等自然環(huán)境影響,風(fēng)箏、旗桿、樹枝等異物觸碰導(dǎo)致接地、短路等。但主要原因在于電氣系統(tǒng)自身的問題,比如電阻過大、接頭質(zhì)量不過關(guān)、銜接不緊、物理老化等,導(dǎo)致電纜接頭、開關(guān)觸頭等電氣接點(diǎn)過熱、燒穿。在停送電過程中,電壓瞬時(shí)變化,電氣接點(diǎn)也非常容易出現(xiàn)問題。
1.2電氣接點(diǎn)測(cè)溫的重要性
電纜接頭、開關(guān)觸頭的質(zhì)量是否存在問題,是否發(fā)生老化、損壞,都應(yīng)在運(yùn)行過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn),如果在運(yùn)行過程中進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)溫,發(fā)現(xiàn)溫度異常后及時(shí)處理排除事故隱患,可以有效降低電力設(shè)備事故發(fā)生的概率。
1.3電氣接點(diǎn)測(cè)溫難點(diǎn)
一個(gè)變電站至少有數(shù)千個(gè)電氣接點(diǎn)需要測(cè)溫,其分布比較分散,環(huán)境復(fù)雜,附近還可能有強(qiáng)電磁干擾,很難單純依靠人工進(jìn)行電氣接點(diǎn)測(cè)溫。大多數(shù)檢測(cè)儀器的準(zhǔn)確度、可靠性、測(cè)量范圍等都存在不足,且需要由人工配合,因此亟需找到一種可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、連續(xù)監(jiān)控電氣接點(diǎn)溫度的測(cè)溫方法。
2電氣接點(diǎn)測(cè)溫的方法
2.1紅外線測(cè)溫儀
紅外線測(cè)溫儀利用紅外線輻射原理工作,準(zhǔn)確度高,反應(yīng)時(shí)間短,不需要接觸測(cè)量。但是需要光學(xué)器件及人工干預(yù)、巡查,不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控,準(zhǔn)確性受氣候、溫度、距離變化影響大,具有局限性。
2.2溫感發(fā)光材料
溫感發(fā)光材料是一種特殊材料,隨著溫度的變化,發(fā)光材料顏色也隨之變化,將其涂布在電氣接點(diǎn)表面,可以大致確定溫度的范圍。這種方法測(cè)出的電氣接點(diǎn)溫度不準(zhǔn),存在誤差,具有不確定性。
2.3光纖測(cè)溫系統(tǒng)
光纖測(cè)溫系統(tǒng)利用光纖傳感技術(shù)完成測(cè)溫,光纖傳感器以光為載體,通過光纖傳遞信息,外界環(huán)境因素影響幾乎可以忽略不計(jì),準(zhǔn)度高,可以實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)。但是光纖測(cè)溫系統(tǒng)不能將高壓電器與低壓環(huán)境相隔離,不符合高壓電氣儀表規(guī)范,在高壓電氣接點(diǎn)測(cè)溫過程中存在安全隱患。
2.4無線測(cè)溫系統(tǒng)
無線測(cè)溫系統(tǒng)采用無線射頻技術(shù),是一款可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)在線測(cè)溫的系統(tǒng),測(cè)溫*確、安全、可靠,不受環(huán)境影響,可用于高、中、低壓電氣接點(diǎn)的檢測(cè),檢測(cè)范圍廣,檢測(cè)點(diǎn)分配便捷,可以集中收集數(shù)據(jù),及時(shí)報(bào)警,消除電氣系統(tǒng)安全隱患??稍跓o人值守的電站等場(chǎng)所推廣普及,準(zhǔn)度、可靠性、經(jīng)濟(jì)性相比其他方法更為優(yōu)異,受到了廣泛關(guān)注,具備良好的應(yīng)用前景。
3電氣接點(diǎn)無線測(cè)溫系統(tǒng)的組成及應(yīng)用
3.1概述
電氣接點(diǎn)在線測(cè)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(cè),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(cè)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較大地提高。該系統(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)表和用戶管理功能,可以監(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。
3.2應(yīng)用場(chǎng)所
適合在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、鋼廠、化工、水泥、數(shù)據(jù)*心、醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)、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(cè)。
3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
3.4系統(tǒng)功能
測(cè)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(cè)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(cè)溫點(diǎn)的溫度趨勢(shì)曲線。
3)運(yùn)行報(bào)表:查詢及打印各測(cè)溫點(diǎn)某個(gè)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(cè)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(duì)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。
3.5系統(tǒng)硬件配置
溫度在線監(jiān)測(cè)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(cè)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(cè)。
名稱 | 外形 | 型號(hào) | 參數(shù)說明 |
系統(tǒng)組態(tài)軟件 | Acrel-2000/T | 硬件:內(nèi)存4G,硬盤500G,以太網(wǎng)口。 顯示器:21寸,分辨率1280*1024。 操作系統(tǒng):Windows764位簡(jiǎn)體中文旗艦版。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng):MicrosoftSQLServer2008R2。 通訊協(xié)議:IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、ModbusRTU、ModbusTCP等國際標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約 | |
智能通信管理機(jī) | Anet-2E4SM | 通用網(wǎng)關(guān),2路網(wǎng)口,4路RS485,可選配1路LORA,帶電告警功能,支持485,4G從模塊擴(kuò)展。 | |
無線測(cè)溫集中采集設(shè)備 | Acrel-2000T/A | 壁掛式安裝 標(biāo)配一路485接口、一路以太網(wǎng)口 自帶蜂鳴器告警 柜體尺寸480*420*200(單位mm) | |
Acrel-2000T/B | 硬件:內(nèi)存4G,硬盤128G,以太網(wǎng)口 顯示器:12寸,分辨率800*600 操作系統(tǒng):Windows7 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng):MicrosoftSQLServer2008R2 可選Web平臺(tái)/APP服務(wù)器 柜體尺寸為480*420*200(單位mm) | ||
顯示終端 | ATP007 ATP010 | DC24V供電;一路上行RS485接口;一路下行RS485接口; 可接收20個(gè)ATC200/1個(gè)ATC400/1個(gè)ATC450-C。 | |
ARTM-Pn | 面框96*96*17mm,深度65mm;開孔92*92mm; AC85-265V或DC100-300V供電; 一路上行RS485接口,Modbus協(xié)議; 可接收60個(gè)ATE100/200/300/400;配套ATC200/300/450。 | ||
ASD320 ASD300 | 面框237.5*177.5*15.3mm,深度67mm;開孔220*165mm; AC85-265V或DC100-300V供電; 一路上行RS485接口,Modbus協(xié)議; 可接收12個(gè)ATE100/200/300/400;配套ATC200/300/450。 | ||
智能溫度巡檢儀 | ARTM-8 | 開孔88*88mm嵌入式按照; AC85-265V或DC100-300V供電; 一路上行RS485接口,Modbus協(xié)議; 可接入8路PT100傳感器,適用于低壓開關(guān)柜電氣接點(diǎn)、變壓器繞組、點(diǎn)擊繞組等場(chǎng)合的測(cè)溫; | |
ARTM-24 | 35MM導(dǎo)軌安裝; AC85-265V或DC100-300V供電; 一路上行RS485接口,Modbus協(xié)議; 24路NTC或PT100、1路溫濕度測(cè)溫、2路繼電器告警輸出,用于低壓電氣接點(diǎn)、變壓器繞組、點(diǎn)擊繞組等場(chǎng)所測(cè)溫; | ||
無線收發(fā)器 | ATC450-C | 可接收60個(gè)ATE100/ATE100M/ATE200/ATC400/ATE100P/ATE200P傳感器數(shù)據(jù)。 | |
ATC600 | ATC600有兩種規(guī)格;ATC600-C可接收240個(gè)ATE100/ATE100M/ATE200/ATC400/ATE100P/ATE200P傳感器數(shù)據(jù)。ATC600-Z做中繼透?jìng)鳌?/p> | ||
電池型無線測(cè)溫傳感器 | ATE100M | 電池供電,壽命≥5年;-50℃~+125℃; 精度±1℃;470MHz,空曠距離150米; 32.4*32.4*16mm(長(zhǎng)*寬*高)。 | |
ATE200 | 電池供電,壽命≥5年;-50℃~+125℃; 精度±1℃;470MHz,空曠距離150米; 35*35*17mm,L=330mm(長(zhǎng)*寬*高,三色表帶)。 | ||
ATE200P | 電池供電,壽命≥5年;-50℃~+125℃; 精度±1℃;470MHz,空曠距離150米,防護(hù)等級(jí)IP68;35*35*17mm,L=330mm(長(zhǎng)*寬*高,三色表帶)。 | ||
CT取電型無線測(cè)溫傳感器 | ATE400 | CT感應(yīng)取電,啟動(dòng)電流≥5a;-50℃~125℃;精度±1℃470MHz,空曠距離150米; 合金片固定、取電;三色外殼;25.82*20.42*12.8mm(長(zhǎng)*寬*高)。 | |
有線溫度傳感器 | PT100 | 用于低壓接點(diǎn)測(cè)溫時(shí),具體封裝、精度、線制、線材、線長(zhǎng)與供應(yīng)商聯(lián)系; 用于變壓器、電機(jī)繞組測(cè)溫時(shí),建議變壓器或電機(jī)內(nèi)部預(yù)埋好Pt100 | |
NTC | 用于低壓接點(diǎn)測(cè)溫時(shí),具體封裝、精度、線制、線材、線長(zhǎng)與供應(yīng)商聯(lián)系; |
4電氣接點(diǎn)無線測(cè)溫系統(tǒng)的應(yīng)用效果
無線測(cè)溫系統(tǒng)無需人工巡檢、干預(yù)即可實(shí)現(xiàn)全天24h實(shí)時(shí)在線監(jiān)控,避免因發(fā)現(xiàn)故障不及時(shí)造成事故擴(kuò)大。采用絕緣安裝,無任何導(dǎo)線連接,對(duì)在線運(yùn)行設(shè)備無任何影響。大幅度降低了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備巡查的工作量,并對(duì)安全狀況進(jìn)行提前預(yù)警,并通過后臺(tái)計(jì)算機(jī)輕松實(shí)現(xiàn)無人值守及故障查找。系統(tǒng)采用無線網(wǎng)絡(luò)的形式,無線信號(hào)匯集到控制室電腦,由電腦實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各個(gè)溫度點(diǎn)的變化,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高低壓系統(tǒng)的發(fā)熱情況。將以前的被動(dòng)檢修轉(zhuǎn)變成預(yù)判、計(jì)劃檢修,根據(jù)歷史數(shù)據(jù)對(duì)溫度的變化進(jìn)行分析,提前進(jìn)行檢修,維護(hù)設(shè)備,保證供電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性。
以動(dòng)力廠制氧作業(yè)區(qū)配電室為例,在配電室的發(fā)電上網(wǎng)柜安裝1套無線測(cè)溫裝置,設(shè)定報(bào)警溫度為50℃。運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)隨著夏季室內(nèi)溫度升高,發(fā)電并網(wǎng)柜無線測(cè)溫裝置出現(xiàn)了超溫報(bào)警情況。檢修人員立即進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng),調(diào)取主控室溫度變化曲線,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)線路、電流情況進(jìn)行排查分析。排查發(fā)現(xiàn)由于電流較大,母線銅牌不能承受長(zhǎng)時(shí)間大電流運(yùn)行,導(dǎo)致240柜靜觸頭溫度超溫,需要更換大容量真空斷路器,保證在夏季滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí),線路溫度變化可控,消除超溫隱患。經(jīng)改造后,夏季線路運(yùn)行溫度維持在45℃左右,可以有效預(yù)防斷路器故障及其他安全事故的發(fā)生,保障了制氧作業(yè)區(qū)電力設(shè)備長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定運(yùn)行。
5結(jié)語
通過對(duì)電氣接點(diǎn)溫度的監(jiān)控可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)接點(diǎn)存在的問題,避免大部分電力事故的發(fā)生,維護(hù)電網(wǎng)安全穩(wěn)定。一般電氣接點(diǎn)測(cè)溫方法存在需人工干預(yù)、準(zhǔn)確度不高、不能實(shí)時(shí)監(jiān)控等弊端。無線測(cè)溫方法經(jīng)濟(jì)、系統(tǒng)功能齊全、準(zhǔn)確度高、自動(dòng)化程度高,應(yīng)用于聯(lián)合特鋼公司高、中、低壓電氣接點(diǎn)溫度的檢測(cè),實(shí)現(xiàn)了24h實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制,檢測(cè)范圍廣,檢測(cè)點(diǎn)分配便捷,可以集中收集數(shù)據(jù),及時(shí)報(bào)警,消除電氣系統(tǒng)安全隱患。
參考文獻(xiàn)
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[2]鞏憲鋒,衣紅鋼,王長(zhǎng)松,等.高壓開關(guān)柜隔離觸頭溫度監(jiān)測(cè)研究[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào),2006,26(1):155-158.
[3]馬金柱,王丹.聯(lián)合特鋼公司電氣接點(diǎn)無線測(cè)溫系統(tǒng)的應(yīng)用與實(shí)踐[J].山西冶金,2024,1:216-217.
[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2022.05版
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