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淺談電氣設備無線測溫的應用與選型
任運業(yè)
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要:無線測溫技術以其安裝方便靈活、測溫精度高、安全可靠、環(huán)境適應性好、便于集中管理等優(yōu)點,解決了電氣設備長期帶電運行狀態(tài)下的溫度在線監(jiān)測問題,提高了電氣設備的運行可靠性,在電力行業(yè)得到了廣泛的應用。本文主要介紹無線測溫技術的優(yōu)勢及應用。
關鍵詞:無線測溫;電氣設備;在線監(jiān)測
0引言
伴隨著大機組、大容量和高電壓的迅速發(fā)展,電氣設備的運行條件變得更加苛刻,隨之帶來設備故障率逐漸增加,排除故障時間越來越長,造成的經濟損失也越來越大。據統計,近年來電力系統發(fā)生的事故中有相當一部分與電氣設備的發(fā)熱問題有關,因此,對電氣設備溫度的監(jiān)測顯得尤為重要。高壓電氣設備溫度監(jiān)測點都處于高電壓、大電流、強磁場的環(huán)境中,甚至有的監(jiān)測點還處在密閉的空間中,由于強電磁噪聲和高壓絕緣、空間的限制等問題,傳統的溫度測量方法無法適應。所以,對電力設備運行狀態(tài)在線監(jiān)測、故障診斷和及時維修受到人們的高度重視。
1電氣設備無線測溫的必要性
發(fā)電廠(變電站)的開關柜、母線接頭、室外刀閘開關等都是重要的設備,在長期運行過程中,開關的觸點和母線連接等部位會因老化導致接觸電阻過大而發(fā)熱,而這些發(fā)熱部位的溫度很難監(jiān)測,會導致事故發(fā)生。而封閉式開關柜體在運行中禁止打開,因此難以測量運行中柜內接(觸)頭的實際溫度,如不及時發(fā)現并處理接(觸)頭過熱性缺陷,會嚴重威脅電力安全生產。
而采用無線溫度監(jiān)測技術,可通過上位機軟件記錄高壓設備實時運行溫度,在數據庫中長期保存,實時顯示監(jiān)測點的溫度變化曲線,并進行分析,一旦發(fā)現溫度過高或急劇升溫至事先設置的報警溫度值則立即報警,為高壓電氣設備的維修提供累積數據,實現高壓電氣設備熱故障的預知維修。
2 無線測溫技術的優(yōu)勢
由于高壓電力設備的高電壓、密閉性、不間斷運行等特點,其溫度測量方式與普通的溫度測量方式不同。以前對于高壓電氣設備的測溫主要采取以下三種方式。
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紅外測溫儀測溫:由工作人員手持紅外測溫儀每天數次去采集數據,每次上百個點的溫度,工作量大,精度低,甚至有些高壓開關柜是封閉的,根本無法測到。
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蠟片測溫:將蠟片貼在節(jié)點上,當溫度過高時蠟片變色,需要人眼觀察,也存在工作量大、精度低的問題。
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光纖通信測溫:由測溫點單片機將溫度數字化后通過光纖傳輸至集中器,集中器連接到計算機系統,定時進行數據存儲和超溫報警。其缺點在于光纖在運行幾個月后會沉積灰塵等雜質,降低絕緣強度,反而給電力設備安全運行帶來更大威脅甚至威脅到人身安全。
鑒于以往的測溫方式的種種弊端,無線測溫技術應運而生。無線測溫系統具有配置靈活、運行穩(wěn)定、抗干擾能力強、功耗低等特點。該系統主要采用短程無線組網方式,多個測溫終端分布在無線匯聚終端的周圍,在有效的通信范圍內可以隨意添加、刪除、移動測溫終端。運行人員可在主控室對多種惡劣環(huán)境條件下的電氣設備溫度變化情況進行遠程在線監(jiān)測預警,從而及時掌握電氣設備運行狀況。另外,無線測溫系統后臺可以電子地圖的形式顯示整個溫度場的分布,可清晰發(fā)現溫度異常點,判定故障隱患,進而提前采取措施,避免事故的發(fā)生。
3無線測溫技術的應用
無線測溫系統由無線測溫終端、無線監(jiān)控終端、無線測溫集中器、DTU(數據傳輸單元)和上層溫度監(jiān)測中心構成,如圖1所示。無線測溫終端負責對高壓開關柜內的溫度進行采集;無線監(jiān)控終端負責顯示及發(fā)送溫度實時數據;無線測溫集中器負責接收、處理數據,并通過RS-485總線將數據傳輸至DTU;DTU負責將串口數據轉換為IP數據進行傳輸;溫度監(jiān)測中心負責對溫度數據進行顯示、存儲、分析與報警。
該系統能夠實現對發(fā)電廠(變電站)內多個高壓電氣設備動、靜觸頭,以及接頭和母排等部位運行溫度的集中有效監(jiān)測,進而大大提高高壓電氣設備的運行可靠性,有效地防止電氣設備火災的發(fā)生。
4安科瑞產品選型
名稱 | 型號 | 圖片 | 功能 |
智能通訊管理機 | Anet-2E4SM | 通用網關,2路網口,4路RS485,可選配1路LORA,帶電告警功能,支持485,4G從模塊擴展。 | |
無線測溫集中采集設備 | Acrel-2000T/A | 壁掛式安裝 標配一路485接口、一路以太網口 自帶蜂鳴器告警 柜體尺寸480*420*200(單位mm) | |
Acrel-2000T/B | 硬件:內存4G,硬盤128G,以太網口 顯示器:12寸,分辨率800*600 操作系統:Windows7 數據庫系統:Microsoft SQL Server 2008 R2 可選Web平臺/APP服務器 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ATC200/1個ATC400/1個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協議; 可接收60個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協議; 可接收12個ATE100/200/300/400;配套ATC200/300/450。 | ||
智能溫度巡檢儀 | ARTM-8 | 開孔88*88mm嵌入式安裝;AC85-265V或DC100-300V供電;一路上行RS485接口,Modbus協議;可接入8路PT100傳感器,適用于低壓開關柜電氣接點、變壓器繞組、點擊繞組等場合的測溫; | |
ARTM-24 | 35MM導軌安裝;AC85-265V或DC100-300V供電;一路上行RS485接口,Modbus協議;24路NTC或PT100、1路溫濕度測溫、2路繼電器告警輸出,用于低壓電氣接點、變壓器繞組、點擊繞組等場所測溫; | ||
無線收發(fā)器 | ATC450-C | 可接收60個 ATE100/ATE100M/ATE200/ATC400/ATE100P/ATE200P傳感器數據。 | |
ATC600 | ATC600有兩種規(guī)格;ATC600-C可接收240個 ATE100/ATE100M/ATE200/ATC400/ATE100P/ATE200P傳感器數據。ATC600-Z做中繼透傳。 | ||
電池型無線測溫傳感器 | 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*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*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,防護等 級IP68;35*35*17mm, L=330mm(長*寬*高,三色表帶)。 | ||
CT取電型無線測溫傳感器 | ATE400 | CT感應取電,啟動電流≥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*寬*高)。 | |
有線溫度傳感器 | PT100 | 用于低壓接點測溫時,具體封裝、精度、線制、線材、線長與供應商聯系; 用于變壓器、電機繞組測溫時,建議變壓器或電機內部預埋好Pt100 | |
NTC | 用于低壓接點測溫時,具體封裝、精度、線制、線材、線長與供應商聯系;用于變壓器、電機繞組測溫時,建議變壓器或 電機內部預埋好 |
4結束語
無線測溫技術的應用為電力系統的安全供電提供了重要的保障作用,配合信息技術形成的無線測溫系統,實現了電氣設備運行溫度的集中監(jiān)測與預警,便于電氣設備熱故障的預知維修,大大提高了維修人員的工作效率,保障了電氣設備的安全平穩(wěn)運行。
參考文獻
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紀小松.電氣設備無線測溫技術的優(yōu)勢與應用[J].電工技術,2019:78-79.
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企業(yè)微電網設計與應用手冊.2022.05版.
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智能電網用戶端電力監(jiān)控/電能管理/電氣安全.2023.01版.
作者簡介
任運業(yè),男,現任職于安科瑞電氣股份有限公司,主要從事無線測溫系統的研發(fā)與應用。