淺談無(wú)線(xiàn)溫度監測系統在冶煉廠(chǎng)供配電的應用

摘要：高壓供配電系統運行穩定性與電氣元器件連接點(diǎn)溫度密切相關(guān)，通過(guò)與傳統測溫方法對比，實(shí)時(shí)在線(xiàn)無(wú)線(xiàn)溫度監測解決 了密封高壓開(kāi)關(guān)柜內部各連接點(diǎn)溫度無(wú)法檢測的難題，滿(mǎn)足了供電系統安全穩定運行的要求，降低了勞動(dòng)強度，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致爬電事故的發(fā)生，安全可靠。

關(guān)鍵詞：實(shí)時(shí)在線(xiàn)；無(wú)線(xiàn)；溫度；監測

隨著(zhù)高爐強冶煉的不斷推進(jìn)，對高壓供配電系統的運行穩定性有了高要求。 而且，鋼鐵行業(yè)的激烈競爭，為實(shí)現好、高的經(jīng)濟效益，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 本身和設備之間的連接點(diǎn)是電力輸送薄弱環(huán)節。隨著(zhù)負荷的增大及長(cháng)時(shí)間運行的 振動(dòng)與灰塵污染，導致連接點(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(guò)一段時(shí)間，*能做到及早發(fā)現異常進(jìn)行預防，減少或杜絕電力事故的發(fā)生。目國內對電氣設備高壓連接點(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(xiàn)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 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(cháng)，因漏檢而發(fā)生故障的機率非常大。目新 換代后的手車(chē)開(kāi)關(guān)柜內部的斷路器、刀閘和動(dòng)靜觸頭等設備的位置隱蔽，紅外線(xiàn)測溫儀已無(wú)法進(jìn)行人工巡査測溫。因此實(shí)時(shí)監測高壓連接點(diǎn)溫度變化是非常必要的。

1 實(shí)時(shí)在線(xiàn)溫度監測預警系統概述

紅外線(xiàn)實(shí)時(shí)在線(xiàn)無(wú)線(xiàn)溫度監測預警系 統不但可以節省大量的人力、物力，與示 溫蠟片、紅外測溫相比，系統還具有測溫 精度高，響應速度快，體積小，易安裝, 組網(wǎng)靈活、實(shí)時(shí)在線(xiàn)，抗干擾性強等點(diǎn)， 是傳統測溫方式的一次革命。

1.1實(shí)時(shí)在線(xiàn)無(wú)線(xiàn)溫度監測預警系統的組成及功能

1.1.1無(wú)線(xiàn)溫度傳感器

在各測溫點(diǎn)放置一個(gè)無(wú)線(xiàn)溫度測量 和發(fā)送裝置，即無(wú)線(xiàn)溫度傳感器。無(wú)線(xiàn)溫 度傳感器由控制單元，無(wú)線(xiàn)數據傳輸和溫 度測量三部分組成。測量溫度后，將溫度 數據通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式傳遞給測溫通訊終端。 每個(gè)無(wú)線(xiàn)溫度傳感器具有*的ID編號, 現場(chǎng)安裝使用時(shí)每個(gè)傳感器的安裝地點(diǎn)與 ID編號一一對應一起存入溫度監測工作站 計算機數據庫中。

1.1.2測溫通信終端

負責接收各無(wú)線(xiàn)溫度傳感器測量和發(fā)送出的溫度數據，并通過(guò)總線(xiàn)連接，響應管理軟件命令把測溫數據上傳到管理計算機。一個(gè)測溫通訊終端能夠接收到多個(gè)傳 感器發(fā)出的溫度測量數據，為了保證終端 的響應速度，規定一個(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，在工程實(shí)施時(shí)，通過(guò)配置軟件下載到 終端中。

1.1.3溫度監測工作站

配電室內設立一個(gè)溫度監測工作站，主要是一臺PC計算機，該計算機經(jīng)RS485 通信接口轉換器與各測溫通訊終端連接。

溫度監測計算機從測溫通訊終端采集各監測點(diǎn)的運行溫度數據，在數據庫中作長(cháng)期保存，實(shí)時(shí)顯示監測點(diǎn)的溫度變化曲 線(xiàn)，并進(jìn)行分析，一旦發(fā)現溫度過(guò)熱、或急劇升溫到設置報警溫度立即報警。

1.2實(shí)時(shí)在線(xiàn)無(wú)線(xiàn)溫度監測預警系統的安裝

1.2.1系統配置

結合現場(chǎng)中置式或固定式高壓開(kāi)關(guān)柜各連接點(diǎn)要求，以KYN27B—12Z中置式開(kāi)關(guān)柜為例，每面開(kāi)關(guān)柜內需安裝9個(gè)點(diǎn)，即手車(chē)式斷路器上口三相、斷路器下口三相與電纜進(jìn)線(xiàn)(或出線(xiàn))電纜終端頭連接處 三相，根據安裝測溫點(diǎn)的總數量，相應配備測溫通訊終端。(100個(gè)測溫點(diǎn)配備1個(gè)測 溫終端)

1.2.2支持光纖遠傳功能

系統調試運行正常后，利用光纖遠傳技術(shù)，可將工作站內系統測點(diǎn)溫度信號輸送到其它配電室，實(shí)現遠程實(shí)時(shí)在線(xiàn)溫度監測.

1.3實(shí)時(shí)在線(xiàn)無(wú)線(xiàn)溫度監測預警系統的點(diǎn)

系統端采用無(wú)線(xiàn)溫度傳感器，無(wú)線(xiàn)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)現了采集器和被采集點(diǎn)等電位，安全可靠。

(3)機柜終端可準確地報告運行中所有 被測高壓設備易發(fā)熱部件溫升，為設備安 全運行提供可靠的數據依據；

⑷系統數據通過(guò)監控中心人機界面將地理分布圖，接點(diǎn)溫度運行參數，預告警信息、歷史參數等通過(guò)圖形、表格、曲線(xiàn)、 棒圖等形式直觀(guān)顯示，及時(shí)發(fā)現隱患，消除隱患，限度的減少事故。

(5)與傳統示溫蠟片、紅外測溫相比， 系統具有測溫精度高，響應速度快，體積小，易安裝，組網(wǎng)靈活、實(shí)時(shí)在線(xiàn)，抗干擾性 強等點(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 絕緣性降低導致爬電事故，并且柜內布線(xiàn) 難度大，工程施工不靈活等。

2 實(shí)時(shí)在線(xiàn)無(wú)線(xiàn)溫度監測預警系統的應用效果

(1)系統正常投運后,高壓配電室巡檢人員不再使用紅外線(xiàn)測溫儀人工測溫，降低了勞動(dòng)強度，提高了人身安全性，產(chǎn)生了顯著(zhù)的經(jīng)濟和社會(huì )效益。

(2)開(kāi)關(guān)柜內實(shí)際溫度的實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測，為故障定位獲得手運行數據，便于及時(shí)發(fā)現隱患，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(kāi)關(guān)柜的檢修緊固提供可靠數據，保障了電力供應的穩定性.

(4)實(shí)時(shí)在線(xiàn)無(wú)線(xiàn)溫度監測預警系統 的應用解決了中置式、固定式密封高壓開(kāi)關(guān)柜內部各連接點(diǎn)溫度無(wú)法檢測難題，滿(mǎn)足了供電系統安全穩定運行的要求，達到了預期目標。

3 安科瑞無(wú)線(xiàn)測溫系統介紹

安科瑞無(wú)線(xiàn)測溫監控系統是根據當無(wú)線(xiàn)測溫系統的要求，在廣泛征求用戶(hù)和專(zhuān)家意見(jiàn)的基礎上,充分吸收當國內外廠(chǎng)家的成功案例，并結合安科瑞多年來(lái)的豐富經(jīng)驗，采用面向對象的分層分布式設計思想，結合自動(dòng)化技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、通信技術(shù)而設計的一款專(zhuān)業(yè)的無(wú)線(xiàn)測溫軟件。

3.1 Acrel-2000T無(wú)線(xiàn)測溫系統結構

Acrel-2000T無(wú)線(xiàn)測溫監控系統通過(guò)RS485總線(xiàn)或以太網(wǎng)與間隔層的設備直接進(jìn)行通信（如圖1），系統設計遵循標準Modbus-RTU, Modbus TCP等傳輸規約，安全性、可靠性和開(kāi)放性都得到了很大地提高。

Acrel-2000T無(wú)線(xiàn)測溫監控系統具有遙信、遙測、遙控、遙調、遙設、事件報警、曲線(xiàn)、棒圖、報表和用戶(hù)管理功能?？梢员O控無(wú)線(xiàn)測溫系統的設備運行狀況，實(shí)現快速報警響應，預防嚴重故障發(fā)生。

Acrel-2000T無(wú)線(xiàn)測溫監控系統主要特點(diǎn)是開(kāi)放式系統結構，硬件兼容性強，軟件移植性好，應用功能豐富。該系統具有強大的處理能力，快速的事件響應，友好的人機界面，方便的擴充手段。其軟件系統的設計依據軟件工程的設計規范,模塊劃分合理，接口簡(jiǎn)捷明了，主要包括主控模塊、人機界面、圖形組態(tài)、數據庫管理系統、通信管理等幾大模塊。

圖1 Acrel-2000T無(wú)線(xiàn)測溫系統結構圖

3.2 Acrel-2000T無(wú)線(xiàn)測溫系統功能

■實(shí)時(shí)監測

Acrel-2000T無(wú)線(xiàn)測溫監控軟件人機界面友好，能夠以配電一次圖的形式直觀(guān)顯示各測溫節點(diǎn)的溫度數據及有關(guān)故障、告警等信息

■溫度查詢(xún)

溫度歷史曲線(xiàn)（1分鐘、5分鐘、60分鐘可選）

■運行報表

查詢(xún)各回路設備運行溫度報表.

■實(shí)時(shí)報警

壁掛式無(wú)線(xiàn)測溫監控設備具有實(shí)時(shí)報警功能，設備能夠對溫度越限等事件發(fā)出告警。

■設備提供以下凡種警報方式：

a.彈岀事件報驚窗口.

b.實(shí)時(shí)語(yǔ)音報警功能，能夠對所有事件發(fā)出語(yǔ)音告警.

C.短信吿警，可以向號碼發(fā)送吿警信息短信.

■歷史告警査詢(xún)

Acrel-2000T無(wú)線(xiàn)測溫監控系統能夠對所有吿警事件記錄進(jìn)行存儲和管理，方便用戶(hù)對系統和告警等事件進(jìn)行歷史追溯，查詢(xún)統計、事故分析。

■用戶(hù)權限管理

Acrel-2000T無(wú)線(xiàn)測溫監控系統為保障系統安全穩定運行，設置了用戶(hù)權限管理功能。

通過(guò)用戶(hù)權限管理能夠防止未經(jīng)授權的操作（如數據庫修改等）?？梢远x不同級別用戶(hù)的 登錄名、密碼及操作權限，為系統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

■定值設置

用于修改高溫定值、超溫定值。

■WEB（可選）

展示頁(yè)面顯示變電站數量、變壓器數量、監測點(diǎn)位數量等概況信息， 設備溫度、通信狀態(tài)，用電分析和事件記錄。首頁(yè)顯示場(chǎng)站的變壓器數量、回路個(gè)數、有功功率、無(wú)功功率、用電量、事件記錄等概況信息，可通過(guò)實(shí)時(shí)監控、變壓器、通信模塊切換到需要查看的界面。

實(shí)時(shí)數據曲線(xiàn)可監測各個(gè)回路的測點(diǎn)溫度、電壓、電流、功率曲線(xiàn)信息。

接線(xiàn)圖頁(yè)面通過(guò)一次圖實(shí)時(shí)反映電氣參數變化，包括測量量、信號量等信息（信號量 需要斷路器提供輔助觸點(diǎn)支持）。

能耗統計頁(yè)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(xiàn)，電能環(huán)比，用電。

運維管理\通信狀態(tài)顯示監測接入系統設備的通信狀態(tài)。

■手機APP（可選）

設備數據員面顯示各設備的電參量數據、溫 度數據以及曲線(xiàn)。

3.3 安科瑞ARTM系列無(wú)線(xiàn)測溫終端產(chǎn)品選型

安科瑞電氣接點(diǎn)無(wú)線(xiàn)測溫方案由無(wú)線(xiàn)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)，將測溫數據通過(guò)無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)測溫系統（如圖2）。

圖2 電氣接點(diǎn)在線(xiàn)測溫結構圖

3.3.1 安科瑞無(wú)線(xiàn)溫度傳感器

無(wú)線(xiàn)溫度傳感器共有5種，分別對應螺栓固定、表帶固定、扎帶捆綁、合金片固定等安裝方式。針對不同的變電站要求，可根據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(wú)線(xiàn)收發(fā)器

無(wú)線(xiàn)測溫收發(fā)器共有3種，通過(guò)無(wú)線(xiàn)射頻方式接收溫度數據。收發(fā)器根據不同的傳感器型號進(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(guò)RS485連接收發(fā)器，可嵌入式安裝于柜體上，若柜體開(kāi)孔不便，也可選擇壁掛式安裝于配電室內。方便操作人員現場(chǎng)及時(shí)查看電氣節點(diǎn)實(shí)時(shí)溫度的同時(shí)，也可以通過(guò)RS485或以太網(wǎng)通訊的方式在后臺系統查看現場(chǎng)情況。

4 結語(yǔ)

實(shí)時(shí)在線(xiàn)無(wú)線(xiàn)溫度監測預警系統應用 效果很好，對處于高電壓、大電流的環(huán)境 中高壓開(kāi)關(guān)柜及電氣設備實(shí)現實(shí)時(shí)在線(xiàn)測 溫監測，因該技術(shù)是無(wú)線(xiàn)數據傳輸.無(wú)需 考慮爬距，避免了污閃與高壓絕緣降低等 問(wèn)題，且人機界面友好，初步實(shí)現了高搓 開(kāi)關(guān)柜的智能化管理，具有較好的應用 景和推廣價(jià)值。

【參考文獻】

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• 邵曉明,劉漢濤,趙玉華.實(shí)時(shí)在線(xiàn)無(wú)線(xiàn)溫度監測預警系統在煉鐵廠(chǎng)高壓供配電系統的應用
• 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊  2019.11版