江蘇安科瑞電器制造有限公司 顧城

摘要：主要論述無線測溫技術(shù)在興隆莊煤礦35kV變電所的應(yīng)用情況，通過安裝無線測溫預(yù)警系統(tǒng)解決了供電設(shè)備因故障給礦井安全生產(chǎn)帶來的困擾，為礦井安全生產(chǎn)提供了強(qiáng)有力的保障。

關(guān)鍵詞：無線測溫；變電所；預(yù)警系統(tǒng)

興隆莊煤礦35kV變電所擔(dān)負(fù)著全礦井的供電任務(wù)，以往供電系統(tǒng)大多依靠人工巡檢的方式來排查發(fā)熱的故障點(diǎn)，但是，在惡劣的天氣條件下，在封閉性比較強(qiáng)的高壓柜中，很難實(shí)現(xiàn)溫度的檢測。隨著負(fù)荷的增大、安全生產(chǎn)的需要，保障電力供應(yīng)的安全可靠是安全生產(chǎn)的必要條件。

1 供電系統(tǒng)存在的問題

通過對大量電力事故的統(tǒng)計(jì)分析，引起供電設(shè)備故障的直接原因主要是各種高低壓開關(guān)柜內(nèi)部觸頭，變壓器、母排、電纜的接頭等，因制作質(zhì)量不良、壓接不緊、材質(zhì)老化、接觸電阻增大，在負(fù)荷增加時(shí)出現(xiàn)接頭過熱、甚至燒穿。接頭的質(zhì)量好壞，只能在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，而且運(yùn)行時(shí)間越長越容易發(fā)生過熱燒穿事故。為了對這些容易發(fā)熱的觸頭、接頭、電力設(shè)備進(jìn)行跟蹤監(jiān)控，興隆莊煤礦35kV變電所安裝了無線測溫預(yù)警系統(tǒng)，即在每個(gè)需要監(jiān)測的點(diǎn)上各安裝一個(gè)溫度傳感器，溫度傳感器把采到的溫度轉(zhuǎn)換為無線信號發(fā)送給無線接收終端，由無線接收終端完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，并由面板顯示測到的溫度或由測溫工作站顯示和存儲。

2 無線測溫預(yù)警系統(tǒng)的構(gòu)成

2.1.系統(tǒng)拓?fù)鋱D（圖1）

2.2.系統(tǒng)主要設(shè)備

無線溫度傳感器。在每一個(gè)需要監(jiān)測溫度的節(jié)點(diǎn)上安裝一個(gè)無線溫度傳感器，該傳感器每隔設(shè)定時(shí)間自動(dòng)測量所在位置的溫度，并將測得的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送給測溫通信終端。

測溫通信終端。自動(dòng)接收無線溫度傳感器發(fā)送的溫度數(shù)據(jù)，并在收到測溫工作站的讀取命令后把收到的數(shù)據(jù)上傳測溫工作站。

測溫工作站。測溫工作站為一臺工控計(jì)算機(jī)，在該計(jì)算機(jī)上運(yùn)行專用軟件，用來定時(shí)讀取和存儲從通信終端中收集的溫度數(shù)據(jù)。

測溫管理中心。測溫管理中心是一套專用測溫管理軟件，可在連接到企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)上的任意一臺計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。

3 預(yù)警系統(tǒng)主要功能

3.1.無線溫度傳感器

無線溫度傳感器功能：

每個(gè)溫度探頭具有的ID號，當(dāng)無線傳感器發(fā)送被監(jiān)測點(diǎn)溫度的同時(shí)，把其自身的編號（ID號）也傳輸出來，這些數(shù)據(jù)被傳輸?shù)接?jì)算機(jī)時(shí)，計(jì)算機(jī)根據(jù)事先在數(shù)據(jù)庫中保存的傳感器編號與安裝地點(diǎn)，自動(dòng)確定各監(jiān)測點(diǎn)的溫度。這一特點(diǎn)非常適合運(yùn)行中心具有大量監(jiān)測點(diǎn)的應(yīng)用，提高了系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，減輕了人工測溫時(shí)的繁瑣工作。

無線溫度數(shù)據(jù)傳輸。傳感器與測溫終端之間的無線連接，既方便了系統(tǒng)的安裝與維護(hù)，又減少了對電網(wǎng)安全運(yùn)行的影響，使系統(tǒng)的安全性、靈活性得到極大提高。無線通信選擇工作于ISM工作頻率，對人體無傷害、對周圍設(shè)備無電磁干擾，符合FCC標(biāo)準(zhǔn)和國家無線管理規(guī)定。

每天24h連續(xù)在線監(jiān)測。傳感器每隔一定時(shí)間自動(dòng)發(fā)射一次監(jiān)測點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)收集并記錄所有監(jiān)測點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)異常立即報(bào)警。解決了試溫片、紅外等測溫方法需要人工到現(xiàn)場巡視、掃描造成延誤而引起的故障。

3.2.無線溫度傳感器特點(diǎn)：

實(shí)時(shí)性。溫度采集時(shí)間間隔可以按秒級設(shè)定，保證數(shù)據(jù)的記錄、分析及時(shí)準(zhǔn)確，為設(shè)備檢修、生產(chǎn)調(diào)度等提供可靠依據(jù)。

低功耗。采用高效電池供電，保證可靠運(yùn)行6年以上。

準(zhǔn)確性。測量精度可達(dá)±1℃。

系統(tǒng)性。可與電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)融為一體，擴(kuò)充現(xiàn)有系統(tǒng)功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，便捷管理。

安全性。等電位、單點(diǎn)、絕緣安裝，沒有任何連接導(dǎo)線，方便安裝維護(hù)，且系統(tǒng)具有安全可靠性。

低成本高效益。使用該系統(tǒng)后，可以節(jié)約購置昂貴的測溫儀（如紅外成像儀、點(diǎn)式測穩(wěn)儀等）；可以節(jié)省人員，提高工作效率；有的放矢地開展設(shè)備維修，減少維護(hù)工作量；減少事故。

3.3.無線溫度傳感器技術(shù)指標(biāo)：

測量溫度范圍：-25～125℃。

測量精度：±1℃。

測溫時(shí)間間隔：1s～10min可設(shè)定。

探頭使用壽命：大于6年。

工作頻率：915MHz（免申請）。

發(fā)射功率：≤10MW。

傳輸距離：≥100m（無阻擋）。

探頭尺寸：35mm×35mm×45mm。

3.4.無線溫度接收終端

無線通信終端功能特點(diǎn)：

界面人性化設(shè)計(jì)。中文面板，操作簡單。

安裝方便。可以在開關(guān)柜上，也可以固定在墻壁或其他物體上。

抗干擾能力強(qiáng)。能夠準(zhǔn)確識別和接收探頭發(fā)出的溫度信號，而不受其他設(shè)備的影響。

傳感器與測溫終端之間采用無線連接。無線連接既方便了系統(tǒng)的安裝與維護(hù)，又減少了對電網(wǎng)安全運(yùn)行的影響，使系統(tǒng)的安全性、靈活性得到極大提高。

無線通信選擇工作于ISM工作頻率，對人體無傷害、對周圍設(shè)備無電磁干擾，符合FCC標(biāo)準(zhǔn)和國家無線管理規(guī)定。

可擴(kuò)展性。每個(gè)測溫接收通信終端容量可接收100個(gè)測溫探頭;給以后擴(kuò)容留有足夠的空間，而無需增加新的接收裝置。

無線通信終端技術(shù)指標(biāo)：接收頻率915MHz；接收靈敏度-100dBm；功耗＜1W；管理探頭數(shù)量100個(gè)；與管理主機(jī)傳輸協(xié)議為Modbus協(xié)議；終端地址設(shè)置范圍為1～250號；與管路主機(jī)的電氣接口RS-485；終端報(bào)警方式為蜂鳴器報(bào)警或外接報(bào)警設(shè)備；工作電壓AC220V±10%，50Hz或60Hz；繼電器承受負(fù)載交流250V，7A；尺寸96mm×96mm×115mm(WTR-10)，180mm×125mm×36mm(WTR-20)；開孔尺寸92mm×92mm(WTR-10)；重量為0.5kg(WTR-10)，0.6kg(WTR-20)；環(huán)境溫度-20~65℃。

4 測溫工作站功能特點(diǎn)

測溫工作站為一臺工控計(jì)算機(jī)，在該計(jì)算機(jī)上運(yùn)行專用軟件，用來定時(shí)讀取從通信終端中收集的溫度和ID數(shù)據(jù)，并寫入本地硬盤中作長期保存。對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、維護(hù)，異常報(bào)警，以及溫度變化趨勢分析。

能通過工作站實(shí)時(shí)、直觀地觀察到開關(guān)柜內(nèi)斷路器一次插頭和電纜接頭等電氣接點(diǎn)運(yùn)行溫度的變化情況。

通過對所有現(xiàn)場檢測到的數(shù)據(jù)，能自動(dòng)生成開關(guān)柜內(nèi)一次插頭和電纜接頭時(shí)間段的溫度變化趨勢、歷史事件統(tǒng)計(jì)，以及所需要的曲線圖和圖表。

系統(tǒng)能夠?qū)λ鶛z測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提前預(yù)知和判斷以后多少天內(nèi)開關(guān)柜內(nèi)一次插頭及電纜接頭出現(xiàn)故障并形成報(bào)表，詳細(xì)顯示故障點(diǎn)的位置并打印報(bào)表。

報(bào)警溫度可以根據(jù)用戶的實(shí)際情況自行設(shè)定，對到達(dá)預(yù)警值和越線值的監(jiān)測點(diǎn)能進(jìn)行聲光報(bào)警顯示報(bào)警點(diǎn)的具體位置并記錄在案。報(bào)警值的設(shè)置有兩種方式：

相對報(bào)警溫度。指當(dāng)溫度傳感器的測量溫度比終端測量的環(huán)境溫度高出多少即認(rèn)為異常，需要報(bào)警。取值范圍：0～60℃；②報(bào)警溫度。指當(dāng)溫度傳感器測量的溫度值達(dá)到多少度后即認(rèn)為異常，需要報(bào)警。取值范圍：10～100℃。

能對報(bào)警事件實(shí)時(shí)打印記錄，可以實(shí)現(xiàn)歷史的查詢。對監(jiān)測點(diǎn)的預(yù)警值、報(bào)警值能在線修改，對傳感器的故障能進(jìn)行在線診斷并顯示打印。

系統(tǒng)具有強(qiáng)大的擴(kuò)展功能，當(dāng)新設(shè)備納入檢測范圍時(shí)，僅增加相應(yīng)的新設(shè)備接入即可，原系統(tǒng)不受任何影響。

控制中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信、無人職守、數(shù)據(jù)可以接入企業(yè)網(wǎng)。

軟件操作簡單，易維護(hù)，非專業(yè)人員只要是稍加培訓(xùn)就可以對系統(tǒng)進(jìn)行配置和修改。

5 安科瑞無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)及在線測溫產(chǎn)品介紹

5.1系統(tǒng)介紹

Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)，是我司根據(jù)電力設(shè)備安全性的要求，總結(jié)國內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，專門研制出的新一代無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有超溫告警等功能，可以幫助值班人員盡早發(fā)現(xiàn)問題，消除隱患，確保電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。為電力設(shè)備的安全、經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行提供了全新的解決方案。

5.2結(jié)構(gòu)圖

5.3主要功能

數(shù)據(jù)采集與處理（模擬量、開關(guān)量、電度、SOE、定值）

控制操作（斷路器、隔離開關(guān)、分接頭、復(fù)歸）

報(bào)警及處理功能（設(shè)備狀態(tài)異?；蚬收?、測量值越限，聲音、顏色、閃爍）

事件順序記錄SOE（分合閘記錄、保護(hù)及自動(dòng)裝置的動(dòng)作順序記錄）

遠(yuǎn)動(dòng)功能（為調(diào)度中心提供相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)）

時(shí)鐘同步（北斗GPS納秒級，滿足間隔層子系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘誤差不大于1ms）

人機(jī)聯(lián)系與運(yùn)行管理（控制、查看、數(shù)據(jù)庫定義修改、報(bào)警確認(rèn)、二次開發(fā)、事故記錄檢索、在線設(shè)備管理）

與其他設(shè)備接口（微機(jī)保護(hù)、電力儀表、直流屏、故障錄波儀、模擬屏、調(diào)度）

5.4軟件功能

5.5測溫產(chǎn)品介紹

溫度傳感器

電池供電型無線溫度傳感器

安裝于發(fā)熱部位，采集溫度量并通過無線方式傳輸?shù)膫鞲衅鳌?/span>

目前安科瑞無線溫度傳感器有三款：

CT感應(yīng)取電無線溫度傳感器

安裝于斷路器觸頭、母排、電纜搭接點(diǎn)等大電流處，采集溫度量并通過無線方式傳輸?shù)膫鞲衅鳌?/span>

目前無線溫度傳感器有兩款：

接收/顯示單元

接收單元

顯示單元

參考文獻(xiàn)

[1]田旭東，董軍，牛兵.無線測溫技術(shù)在供電系統(tǒng)中的應(yīng)用.

[2]安科瑞用戶變電站綜合自動(dòng)化與運(yùn)維解決方案.2020.01月版.

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2019.11月版.