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探討高壓開關柜無線測溫系統(tǒng)的應用

2024年08月12日 10:58安科瑞電子商務（上海）有限公司點擊量：355

摘要： 本文詳細闡述了高壓開關柜無線測溫系統(tǒng)的工作原理、組成部分、技術特點以及其在電力系統(tǒng)中的廣泛應用。通過對實際應用案例的分析，揭示了該系統(tǒng)在保障電力設備安全運行、提高電力系統(tǒng)可靠性方面的重要作用，并對其未來發(fā)展趨勢進行了展望。


一、引言


高壓開關柜作為電力系統(tǒng)中重要的電氣設備，其運行狀態(tài)直接影響到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。由于開關柜內部通常存在高電壓、大電流，傳統(tǒng)的測溫方式難以滿足實時、準確監(jiān)測溫度的需求。隨著無線通信技術和傳感器技術的發(fā)展，無線測溫系統(tǒng)應運而生，為高壓開關柜的溫度監(jiān)測提供了一種高效、可靠的解決方案。


二、高壓開關柜無線測溫系統(tǒng)的工作原理


高壓開關柜無線測溫系統(tǒng)主要由溫度傳感器、數(shù)據(jù)采集終端、無線傳輸模塊和監(jiān)控主機組成。溫度傳感器安裝在開關柜內的關鍵部位，如觸頭、母線連接處等，實時采集溫度數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集終端將傳感器采集到的溫度數(shù)據(jù)進行處理和編碼，并通過無線傳輸模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)控主機。監(jiān)控主機對接收的數(shù)據(jù)進行分析、存儲和顯示，當溫度超過設定閾值時，發(fā)出報警信號。


三、高壓開關柜無線測溫系統(tǒng)的組成部分


（一）溫度傳感器
溫度傳感器是無線測溫系統(tǒng)的核心部件，常見的有熱電偶傳感器、熱電阻傳感器和紅外傳感器等。熱電偶傳感器具有測量范圍廣、響應速度快等優(yōu)點；熱電阻傳感器測量精度高、穩(wěn)定性好；紅外傳感器則非接觸式測量，不影響設備運行。


（二）數(shù)據(jù)采集終端
數(shù)據(jù)采集終端負責對溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù)進行處理和轉換，并將其編碼為適合無線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式。


（三）無線傳輸模塊
無線傳輸模塊采用 ZigBee、藍牙、Wi-Fi 等無線通信技術，將數(shù)據(jù)采集終端處理后的數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控主機。


（四）監(jiān)控主機
監(jiān)控主機是無線測溫系統(tǒng)的控制中心，具備數(shù)據(jù)接收、處理、分析、存儲和顯示等功能，并能實現(xiàn)報警和遠程控制。


四、高壓開關柜無線測溫系統(tǒng)的技術特點


（一）實時性
能夠實時采集和傳輸開關柜內的溫度數(shù)據(jù)，使運維人員及時掌握設備的運行狀態(tài)。


（二）準確性
采用高精度的溫度傳感器和先進的數(shù)據(jù)處理算法，確保溫度測量的準確性。


（三）可靠性
無線傳輸方式避免了傳統(tǒng)有線測溫系統(tǒng)中線路老化、接觸不良等問題，提高了系統(tǒng)的可靠性。


（四）安全性
系統(tǒng)采用低功耗、本質安全型設計，不會對開關柜的正常運行產生影響。


（五）靈活性
安裝方便，無需布線，可根據(jù)實際需求靈活布置傳感器的位置。


五、高壓開關柜無線測溫系統(tǒng)的應用案例分析


（一）某變電站高壓開關柜應用案例
該變電站采用了無線測溫系統(tǒng)對 10kV 高壓開關柜進行溫度監(jiān)測。在系統(tǒng)運行期間，成功檢測到一次母線連接處溫度異常升高的情況，并及時發(fā)出報警信號。運維人員迅速采取措施，避免了事故的發(fā)生，保障了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。


（二）某工廠配電室高壓開關柜應用案例
某工廠配電室的高壓開關柜在夏季高溫期間經(jīng)常出現(xiàn)過熱故障。安裝無線測溫系統(tǒng)后，能夠實時監(jiān)測開關柜內的溫度變化，及時發(fā)現(xiàn)并處理了多處潛在的過熱隱患，提高了工廠的供電可靠性，減少了因停電造成的生產損失。


六、高壓開關柜無線測溫系統(tǒng)的發(fā)展趨勢


（一）智能化
結合人工智能、大數(shù)據(jù)等技術，實現(xiàn)對溫度數(shù)據(jù)的智能分析和預測，提前發(fā)現(xiàn)潛在的故障隱患。


（二）集成化
與電力系統(tǒng)的其他監(jiān)測設備集成，形成一體化的綜合監(jiān)測平臺，提高電力設備的管理水平。


（三）微型化
溫度傳感器和數(shù)據(jù)采集終端將更加微型化，便于安裝和維護。


（四）低功耗
采用更加先進的低功耗技術，延長系統(tǒng)的使用壽命，降低維護成本。


七、安科瑞溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)解決方案

（一）概述

電氣接點在線測溫裝置適用于高低壓開關柜內電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開關、高壓電纜中間頭、干式變壓器、低壓大電流等設備的溫度監(jiān)測，防止在運行過程中因氧化、松動、灰塵等因素造成接點接觸電阻過大而發(fā)熱成為安全隱患，提高設備安全保障，及時、持續(xù)、準確反映設備運行狀態(tài)，降低設備事故率。

Acrel2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)通過RS485總線或以太網(wǎng)與間隔層的設備直接進行通訊，系統(tǒng)設計遵循國際標準ModbusRTU、ModbusTCP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、遙控、遙調、遙設、事件報警、曲線、棒圖、報表和用戶管理功能，可以監(jiān)控無線測溫系統(tǒng)的設備運行狀況，實現(xiàn)快速報警響應，預防嚴重故障發(fā)生。

（二）應用場所

適合在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、鋼廠、化工、水泥、數(shù)據(jù)、醫(yī)院、機場、電廠、煤礦等廠礦企業(yè)、變配電所等電力設備的溫度監(jiān)測。

（三）系統(tǒng)結構

2.png

（四）系統(tǒng)功能

測溫系統(tǒng)主機Acrel2000T安裝于值班監(jiān)控室，可以遠程監(jiān)視系統(tǒng)內所有開關設備運行溫度狀態(tài)。系統(tǒng)具有以下主要功能：

溫度顯示

顯示配電系統(tǒng)內每個測溫點的實時值，也可實現(xiàn)電腦WEB/手機APP遠程查看數(shù)據(jù)。

3.png

（2）溫度曲線

查看每個測溫點的溫度趨勢曲線。

4.png

（3）運行報表

查詢及打印各測溫點時間的溫度數(shù)據(jù)。

（4）實時告警

系統(tǒng)能夠對各測溫點異常溫度發(fā)出告警。系統(tǒng)具有實時語音報警功能，能夠對所有事件發(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行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析等。

（五）系統(tǒng)硬件配置

溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由設備層的溫度傳感器和溫度采集/顯示單元，通訊層的邊緣計算網(wǎng)關以及站控層的測溫系統(tǒng)主機組成，實現(xiàn)變配電系統(tǒng)關鍵電氣部位的溫度在線監(jiān)測。

八、結語

本文所研究和介紹的高壓柜測溫系統(tǒng)，使用的是無線組網(wǎng)、CT供電的無線傳輸系統(tǒng)，因此能夠有效解決高壓柜測溫系統(tǒng)突然升高，以及柜內高壓絕緣等問題。利用CT供電可以在保障高壓側電路穩(wěn)定供能的同時實現(xiàn)對地絕緣。無線組網(wǎng)的連接方式則可以確保測溫系統(tǒng)更為實用。*后從軟硬件等方面提供給測溫系統(tǒng)的抗干擾設施，更是可以大幅提高測溫質量及可靠性。

參考文獻

[1]周文文,聶一雄,徐衛(wèi)東,等.10kV智能化高壓開關柜測溫系統(tǒng)設計[J].廣東電力,2017,30(12):130135.

[2]董淑瑩，鄭文龍，穆三強，高壓開關柜無線測溫系統(tǒng)的研究

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022年05版

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