高壓小車開關柜中無線測溫系統(tǒng)的設計與應用

  在高壓開關柜使用過程中，母線連接點和柜內的接觸點、動靜觸頭電路產生的發(fā)熱量過大，很容易出現(xiàn)火災事故和停電事故。所以，做好高壓開關柜中溫度的監(jiān)測工作至關重要。由于高壓設備中存在裸露電壓，使用常規(guī)的溫度監(jiān)測方法并不能將高壓絕緣問題解決，而開關柜無線測溫系統(tǒng)使用無線傳輸信息，無須進行布線和使用高壓設備等，也不需要采取相應的絕緣措施，可以有效解決高壓設備溫度監(jiān)測問題。

1、無線測溫系統(tǒng)設計的重要性

  10KV高壓柜是電力系統(tǒng)中重要組成部分，安全運行是用戶負荷的重要保證。高壓柜的特點是負荷電流較大、容易發(fā)熱，需要定期測溫。通常10kV高壓柜分為旋轉刀閘式和小車式兩種，小車式高壓柜由于觸頭完全密封，在柜外無法觀察測溫，因此巡視人員只能通過對柜壁測溫來間接推算內部是否發(fā)熱，溫度的傳導損耗導致精度十分低，而且無法觀察細微的變化，不滿足安全運行的要求。

2、高壓開關柜無線測溫系統(tǒng)設計原理

2.1 系統(tǒng)的主要組成

  無線測溫系統(tǒng)主要由無線溫度傳感器、無線溫度監(jiān)測器、監(jiān)控室上位機、通信系統(tǒng)構成，其中，無線溫度傳感器用來收集各子無線溫度傳感器的數(shù)據(jù)，并進行處理和儲存，所有的無線傳感溫度監(jiān)測器都利用RS485總線和監(jiān)控室上位機進行通信，從而組成分布式監(jiān)測系統(tǒng)。

2.2 無線溫度傳感器

無線測溫傳感器為感應取電模式。感應電源采用小CT磁飽和技術由一次電流感應出電源，將其安裝在開關柜觸頭或電纜接頭上，當通過電流保持在5A以上，感應電源即可不間斷提供給傳感器穩(wěn)定的工作電壓，消除了電池供電需要停電更換的弊端，大大減少了維護工作量。

      無線溫度傳感器由于體積比較小，適合用來測量開關柜中的溫度熱接點，可以對開關柜中引出電纜接頭、觸頭、母線連接點的運行溫度進行測量。

2.3 無線溫度監(jiān)測器

   無線溫度監(jiān)測器主要用來對溫度傳感器的數(shù)據(jù)收集、儲存、處理、報警信號輸出等，并將信號轉換成電信號,經(jīng)內部電路處理，通過彩色液晶顯示屏顯示當前所測溫度。同時上傳到監(jiān)控主機，使運行人員能夠對溫度進行實時在線準確地巡檢，對高壓電氣設備接點溫度狀態(tài)能夠及時地掌握。

2.4 抗電磁干擾

   在進行設計時，無線測溫傳感器布置在母排接近開關觸頭和接頭表面的觸臂上，一旦有大電流從觸臂和母排流過，會產生比較大的電磁場，進而影響傳感器的正常運行。為保證無線傳感器的正常運行，需要采取一定的屏蔽措施。在進行系統(tǒng)設計時，除了要對天線外接外，還需要在屏蔽盒中布置電路，降低運行過程中電磁輻射產生的影響。在導熱片上布置溫度傳感器，并將其他屏蔽盒中剩余的空間進行灌膠，為了保證其具有良好的絕緣性，需要將無線測溫傳感器使用熱鎖管包裹好。

3、高壓小車開關柜無線測溫系統(tǒng)的實際應用

  在開關柜無線測系統(tǒng)技術方案中，通過無線溫度傳感器的設置可以測量小車動觸頭的溫度，通過數(shù)據(jù)接收處理器可以接收溫度數(shù)據(jù)，并對當前的溫度數(shù)據(jù)進行判斷，保證測量的準確性，避免了通過通信模塊連接的遠程報警單元出現(xiàn)誤報；同時小車式開關柜上設置有顯示屏，可以實時顯示溫度數(shù)據(jù)，便于運維人員查看顯示屏及時了解小車式開關柜內的小車動觸頭發(fā)熱情況，保證小車式開關柜的安全運行；同時遠程報警單元連接有終端設備，終端設備可以是手機或其他設備，便于運維人員通過終端設備及時掌握小車式開關柜的工作狀況。

  在該技術方案中，通信模塊能夠將數(shù)據(jù)處理單元處理后的指令、溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至遠程報警單元。無線溫度傳感器為綁扎式溫度傳感器，將綁扎式溫度傳感器套設于小車動觸頭套管上。綁扎式溫度傳感器可以根據(jù)小車觸頭套管的直徑大小進行調節(jié)，便于溫度傳感器安裝在不同規(guī)格的小車觸頭上。溫度傳感器采用絕緣性溫度傳感器。這樣設置可以使溫度傳感器盡可能靠近小車觸頭，得到更真實的溫度值，防止流經(jīng)小車觸頭的電流對溫度傳感器的影響，保證溫度測量的準確性。

4、山東正瑞開關柜無線測溫監(jiān)測系統(tǒng)

4.1 簡介

  開關柜無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。

  ZRDCT-30開關柜無線測溫系統(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Modbus-RTU、Modbus-TCP等傳輸規(guī)約，安全性、可靠性和開放性都得到了提高。該系統(tǒng)具有遙控、事件報警、曲線、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。

4.2 應用場所

  開關柜無線測溫系統(tǒng)適合在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、鋼廠、化工、水泥、數(shù)據(jù)中心、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。

4.3 系統(tǒng)結構

無線測溫監(jiān)測系統(tǒng)結構圖

4.4 系統(tǒng)功能

山東正瑞ZRMSCADA無線測溫監(jiān)控軟件界面可根據(jù)用戶要求組態(tài)各種畫面。可以采集無線溫度監(jiān)測器數(shù)據(jù)，通過組態(tài)畫面實時顯示溫度，超限報警，能夠查詢溫度歷史數(shù)和曲線進行分析，可通過手機APP查看數(shù)據(jù)和接收報警通知。同時能夠將數(shù)據(jù)上傳阿里云服務器，通過手機APP查看和報警。

具有ModbusRTU，ModbusTCP，CDT等多種標準協(xié)議，可以增加其他非標準協(xié)議通信模塊。

（1）可以查看現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)；

（2）具有超溫，超限等報警功能；

（3）采用C/S結構，可通過安裝客戶端軟件查看數(shù)據(jù)；

（4）存儲歷史數(shù)據(jù)，可查看歷史曲線，歷史報警記錄等。

（5）采集各個變電站終端的信息數(shù)據(jù)；

（6）顯示各電纜中間頭溫度，開關柜觸頭溫度，電容器溫度等；

（7）具有報警功能，探測器報警，溫度超限報警，通信中斷報警等；

溫度歷史曲線查詢；

（8）歷史報警事件查詢；

（9）權限管理，獲得權限可通過客戶端瀏覽數(shù)據(jù)。

（10）報警聯(lián)動，報警時彈出報警畫面，顯示報警位置。

（11）數(shù)據(jù)上阿里云服務器，通過手機APP查看和報警。

 

5、結語
  總體來說，實現(xiàn)無線測溫技術在小車式高壓開關柜中的應用，可以實時有效地掌握高壓開關柜的具體問題，以此來協(xié)助工作人員及時采取相應的措施，通過顯示屏的設置可以在小車式開關柜上及時顯示溫度電流信息，便于運維人員查看，及時了解小車式開關柜內小車動觸頭的工作情況，保證了小車動觸頭的安全運行。做好事故的防治工作，促進高壓開關柜的可持續(xù)運行。

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