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摘要:電力設(shè)備無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)能為變電站設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行提供有力保證,是變電站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的又一可靠有效的技術(shù)手段?,F(xiàn)對(duì)實(shí)際變電站現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備溫度過(guò)高的原因、電力設(shè)備無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)使用中發(fā)揮的作用和不足之處進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞:泛在電力物聯(lián)網(wǎng);智能;配電系統(tǒng);應(yīng)用
0前言
在變電站設(shè)備運(yùn)行中,運(yùn)行人員要按照變電站巡檢制度對(duì)設(shè)備進(jìn)行巡檢,以發(fā)現(xiàn)設(shè)備在運(yùn)行中在的問(wèn)題和隱患,并及時(shí)進(jìn)行處理,以保設(shè)備運(yùn)行,提高變電站的運(yùn)行可靠性。
在開展變電站設(shè)備巡檢,對(duì)設(shè)備溫度進(jìn)行測(cè)檢查是一種重要的方式和手段,通過(guò)對(duì)設(shè)備運(yùn)行溫度的檢查,可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備可能存在的問(wèn)題和隱患。
運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行溫度超過(guò)允許溫度,問(wèn)題嚴(yán)重時(shí),要盡快進(jìn)行停電處理,否則不僅危害設(shè)備運(yùn)行,而且會(huì)增加變電站非計(jì)劃停電次數(shù),給變電站安全運(yùn)行帶來(lái)隱患。
1 變電站設(shè)備溫度過(guò)高的原因
(1)設(shè)備安裝施工工藝不符合要求,特別是在螺栓壓接處 螺栓緊固度不達(dá)標(biāo)。所以,在工程驗(yàn)收和檢查中發(fā)現(xiàn)此類問(wèn)題,能夠避免設(shè)備投用后產(chǎn)生的隱患。
(2)設(shè)備連接處不平整成租術(shù),未按照要求進(jìn)行打磨處理 或打磨不到位,導(dǎo)致表面粗糙,接觸不良。
(3)設(shè)備在運(yùn)輸或搬運(yùn)過(guò)程中發(fā)生碰撞而導(dǎo)致連接處變 形,使接觸面不平整,造成接觸不良。
(4)設(shè)備運(yùn)行中金屬表面發(fā)生氧化反應(yīng),導(dǎo)致接觸不良。
(5)設(shè)備由于發(fā)生金屬表面銹蝕而接觸不良,特別是戶外設(shè)備,在受到雨雪影響時(shí),發(fā)生此類情況的可能性較大。
(6)在外力作用下,設(shè)備安裝連接部位發(fā)生變形或接觸面沒有*接觸,在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng),這種情況多發(fā)生在電纜接頭與隔離開關(guān)的連接處。
(7)設(shè)備通過(guò)的負(fù)荷電流過(guò)大,在電流的熱效應(yīng)作用下,發(fā)熱偏高,如果設(shè)備存在以上其他問(wèn)題,發(fā)熱會(huì)更嚴(yán)重,將會(huì)導(dǎo)致更加惡劣的結(jié)果。
在變電站實(shí)際運(yùn)行中,由于以上幾種原因?qū)е聹囟冗^(guò)熱 的情況多發(fā)生在斷路器、隔離開關(guān)、電纜接頭、套管、母線等設(shè) 備的連接部位。站內(nèi)己發(fā)生多起此類事故,這些部位是設(shè)備溫 度過(guò)高的重災(zāi)區(qū),因此它們也是變電站日常巡檢工作中檢查的測(cè)溫部位。在開展設(shè)備巡檢時(shí),對(duì)設(shè)備進(jìn)行測(cè)溫,不僅可以了解設(shè)備在運(yùn)行期間的狀態(tài),同時(shí)還可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備由于接觸不良或負(fù)荷偏大引起的發(fā)熱偏高問(wèn)題。設(shè)備帶電運(yùn)行后,由于電流熱效溫度比周圍環(huán)境溫度偏高屬于正常情況,但 由于設(shè)備存在缺陷隱患或是負(fù)荷電流較大而引起的發(fā)熱偏高 不僅會(huì)使設(shè)備絕緣老化程度加重,縮短設(shè)備使用壽命,更嚴(yán)重的情況會(huì)導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生停電事故,所以對(duì)設(shè)備進(jìn)行測(cè)溫巡檢 十分重要。
2電力設(shè)備無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的應(yīng)用
在電力設(shè)備無(wú)線測(cè)溫軟件心前,變電站內(nèi)運(yùn)行人員主 要依靠手持式測(cè)溫儀或紅外成像儀進(jìn)行測(cè)溫。對(duì)全站的設(shè)備 進(jìn)行測(cè)溫檢查不僅工作量較大也比較費(fèi)時(shí)間,而且不能*保證對(duì)設(shè)備需要測(cè)溫的部位全部進(jìn)行測(cè)溫,容易產(chǎn)生遺漏現(xiàn) 象,同時(shí)較為依賴運(yùn)行人員的主動(dòng)性,責(zé)任心較強(qiáng)的人員,測(cè) 溫效果技好,發(fā)現(xiàn)隱患的可能性比較大,一旦發(fā)生人工巡檢 測(cè)溫不到位,一旦不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)設(shè)備溫度過(guò)高隱患的情況,有可能引發(fā)電氣設(shè)備事故。所以,就需要一種能夠自動(dòng)采集日常巡檢中所需要的設(shè)備運(yùn)行溫度參數(shù),并可以及時(shí)有效提供給運(yùn)行人員進(jìn)行査看的測(cè)溫技術(shù)設(shè)備溫度越能夠發(fā)出報(bào)警,提示溫度越限部位,為運(yùn)行人員提供可靠的信息依據(jù),以便后續(xù)采取處理措施。
在了解了電力設(shè)備無(wú)線測(cè)溫技術(shù)和手段后,結(jié)合站內(nèi)實(shí) 際設(shè)備可能溫度過(guò)高部位的位置特點(diǎn)和安裝使用要求,釆用 了由山西聯(lián)安礦用設(shè)備有限公司提供的電力設(shè)備無(wú)線測(cè)溫系 統(tǒng),可以彌補(bǔ)人工對(duì)變電站設(shè)備進(jìn)行測(cè)溫存在的不足,提高設(shè) 備測(cè)溫的效率和準(zhǔn)確度。
電力設(shè)備無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)由無(wú)線測(cè)溫傳感器、無(wú)線測(cè)溫通 信終端及后臺(tái)主機(jī)三部分組成,如圖1所示。無(wú)線測(cè)溫傳感器 安裝在斷路器、隔離〃閘、電纜接頭、套管、母線等設(shè)備的連接 部位,通過(guò)無(wú)線射頗技術(shù)將該部位的實(shí)時(shí)測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)發(fā)送到無(wú)線測(cè)溫通信終端,再由無(wú)線測(cè)溫通信終端將采塵的多路實(shí)時(shí) 測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線傳回后臺(tái)主機(jī):變電站運(yùn)行人員可以通 過(guò)主機(jī)終端安裝的測(cè)溫軟件査看全部測(cè)溫結(jié)果。電力設(shè)備無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的安裝應(yīng)用,可以讓變電站運(yùn)行人員足不出戶,隨時(shí)査看變電站電氣設(shè)備重要部位的溫度實(shí)時(shí)參數(shù),大大方便了設(shè)備巡檢測(cè)溫,而且測(cè)溫結(jié)果準(zhǔn)確及時(shí)。該測(cè)溫系統(tǒng)還可以根據(jù)用戶要求自動(dòng)繪制測(cè)溫點(diǎn)的溫度曲線,同時(shí)可以保存全部測(cè)溫參數(shù)90天,便于變電站運(yùn)行人員進(jìn)行歷史査看,方便了運(yùn)行人員進(jìn)行設(shè)備溫度記錄和歷史分析。
圖1電力設(shè)備無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
3電力設(shè)備無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
和人工測(cè)溫巡檢相比,無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)可以不受天氣、工作情況的影響解設(shè)備的溫度。以往在進(jìn)行人工測(cè)溫巡檢時(shí),要考慮到天氣因素,在打雷下雨時(shí)不可以進(jìn)行設(shè)備巡檢, 同時(shí)還要考慮到設(shè)備間隔內(nèi)有其他檢修設(shè)備,不能開展巡檢。安裝了無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)后,可以隨時(shí)查看設(shè)備溫度,不會(huì) 發(fā)生遺漏測(cè)溫的現(xiàn)象。同時(shí)該批線測(cè)溫系統(tǒng)可以根據(jù)要求設(shè) 置設(shè)備溫度越限報(bào)警,通過(guò)語(yǔ)音及時(shí)提醒變電站運(yùn)行人員具體的設(shè)備部位出現(xiàn)的情況。
應(yīng)用電力設(shè)備無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)可以實(shí)時(shí)、了解設(shè)備當(dāng)前溫度,及時(shí)掌握設(shè)備運(yùn) 行情況。
(2)能夠在設(shè)備溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí)及時(shí)發(fā)出報(bào)警,提醒運(yùn) 行人員及時(shí)進(jìn)行處理。
(3)可以查閱設(shè)備溫度歷史記錄,便于了解和分析設(shè)備在 一定時(shí)間段的運(yùn)行狀況。
(4)當(dāng)前測(cè)溫記錄及歷史測(cè)溫記錄能以曲線的形式進(jìn)行 査看,更加一日了然,便于分析對(duì)比。
(5)減少了人工測(cè)溫的工作量,可以讓值班員有更多的時(shí) 間開展其他工作。
(6)不受天氣情況、工作因素的影響,可以隨時(shí)了解設(shè)備 運(yùn)行溫度。
4電力設(shè)備無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的不足
安裝使用電力設(shè)備無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)后,變電站運(yùn)行人員設(shè)備巡檢效率大大提高,而且在其幫助下處理了礦劉2#線302斷 路器A相穿墻套管連接部位溫度過(guò)高、礦劉1#線301-3隔離開關(guān)A相溫度過(guò)高等多次隱患,提高了變電站設(shè)備運(yùn)行的安全性。但在日常應(yīng)用中,該系統(tǒng)也暴露出一些不足和缺陷,主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn):
(1)無(wú)線測(cè)溫傳感器采用的是有源技術(shù),需要內(nèi)部安裝電池提供電源,一旦電池電量不足,該無(wú)線測(cè)溫傳感器將停止工作,運(yùn)行人員將不會(huì)查看到該處的溫度參數(shù),只有對(duì)該部位停電更換無(wú)線測(cè)溫傳感器才能恢復(fù)正常,這將大大增加變電站 的倒閘操作量和非計(jì)劃停電次數(shù)。我司已多次向設(shè)備廠家反 映該時(shí)題,設(shè)備廠家也針對(duì)該問(wèn)題對(duì)無(wú)線測(cè)溫傳感器進(jìn)行了技術(shù)升級(jí),將內(nèi)部電池供電改為無(wú)源技術(shù),通過(guò)安裝部位的電磁感應(yīng)作用提供電源,這就大大提髙了該系統(tǒng)的可靠性。
(2) 在電力設(shè)備無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)實(shí)際使用中,部分設(shè)備溫度 參數(shù)經(jīng)常發(fā)生中斷,初步判斷為無(wú)線測(cè)溫傳感器電池電量不足所致,經(jīng)停電更換無(wú)線測(cè)溫傳感器后,此現(xiàn)象依然存在。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行檢查后將信號(hào)接收器安裝位置進(jìn)行了調(diào)整,使信號(hào)接收器與無(wú)線測(cè)溫傳感器距離縮短,此現(xiàn)象不再發(fā)生。
(3) 采用有源技術(shù)內(nèi)置電池的無(wú)線測(cè)溫傳感器不可更換電池,一旦發(fā)現(xiàn)無(wú)線測(cè)溫傳感器電池電量不足,只能對(duì)無(wú)線測(cè)溫傳感器進(jìn)行更換,不僅增加了設(shè)備維護(hù)成本,而且對(duì)設(shè)備也是一種資源浪費(fèi)。
5 安科瑞溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
5.1概述
電氣接點(diǎn)在線測(cè)溫裝置適用于高低壓開關(guān)柜內(nèi)電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開關(guān)、高壓電纜中間頭、干式變壓器、低壓大電流等設(shè)備的溫度監(jiān)測(cè),防止在運(yùn)行過(guò)程中因氧化、松動(dòng)、灰塵等因素造成接點(diǎn)接觸 電阻過(guò)大而發(fā)熱成為安全隱患,提高設(shè)備安全保障,及時(shí)、持續(xù)、準(zhǔn)確反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),降低設(shè)備事故率。
Acrel-2000T無(wú)線測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)RS 485總線或以太網(wǎng)與間隔層的設(shè)備直接進(jìn)行通訊,系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)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)具有遙信、遙測(cè)、遙控、遙調(diào)、遙設(shè)、事件報(bào)警、曲線、棒圖、報(bào)表和用戶管理功能,可以監(jiān)控?zé)o線測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行狀況,實(shí)現(xiàn)快速報(bào)警響應(yīng),預(yù)防嚴(yán)重故障發(fā)生。
5.2應(yīng)用場(chǎng)所
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(jī)場(chǎng)、電廠、煤礦等廠礦企業(yè)、變配電所等電力設(shè)備的溫度監(jiān)測(cè)。
5.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
5.4系統(tǒng)功能
測(cè)溫系統(tǒng)主機(jī)Acrel-2000T安裝于值班監(jiān)控室,可以遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)內(nèi)所有開關(guān)設(shè)備運(yùn)行溫度狀態(tài)。系統(tǒng)具有以下主要功能:
1)溫度顯示:顯示配電系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的實(shí)時(shí)值,也可實(shí)現(xiàn)電腦WEB/手機(jī)APP遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)。
2)溫度曲線:查看每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的溫度趨勢(shì)曲線。
3)運(yùn)行報(bào)表:查詢及打印各測(cè)溫點(diǎn)時(shí)間的溫度數(shù)據(jù)。
4)實(shí)時(shí)告警:系統(tǒng)能夠?qū)Ω鳒y(cè)溫點(diǎn)異常溫度發(fā)出告警。系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)語(yǔ)音報(bào)警功能,能夠?qū)λ惺录l(fā)出語(yǔ)音告警,告警方式有彈窗、語(yǔ)音告警等,還可以短信/APP推送告警消息,及時(shí)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(jìn)行存儲(chǔ)和管理,方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯,查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析等。
5.5系統(tǒng)硬件配置
溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由設(shè)備層的溫度傳感器和溫度采集/顯示單元,通訊層的邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)以及站控層的測(cè)溫系統(tǒng)主機(jī)組成,實(shí)現(xiàn)變配電系統(tǒng)關(guān)鍵電氣部位的溫度在線監(jiān)測(cè)。
名稱 | 外形 | 型號(hào) | 參數(shù)說(shuō)明 |
系統(tǒng)組態(tài)軟件 |
| Acrel-2000/T | 硬件:內(nèi)存 4G,硬盤 500G,以太網(wǎng)口。 顯示器:21 寸,分辨率 1280*1024。 操作系統(tǒng):Windows 7 64 位簡(jiǎn)體中文旗艦版。 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng):Microsoft SQL Server 2008 R2。 通訊協(xié)議:IEC 60870-5-103、IEC 60870-5-104、Modbus RTU、Modbus TCP 等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約 |
智能通信管理機(jī) |
| Anet-2E4SM | 通用網(wǎng)關(guān),2路網(wǎng)口,4路RS485,可選配1路LORA,帶電告警功能,支持485,4G從模塊擴(kuò)展。 |
無(wú)線測(cè)溫集中采集設(shè)備 |
| Acrel-2000T/A | 壁掛式安裝 標(biāo)配一路485接口、一路以太網(wǎng)口 自帶蜂鳴器告警 柜體尺寸480*420*200 (單位mm) |
| Acrel-2000T/B | 硬件:內(nèi)存4G,硬盤128G,以太網(wǎng)口 顯示器:12寸,分辨率800*600 操作系統(tǒng):Windows7 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng):Microsoft SQL Server 2008 R2 可選Web平臺(tái)/APP服務(wù)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(gè)ATC200/1個(gè)ATC400/1個(gè)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(xié)議; 可接收60個(gè)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(xié)議; 可接收12個(gè)ATE100/200/300/400;配套ATC200/300/450。 | |
智能溫度巡檢儀 |
| ARTM-8 | 開孔88*88mm 嵌入式按照; AC85-265V或DC100-300V供電; 一路上行RS485接口,Modbus協(xié)議; 可接入8路PT100傳感器,適用于低壓開關(guān)柜電氣接點(diǎn)、變壓器繞組、點(diǎn)擊繞組等場(chǎng)合的測(cè)溫; |
| ARTM-24 | 35MM導(dǎo)軌安裝; AC85-265V或DC100-300V供電; 一路上行RS485接口,Modbus協(xié)議; 24路NTC或PT100、1路溫濕度測(cè)溫、2路繼電器告警輸出,用于低壓電氣接點(diǎn)、變壓器繞組、點(diǎn)擊繞組等場(chǎng)所測(cè)溫; | |
無(wú)線收發(fā)器 |
| ATC450-C | 可接收60個(gè)ATE100/ATE100M/ATE200/ATC400/ATE100P/ATE200P傳感器數(shù)據(jù)。 |
| ATC600 | ATC600有兩種規(guī)格;ATC600-C可接收240個(gè)ATE100/ATE100M/ATE200/ATC400/ATE100P/ATE200P傳感器數(shù)據(jù)。ATC600-Z做中繼透?jìng)鳌?/span> | |
電池型無(wú)線測(cè)溫傳感器 |
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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(zhǎng)*寬*高)。 |
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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(zhǎng)*寬*高,三色表帶)。 | |
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ATE200P | 電池供電,壽命≥5年;-50℃~+125℃; 精度±1℃;470MHz,空曠距離150米,防護(hù)等級(jí)IP68;35*35*17mm, L=330mm(長(zhǎng)*寬*高,三色表帶) 。 | |
CT取電型無(wú)線測(cè)溫傳感器 |
| ATE400 | CT感應(yīng)取電,啟動(dòng)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(zhǎng)*寬*高)。 |
有線溫度傳感器 |
| PT100 | 用于低壓接點(diǎn)測(cè)溫時(shí),具體封裝、精度、線制、線材、線長(zhǎng)與供應(yīng)商聯(lián)系; 用于變壓器、電機(jī)繞組測(cè)溫時(shí),建議變壓器或電機(jī)內(nèi)部預(yù)埋好Pt100 |
| NTC | 用于低壓接點(diǎn)測(cè)溫時(shí),具體封裝、精度、線制、線材、線長(zhǎng)與供應(yīng)商聯(lián)系; 用于變壓器、電機(jī)繞組測(cè)溫時(shí),建議變壓器或電機(jī)內(nèi)部預(yù)埋好 |
6結(jié)束語(yǔ)
電力設(shè)備無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)作為變電站采用的綜合自動(dòng)化技術(shù)手段,為變電站的安全可靠運(yùn)行提供了技術(shù)支持,雖然在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)使用中暴露出一些不足之處,但它發(fā)揮的作用和優(yōu)勢(shì)是變電站人工測(cè)溫?zé)o法實(shí)現(xiàn)的,通過(guò)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善, 其將更好地為電力系統(tǒng)提供服務(wù)。
參考文獻(xiàn)
[1] 袁洋.電力設(shè)備無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的應(yīng)用.
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安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2022.05版.