淺談電力系統(tǒng)中的熱故障無(wú)線監(jiān)測(cè)技術(shù)

摘 要:生產(chǎn)環(huán)境等特殊因素常使鋼鐵企業(yè)的電力系統(tǒng)出現(xiàn)因溫度過(guò)高而導(dǎo)致的熱故障，輕則縮短企業(yè)設(shè)備的使用壽命，重則引發(fā)生產(chǎn)安全事故，造成企業(yè)重大的財(cái)產(chǎn)損失、甚至危及工作人員的安全，必須引起相關(guān)管理人員充分的重視。本文重點(diǎn)介紹了無(wú)線監(jiān)測(cè)技術(shù)在鋼鐵企業(yè)電力系統(tǒng)中的工作原理與應(yīng)用要點(diǎn)，以期通過(guò)先進(jìn)的監(jiān)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的在線溫度測(cè)控，避免熱故障給企業(yè)帶來(lái)的不利影響。

關(guān)鍵詞:熱故障 無(wú)線監(jiān)測(cè) 電力系統(tǒng)

中圖分類號(hào):TM76文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2012)03(a)-0077-01

1 我國(guó)電力系統(tǒng)中的熱故障無(wú)線監(jiān)測(cè)技術(shù)概述

1.1 電力系統(tǒng)中的熱故障及其處理對(duì)策

生產(chǎn)環(huán)境等特殊因素常使鋼鐵企業(yè)的電力系統(tǒng)在金屬粉塵、腐蝕氣體中連續(xù)運(yùn)行，且負(fù)荷波動(dòng)大、道閘操作頻繁，極易出現(xiàn)高壓電纜接頭、母線接點(diǎn)以及開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)等部位溫度過(guò)高而導(dǎo)致的熱故障。由于電力系統(tǒng)在運(yùn)行中屬于開(kāi)關(guān)狹小的高壓封閉結(jié)構(gòu)，設(shè)備發(fā)熱點(diǎn)的檢測(cè)與控制都存在著很大的困難。而一旦電力系統(tǒng)發(fā)生熱故障，輕則造成絕緣元件受損、設(shè)備功能退化等問(wèn)題，縮短企業(yè)設(shè)備的使用壽命，重則引發(fā)生產(chǎn)安全事故，造成企業(yè)重大的財(cái)產(chǎn)損失、甚至危及工作人員的安全。因此，必須引起相關(guān)管理人員充分的重視，以先進(jìn)的監(jiān)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的在線溫度測(cè)控，降低電力系統(tǒng)熱故障可能給企業(yè)帶來(lái)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

目前我國(guó)電力設(shè)備熱故障的監(jiān)測(cè)主要通過(guò)點(diǎn)式測(cè)溫儀或熱像儀等設(shè)備、紅外檢測(cè)、光纖有線檢測(cè)及無(wú)線監(jiān)測(cè)四種方式進(jìn)行。利用熱像儀等設(shè)備需要巡檢人員在規(guī)定時(shí)間內(nèi)、對(duì)規(guī)定可變溫度點(diǎn)進(jìn)行瞬時(shí)儀器測(cè)量，此方式不但不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)各點(diǎn)的實(shí)時(shí)檢測(cè)和及時(shí)預(yù)警，也可能因?yàn)槿藶橐蛩卦斐烧`差或漏檢(如巡檢過(guò)程中因巡檢人員對(duì)時(shí)間間隔、測(cè)量角度、測(cè)量部位的把握出現(xiàn)偏差所導(dǎo)致的溫度測(cè)量誤差等)，對(duì)巡檢人員的專業(yè)水平及職業(yè)責(zé)任感都有較高的要求。紅外線溫度檢測(cè)通過(guò)接受一次設(shè)備上的紅外信號(hào)推斷系統(tǒng)在線溫度，設(shè)備成本高，且常受到陽(yáng)光或外界熱源等其他熱源的干擾而出現(xiàn)誤差。光纖檢測(cè)是通過(guò)光纖對(duì)溫度信號(hào)進(jìn)行有線監(jiān)測(cè)，該方法需要將感溫元件與光纖一起貼合安裝在受測(cè)物體表面，因此對(duì)使用環(huán)境的要求較高，鋼鐵生產(chǎn)等粉塵、廢氣環(huán)境易使其絕緣度降低，繼而降低其準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)溫度的能力?；谏鲜鰷y(cè)量方法都存在著實(shí)際應(yīng)用上的問(wèn)題，近年來(lái)，一種全數(shù)字式的無(wú)線測(cè)溫技術(shù)正逐漸應(yīng)用并普及于鋼鐵企業(yè)的電力系統(tǒng)中。

1.2 電力系統(tǒng)熱故障無(wú)線監(jiān)測(cè)技術(shù)

無(wú)線熱故障監(jiān)測(cè)是基于無(wú)線收發(fā)技術(shù)的，多點(diǎn)傳感、全數(shù)字式的實(shí)時(shí)在線監(jiān)控手段。由于不具有外接電路，該技術(shù)具有抗高壓、抗電磁干擾、測(cè)量精度高、運(yùn)行穩(wěn)定等很多優(yōu)點(diǎn)，加之其設(shè)備與技術(shù)都相對(duì)簡(jiǎn)單，整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的造價(jià)成本合理，目前越來(lái)越受到冶金等重工業(yè)高壓電系統(tǒng)的青睞。

2 熱故障無(wú)線監(jiān)測(cè)技術(shù)的工作原理與運(yùn)用

2.1 熱故障無(wú)線監(jiān)測(cè)技術(shù)的工作原理

無(wú)線熱故障檢測(cè)設(shè)備主要包括無(wú)線射頻模塊和全數(shù)字式穩(wěn)定傳感模塊兩部分，通過(guò)與電力自動(dòng)化的系統(tǒng)相連，對(duì)電力系統(tǒng)中的高壓線、高壓開(kāi)關(guān)、母線等實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)，并將測(cè)得的結(jié)果實(shí)時(shí)傳至監(jiān)控室。設(shè)備以預(yù)先設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)溫度范圍的方式對(duì)溫度變化點(diǎn)給予控制，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理后的數(shù)據(jù)一旦超過(guò)預(yù)定溫度值，設(shè)備即會(huì)發(fā)出警報(bào)提醒技術(shù)人員引起注意。而所有數(shù)據(jù)也都會(huì)被計(jì)算機(jī)妥善分類管理，為熱故障診斷與處理、訂立檢修計(jì)劃等工作提供有效的依據(jù)。

無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通常分為采集層、收集層與監(jiān)測(cè)層三部分，并以無(wú)線通信方式連接收集層與采集層，以網(wǎng)絡(luò)通信方式連接收集層與檢測(cè)層，系統(tǒng)一般包括無(wú)線測(cè)溫傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、通信終端、測(cè)溫工作站與熱源監(jiān)控預(yù)警軟件等。系統(tǒng)運(yùn)行前，應(yīng)合理設(shè)置預(yù)警溫度值、發(fā)送時(shí)間等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并對(duì)各測(cè)量點(diǎn)的無(wú)線傳感器進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)，系統(tǒng)終端則負(fù)責(zé)接收傳感器傳回的數(shù)據(jù)，并通過(guò)總線連接管理計(jì)算機(jī)工作站進(jìn)行分析，響應(yīng)熱源預(yù)警監(jiān)控軟件的命令，完成故障預(yù)警、信息分類、數(shù)據(jù)上傳等工作。溫度監(jiān)測(cè)工作站(PC計(jì)算機(jī))，依靠熱源監(jiān)控預(yù)警軟件從測(cè)溫通信終端采集、保存各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的運(yùn)行溫度數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)顯示測(cè)溫點(diǎn)的溫度變化曲線，并進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，一旦發(fā)現(xiàn)溫度過(guò)熱或急劇升溫到設(shè)定報(bào)警溫度時(shí)立即發(fā)出報(bào)警。熱源監(jiān)控預(yù)警軟件分為三部分:一是參數(shù)配置程序，對(duì)測(cè)溫終端的工作參數(shù)進(jìn)行設(shè)定;二是工作站運(yùn)行程序，用于定時(shí)讀取測(cè)溫終端接收到的熱源測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)，建立長(zhǎng)期數(shù)據(jù)庫(kù);三是測(cè)溫管理中心程序，可以運(yùn)行任一臺(tái)計(jì)算機(jī)，要求本機(jī)必須能借助以太網(wǎng)與測(cè)溫工作站建立連接。具有數(shù)據(jù)瀏覽、異常分析和趨勢(shì)預(yù)測(cè)等多種功能。

2.2 熱故障無(wú)線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)針對(duì)電力系統(tǒng)中的高壓開(kāi)關(guān)柜的各相進(jìn)線、母線進(jìn)出線接頭、電力系統(tǒng)中斷路器的上下隔離刀閘口、變壓器的出線的接頭，以及高壓電纜的接頭等危險(xiǎn)性較高的問(wèn)題，進(jìn)行熱源點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)警，以保證熱故障易發(fā)生區(qū)域的及時(shí)預(yù)警和修復(fù)。為保證檢測(cè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，應(yīng)設(shè)立嚴(yán)格的技術(shù)指標(biāo)，如系統(tǒng)測(cè)量精度應(yīng)在±0.5℃;測(cè)溫范圍應(yīng)以-40℃～125℃為宜;測(cè)溫時(shí)間間隔則應(yīng)在10s～30min之間，并根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際情況或者企業(yè)的需要設(shè)定。探頭使用壽命應(yīng)＞6年，最大發(fā)射功率≤10mW;最遠(yuǎn)傳輸距離≥100m(在無(wú)阻擋條件下);數(shù)據(jù)速率為9600bps;工作電壓應(yīng)為DC220V或AC220V/50Hz;工作溫度在-25℃～+65℃范圍內(nèi)。通過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，證明該無(wú)線檢測(cè)系統(tǒng)具有擴(kuò)展方便、安裝靈活、抗磁干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行使用安全可靠、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性高等特點(diǎn)。為企業(yè)生產(chǎn)中高壓系統(tǒng)熱故障的判斷處理提供了可靠依據(jù)，不僅可檢測(cè)出各種類型的設(shè)備外部接觸性過(guò)熱故障、內(nèi)部回路缺陷和絕緣故障等，而且對(duì)于推動(dòng)電氣設(shè)備由事后檢修向預(yù)知性檢修發(fā)展具有重要意義。

3 結(jié)語(yǔ)

熱故障無(wú)線檢測(cè)技術(shù)因其具有的運(yùn)行穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于鋼鐵等重型工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)的電力系統(tǒng)中，為工業(yè)生產(chǎn)連續(xù)、可靠、高效地進(jìn)行提供了準(zhǔn)確的依據(jù)，極大地提高了熱故障處理的效率與針對(duì)性，最大限度地避免了電力系統(tǒng)熱故障給企業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)的不利影響。

參考文獻(xiàn)

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