高壓開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究與應(yīng)用

田德科

(山鋼集團(tuán)濟(jì)南分公司煉鐵廠,濟(jì)南 250101）

1 概述

高壓供配電系統(tǒng)在整個(gè)燒結(jié)生產(chǎn)系統(tǒng)中承擔(dān)著重要的作用，如何保證高壓供配電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，更是我們電氣專業(yè)技術(shù)人員首先要解決的問題。通過大量電力事故的分析，發(fā)現(xiàn)引起供配電系統(tǒng)故障的直接原因主要是各種高壓開關(guān)柜內(nèi)部觸頭、母排、電纜接頭等，因壓接不緊，長(zhǎng)期運(yùn)行造成材質(zhì)老化，在負(fù)荷增加時(shí)出現(xiàn)接頭過熱、甚至燒穿進(jìn)而引發(fā)事故。因此必須對(duì)這些容易發(fā)熱的觸頭、電纜接頭的溫度進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)。

以某單位煉鐵廠為例，煉鐵廠燒結(jié)區(qū)域現(xiàn)有的兩處高壓配電系統(tǒng)，均為1994年投入使用，使用時(shí)間已達(dá)21年之久，高壓開關(guān)柜均 老化嚴(yán)重，部分觸頭、接頭處已出現(xiàn)材質(zhì)老化現(xiàn)象，存在較大的安全隱患；同時(shí)，由于高壓柜為封閉式設(shè)計(jì)，在運(yùn)行過程中無法開啟高壓柜后蓋，無法對(duì)母排、觸頭、接頭等位置進(jìn)行檢查、測(cè)溫等常規(guī)點(diǎn)檢，只能通過每年一次的大面積停電進(jìn)行檢查緊固，所以無法對(duì)高壓開關(guān)柜系統(tǒng)的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)掌握，無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的發(fā)熱點(diǎn)并處理，給高壓供配電系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來了很大的不確定性和偶然性。為徹底解決這一問題，我們積極公關(guān)研發(fā)，提出使用溫度在線裝置對(duì)高壓開關(guān)柜進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證高壓供配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

2 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

2.1 測(cè)溫設(shè)備總數(shù)量

為提高高壓開關(guān)柜設(shè)備的安全性、穩(wěn)定性，在高壓開關(guān)柜上觸頭、下觸頭及電纜出線接頭等部位安裝無線傳輸式溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)改造共涉及兩個(gè)高壓配電室，第一個(gè)配電室共有22面柜子，上、下觸頭和電纜頭共計(jì)9個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，需要198個(gè)測(cè)溫點(diǎn)；第二個(gè)配電室共有6面柜子，上、下觸頭和電纜頭共計(jì)9個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，需要54個(gè)測(cè)溫點(diǎn)；共計(jì)252個(gè)測(cè)溫點(diǎn)。高壓配電室一通過以太網(wǎng)與后臺(tái)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，高壓配電室二則通過光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

2.2 測(cè)溫原理

采用接觸式無線溫度傳感器，傳感器需要緊貼在被測(cè)設(shè)備的表面，要求接觸良好，能夠準(zhǔn)確的反應(yīng)被測(cè)設(shè)備的真實(shí)溫度。采集到溫度以后通過無線方式把溫度主動(dòng)發(fā)送給測(cè)溫通信終端，有通信終端來進(jìn)行管理和測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳。溫度傳感器采用高效能電池供電，為了保證正常的使用壽命，在溫度沒有變化的情況下每5分鐘發(fā)送一次溫度數(shù)據(jù)，當(dāng)溫度高于上次采集的溫度值時(shí)則立即發(fā)送溫度數(shù)據(jù)，保證在第一時(shí)間完全掌握現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況。

2.3 通信方式

現(xiàn)在變電站都是無人值守，所有數(shù)據(jù)都要在調(diào)度中心來監(jiān)視和管理，需要通過現(xiàn)有的交換機(jī)通信技術(shù)來完成數(shù)據(jù)的傳輸。

測(cè)溫通信終端通過無線方式采集到各個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)，再通過485通信方式上傳到測(cè)溫管理系統(tǒng)，因是兩個(gè)配電室，利用網(wǎng)絡(luò)傳輸需要增加兩臺(tái)485轉(zhuǎn)以太網(wǎng)通信服務(wù)器來完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和傳輸，將兩個(gè)配電室關(guān)聯(lián)起來需要根據(jù)實(shí)際距離進(jìn)行嚴(yán)密布線，最終通過后臺(tái)軟件服務(wù)器集中顯示出來。

2.4 測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)的存儲(chǔ)和顯示

測(cè)溫管理系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)，在調(diào)度中心安裝一臺(tái)數(shù)據(jù)管理存儲(chǔ)服務(wù)器，服務(wù)器可以管理這多個(gè)變電站的信息，把變電站所有的溫度信號(hào)集中到存儲(chǔ)服務(wù)器來管理和配置，并作長(zhǎng)期的溫度數(shù)據(jù)保存。該軟件系統(tǒng)還具備短信報(bào)警功能（可根據(jù)用戶需求增加該模塊），一旦有報(bào)警出現(xiàn)，服務(wù)器系統(tǒng)可以通過短信方式發(fā)送到各個(gè)管理人員手機(jī)中，無論在那里只要是手機(jī)有信號(hào)的地方都可以實(shí)時(shí)掌握站點(diǎn)的運(yùn)行情況。

測(cè)溫站點(diǎn)溫度顯示，在和服務(wù)器同一網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)辦公計(jì)算機(jī)上面安裝相應(yīng)的管理軟件，可以實(shí)現(xiàn)所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度信息的監(jiān)視。該系統(tǒng)具有圖形顯示功能、報(bào)警提示功能、實(shí)時(shí)溫度曲線功能、歷史溫度曲線功能、溫度打印等功能。

2.5 系統(tǒng)拓?fù)鋱D

圖1 系統(tǒng)拓?fù)鋱D

3 投用效果分析

溫度在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在高壓系統(tǒng)上應(yīng)用后，實(shí)現(xiàn)了煉鐵廠燒結(jié)區(qū)域高壓開關(guān)柜全年365*24小時(shí)不間斷溫度在線監(jiān)測(cè)，使維護(hù)人員能夠更加直觀的監(jiān)控到高壓開關(guān)柜的運(yùn)行狀態(tài)，并能夠第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的溫度異常報(bào)警，將可能出現(xiàn)的故障消滅在萌芽狀態(tài)；另外還能夠?qū)γ總€(gè)測(cè)溫點(diǎn)的溫度軌跡進(jìn)行有效記錄，便于維護(hù)人員對(duì)各個(gè)測(cè)溫點(diǎn)進(jìn)行軌跡分析，通過分析判斷出該測(cè)溫點(diǎn)狀態(tài)的變化趨勢(shì)，可以有針對(duì)性的安排計(jì)劃?rùn)z修工作。

4 結(jié)束語

高壓開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究與應(yīng)用，徹底解決了高壓供配電系統(tǒng)無法進(jìn)行溫度在線監(jiān)測(cè)的技術(shù)難題，保證了高壓供配電系統(tǒng)的可靠性，避免了由于供電故障而造成的不必要的損失，提高了生產(chǎn)效率。

[1]李泰軍,肖成剛.開關(guān)柜母線溫度的在線監(jiān)測(cè)[J].高壓電器.

[2]李曙英,周根元.基于無線的高壓母線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].單片機(jī)開發(fā)與應(yīng)用.