無線測溫技術在電廠10kV高壓開關中的應用研究

吳志忠 周楊

【摘要】在化工電力系統中，由于環保改造，新增項目建設等，電氣負荷電流不斷增加，甚至超負荷運行。另外，因設備制造工藝，設備環境污染、觸點氧化、電弧沖擊等原因造接觸電阻增大等多方面因素造成開關、閘刀觸頭等處在運行時溫度上升，過熱嚴重，造成電氣短路或火災事故，引發重大化工生產事故，威脅設備安全和員工生命財產安全。本文從化工電力實際出發，系統闡述了無線測溫技術在電廠10kV高壓開關中的應用研究。

【關鍵詞】開關柜；溫度；無線測溫技術

某公司自備發電廠廠用線手車式開關柜位于汽機房5米層，機組運行時，振動大，易導致開關動靜觸頭接觸不良。其次近幾年技措改造較多，各廠用段負荷增加較多，廠用線開關電流增大，均可能引起開關觸頭發熱，運用傳統紅外線測量手段很難發現發熱隱患。

一、某集團電網及電廠情況介紹

某集團自備電廠，設有30MW發電機機組1臺，60MW發電機機組3臺，13.5MW發電機機組1臺，擔負著該公司供電、供熱、供水、供蒸汽的生產任務，機組安全穩定運行是保證化工生產的基本要求。

二、存在問題

隨著近幾年自備電廠機組清潔排放改造的實施，廠用電量由原來占總發電量的7%上升至12%左右，負荷大幅增長，該公司發電機6kV廠用線開關電流大幅增加，又因該開關為KYN1-10型中壓金屬鎧裝手車式開關柜，運行中采用常規的紅外線測溫裝置無法檢測到開關觸頭溫度。2014年以來該公司機組停機檢修時，均發現各臺機組6kV廠用線開關發生觸頭發熱，燒損嚴重。

三、采取措施

針對該公司6kV廠用線開關所處環境惡劣、電流大，紅外線測溫裝置難以檢測到發熱隱患，經查閱資料并與開關生產企業交流，無線溫度傳感器測溫技術正好可以解決這種測溫盲點。2016年6月該公司在自備電廠#8發電機6kV廠用線開關觸頭裝設ZWMSA-04型無線測溫裝置，2017年2月該公司在自備電廠#7發電機6kV廠用線開關觸頭裝設ZWMSA-04型無線測溫裝置，2017年6月該公司在自備電廠#6發電機6kV廠用線開關觸頭裝設ZWMSA-04型無線測溫裝置。經運行測試，該測溫裝置運行可靠，溫度顯示正確率高，方便運行人員檢查，非常適合高壓開關的運行要求。自裝設以來多次及時監測到開關觸頭發熱的重大隱患，避免了事故的發生，保證了機組安全穩定運行，為集團公司化工生產奠定了堅實基礎。

四、無線測溫系統的組成及優勢

（1）系統由433MHzRF無線溫度傳感器、ZWSA-S6無線溫度接收終端和電腦后臺組成，溫度傳感器上傳溫度數據后，可在無線溫度接收終端實時顯示，必要時可通過RS485端口上傳到后臺，后臺存儲較長時間內的溫度值，可以查看最近一段時間內的溫度變化曲線。

（2）相比于傳統的紅外線測溫、熱電阻熱電偶測溫和光纖測溫。紅外線測溫只能測量物體的表面溫度，還易受環境溫度、設備結構等的影響。而熱電阻、熱電偶都需要金屬導線傳輸信號，不能解決絕緣問題，不能在高壓開關設備中應用。而無線測溫系統由溫度傳感器單元和溫度接收單元兩部分組成，分別安裝于高壓測溫部位和低壓側儀表室面板上，不存在絕緣問題。

五、無線測溫裝置實施方案

無線測溫裝置采用無線溫度傳感器、LCD顯示，進行高壓隔離和信號傳輸，利用其固有的絕緣性和抗電磁場性能，從根本上解決高壓動靜觸頭運行時溫度不易檢測的難題。將溫度傳感器安裝在6kV廠用線開關上下靜觸頭間，在開關柜就地安裝LCD溫度顯示裝置，必要時可電腦后臺結合，通過RS485端口將信號上傳電氣中控機組監控系統中，便于運行人員及時掌握全廠高壓開關運行狀況。

六、電氣接線

無線測溫裝置電氣接線簡單（圖1），電源可采用AC220V50Hz或DC220V輸入。

七、結語

無線測溫系統可以安全、方便地裝于母線排、隔離開關、觸臂等位置上；溫度檢測、信號傳輸單元的測溫傳感器完成溫度測量，數據發送塊完成溫度等數據的無線傳輸，然后由無線溫度接收終端完成數據接收、顯示、設定和報警。可實時顯示溫度數據，現場設定相關參數，具有報警和預報警功能，并可利用總線技術，組網完成集中顯示、設定、數據記錄及無線遠程語音報警等功能，可實現無人值班的情況下的實時監測，發現溫度過高馬上報警，及時處理防范于未然，保證電網運行的安全和供電的可靠性。

參考文獻

[1]彭云.10kV高壓開關柜在線測溫技術研究[D].廣州：華南理工大學，2010.

[2]耿宇濤，李剛，信明貴.無線測溫技術在變電站中的應用[J].硅谷，2011（04）.

[3]甘如華.無線測溫技術的發展與應用[J].中國設備工程，2011（07）.

[4]米繼耀.基于MSP430的高壓開關柜火災預警系統的研制[J].電子測量技術，2009（09）.

[5]翟麗麗.10kV高壓開關柜無線測溫技術[J].農村電氣化，2017（06）.

作者簡介：吳志忠（1973.12—），男，本科，浙江巨化熱電有限公司，工程師，研究方向：電氣工程應用方向的研究；周楊（1973.05—），男，本科，浙江巨化熱電有限公司，電氣車間主任，研究方向：電氣工程應用方向。