開關柜無線測溫在發電公司項目的應用分享

一、摘要

高壓開關柜作為配電系統中重要的電氣設備。其本身的安全性、經濟性也至關重要。隨著電網的發展和設備技術的提高，10kv，35kv系統開關柜在電網中已大量使用。而開關柜的內部過熱現象已成為開關柜使用中的常見問題，由于開關柜體的密閉性，在一些負荷較重的地區，存在開關柜的溫升超標問題。開關柜的溫升超標，直接影響設備的安全穩定運行，而且，過熱問題是一個不斷發展的過程，如果不加以控制，過熱程度會不斷加劇，并對絕緣件的性能及設備壽命產生很大的影響。目前，對電力系統內部使用的開關柜，嚴格遵守設備采購程序及技術政策，確保入網的開關柜都通過型式試驗，尤其對溫升的要求比較嚴格。運行中，負荷通常都不會達到開關柜的設計滿容量，開關柜的溫升問題應該不會很突出，但是實際情況并不盡然。開關柜內部實際溫升情況，尤其是母排連接等部位，通常總是比型式試驗測出的數據高。

封閉式高壓柜在運行中不能打開，無法測量運行中柜內觸頭的實際溫度。開關柜內觸頭發熱事故在近幾年有增長的趨勢，已經成為嚴重影響安全生產的難題。

現在工廠一般使用10kv/6kv/35kv抽屜式開關柜較多，這中開關柜具有占地面積小，冗余配置靈活，成本低等優點，但因為封閉性好，里面的動、靜觸頭連接處無法通過正常的手段巡檢，一旦觸頭發熱嚴重不被及時發現，最終會導致設備燃燒、爆炸等事故。影響系統安全運行。常見的發熱原因有以下幾種：

(1)觸頭接觸面氧化、臟污；

(2)設備的安裝、連接工藝不當；

(3)負荷的影響；

(4)設備的質量存在問題，觸頭容量不足，導致發熱；

(5)電力諧波存在；

(6)環境溫度較高，防護等級因素造成的散熱不暢；

下圖為客戶現場燒毀開關柜的圖片：

 

我公司針對某發電公司10kv開關柜在線測溫的需求,提出了本次無線測溫系統的項目設計方案。利用接觸式無源無線測溫的監測手段，全天候不間斷的對開關節點進行溫度測量，提前對開關事故早期預警，并采取有效措施，預防設備燃燒、爆炸等事故發生。

二、系統構成

開關柜無線測溫系統由開關柜溫度采集部分、通信網絡、集中監控中心后臺及監控軟件組成，每個配電室做為一個監控單元，統一把數據集中上傳至監控室服務器，形成一個完整的無線測溫在線監測系統，確保配電室的開關設備統一納入值班人員的在線監控范圍，保證設備正常運行。

無線測溫系統結構圖如下圖所示：

 

該系統由數據采集層，網絡通信層，集中監控層三部分組成。

1、數據采集層

由無線溫度傳感器和無線溫度監測器組成。

（1）無線溫度傳感器（型號DTS-6）采用美國TI公司推出的無線收發芯片，功耗小，信號強，發射距離不加任何功率放大的情況下可達300米。測溫元件同樣采用美國TI公司的數字集成芯片，精度高，可達0.5°C。

產品如下圖所示：

（2）無線溫度監測器 (型號DCT-30) 用于接收無線溫度傳感器發射的無線數字信號, 并將信號轉換成電信號,經內部電路處理，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能夠及時地掌握。

產品如下圖所示：

2、網絡通信層

由網絡通信器件和通信輔材（485集線器、交換機、通信電纜或光纜，光電轉換器件等）組成。

把廠區所有配電室開關柜的溫度數據組成合理的工控網絡架構，實現現場多功能儀表與站控管理層之間的數據交互，使配電系統管理集中化、信息化、智能化，很大提高了配電系統的安全性、可靠性和穩定性。

3、集中監控層

由ZRMSCADA監控軟件（我公司軟件工程師研發）、監控主機及手機APP等部分組成。

監控主機上安裝ZRMSCADA集中監控軟件（軟件界面可根據用戶要求組態各種畫面），采集無線溫度監測器數據，通過組態畫面實時顯示溫度，超限報警，能夠查詢溫度歷史數和曲線進行分析，可通過手機APP查看數據和接收報警通知。同時能夠將數據上傳阿里云服務器，通過手機APP查看和報警。

軟件界面如下圖所示：

三、結束語

在當今配電設施的應用中，發電公司的配電安全性至關重要，本文介紹的某發電公司項目10kv開關柜無線測溫系統，可以實現對開關柜溫度的24小時全天候實時監控。系統實現對采集數據的分析、處理，實時顯示溫度狀態，一旦溫度過高，系統會發出報警通知。該系統運行安全、可靠、穩定，不僅避免了設備燃燒、爆炸等事故的發生也減少了人力的排查。