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开关柜无线测温在发电公司项目中的应用

一、摘要

高压开关柜作为配电系统中重要的电气设备。其本身的安全性、经济性也至关重要。随着电网的发展和设备技术的提高，10kv，35kv系统开关柜在电网中已大量使用。而开关柜的内部过热现象已成为开关柜使用中的常见问题，由于开关柜体的密闭性，在一些负荷较重的地区，存在开关柜的温升超标问题。开关柜的温升超标，直接影响设备的安全稳定运行，而且，过热问题是一个不断发展的过程，如果不加以控制，过热程度会不断加剧，并对绝缘件的性能及设备寿命产生很大的影响。目前，对电力系统内部使用的开关柜，严格遵守设备采购程序及技术政策，确保入网的开关柜都通过型式试验，尤其对温升的要求比较严格。运行中，负荷通常都不会达到开关柜的设计满容量，开关柜的温升问题应该不会很突出，但是实际情况并不尽然。开关柜内部实际温升情况，尤其是母排连接等部位，通常总是比型式试验测出的数据高。

封闭式高压柜在运行中不能打开，无法测量运行中柜内触头的实际温度。开关柜内触头发热事故在近几年有增长的趋势，已经成为严重影响安全生产的难题。

现在工厂一般使用10kv/6kv/35kv抽屉式开关柜较多，这中开关柜具有占地面积小，冗余配置灵活，成本低等优点，但因为封闭性好，里面的动、静触头连接处无法通过正常的手段巡检，一旦触头发热严重不被及时发现，最终会导致设备燃烧、爆炸等事故。影响系统安全运行。常见的发热原因有以下几种：

(1)触头接触面氧化、脏污；

(2)设备的安装、连接工艺不当；

(3)负荷的影响；

(4)设备的质量存在问题，触头容量不足，导致发热；

(5)电力谐波存在；

(6)环境温度较高，防护等级因素造成的散热不畅；

下图为客户现场烧毁开关柜的图片：

 

 

我公司针对某发电公司10kv开关柜在线测温的需求,提出了本次无线测温系统的项目设计方案。利用接触式无源无线测温的监测手段，全天候不间断的对开关节点进行温度测量，提前对开关事故早期预警，并采取有效措施，预防设备燃烧、爆炸等事故发生。

二、系统构成

开关柜无线测温系统由开关柜温度采集部分、通信网络、集中监控中心后台及监控软件组成，每个配电室做为一个监控单元，统一把数据集中上传至监控室服务器，形成一个完整的无线测温在线监测系统，确保配电室的开关设备统一纳入值班人员的在线监控范围，保证设备正常运行。

系统结构图如下图所示：

 

该系统由数据采集层，网络通信层，集中监控层三部分组成。

1、数据采集层

由无线温度传感器和无线温度监测器组成。

（1）无线温度传感器

  无线温度传感器（型号DTS-6）采用美国TI公司最新推出的无线收发芯片，功耗小，信号强，发射距离不加任何功率放大的情况下可达300米。测温元件同样采用美国TI公司的数字集成芯片，精度高，可达0.5°C。产品如下图所示：

（2）无线温度监测器 (型号DCT-30) 

  用于接收无线温度传感器发射的无线数字信号, 并将信号转换成电信号,经内部电路处理，通过彩色液晶显示屏显示当前所测温度。同时上传到监控主机，使运行人员能够对温度进行实时在线准确地巡检，对高压电气设备接点温度状态能够及时地掌握。产品如下图所示：

2、网络通信层

  由网络通信器件和通信辅材（485集线器、交换机、通信电缆或光缆，光电转换器件等），组成。

把厂区所有配电室开关柜的温度数据组成合理的工控网络架构，实现现场多功能仪表与站控管理层之间的数据交互，使配电系统管理集中化、信息化、智能化，很大提高了配电系统的安全性、可靠性和稳定性。

3、集中监控层

  由ZRMSCADA监控软件（我公司软件工程师研发）、监控主机及手机APP等部分组成。

监控主机上安装ZRMSCADA集中监控软件（软件界面可根据用户要求组态各种画面），采集无线温度监测器数据，通过组态画面实时显示温度，超限报警，能够查询温度历史数和曲线进行分析，可通过手机APP查看数据和接收报警通知。同时能够将数据上传阿里云服务器，通过手机APP查看和报警。软件界面如下图所示：

 

三、结束语

   在当今配电设施的应用中，发电公司的配电安全性至关重要，本文介绍的某发电公司项目10kv开关柜无线测温系统，可以实现对开关柜温度的24小时全天候实时监控。系统实现对采集数据的分析、处理，实时显示温度状态，一旦温度过高，系统会发出报警通知。该系统运行安全、可靠、稳定，不仅避免了设备燃烧、爆炸等事故的发生也减少了人力的排查。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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