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1 化工行業配電系統測溫需求分析
隨著我國經濟建設的飛速發展,許多化工企業應運而生,化工工業是個龐大復雜的工業生產系統, 而企業的穩定可靠的供配電是保障正常生產的基礎。
在工業系統中，溫度是表征設備運行正常的重要參數。隨著工業用電負荷的不斷增長，為了避免因設備發熱而導致的突發事件，溫度的自動監測已經成為工業安全生產的重要環節�；どa運行中的電氣設備通常長期工作在高電壓和大電流狀態，設備中存在的某些缺陷會導致設備部件的異常溫度升高。造成溫度與接觸電阻值的惡性循環，最終會導致設備不能正常工作，甚至燒毀，溫度過高可能會引起燃燒、爆炸甚至設備損壞或質量事故。
2 應用方案及項目案例綜
某高分子合成公司堅持科技創新，在新環保、新材料、新能源等領域掌控了大量自主知識產權，在新型環保制冷劑、氟硅高新材料、離子膜等方面打破了多項外國技術壟斷。當前，公司牢牢抓住中央供給側結構性改革和省新舊動能轉換重大機遇，緊緊圍繞科技創新這條主線，著力打造“兩個替代”和“智能制造”新引擎，在經濟新常態下煥發出勃勃生機和活力，經營效益持續攀升。
整個工廠配電10KV系統采用單母線分段，2段進線互為備用；每段進線容量均按照12500KVA容量設計，都能滿足全廠區生產運行需求。2進線與母聯3個斷路器只能合閘2個，母聯設置備自投裝置。電動機回路要求單獨控制，要求柜頂小母線合母、控母、裝置電源需設置雙小母線。0.4KV系統采用變壓器分列運行，中間設置母聯柜，并設置防并列連鎖，母聯配置備自投裝置。
本次項目針對廠區高低壓配電室內的10Kv高壓柜和0.4Kv低壓柜內關鍵電氣連接點進行溫度監測。項目要求測溫產品能長期穩定運行，并實現配電室本地溫度監測及告警和遠程溫度的監視。經過技術對比,使用無線無源溫度傳感器+溫度采集顯示裝置+溫度監測系統的方案,準確的采集關鍵部位的溫度信號 ,通過控制中心的無線測溫監測系統,實現溫度信號的實時監測,超溫部位及設備準確定位,超溫報警,保證關鍵設備壽命及生產連續性,減少及避免潛在事故的風險。
2.1 無線無源測溫:溫度傳感器+Sub-1G
經過技術對比,選定 ATE400無源無線溫度傳感器應用于高低壓開關柜關鍵部位測溫。其主要性能參數如表1所示.
表1 ATE400溫度傳感器參數表
ATE400無源無線溫度傳感器基于一次電流進行感應取電,與測量點直接接觸可以確保高性能的準確的溫度監測。并且,ATE400非常小巧不占用空間,便于安裝調試及后期維護。 ATE400無線通信采用Sub-1G通信技術確保有可靠和強大的通信能力。ATE400的圖片及在項目應用中的場景如圖1所示。本項目每個回路配置有6個溫度傳感器，共計三千余只。
  
圖1 ATE400傳感器外觀及現場高低壓柜觸頭/電纜頭應用
2.2 測溫采集顯示裝置
開關柜就地測溫顯示單元選用ARTM-Pn，每面高低壓柜配置1臺。ARTM-Pn可無線接收多達60個ATE400傳感器的數據，傳感器和顯示單元之間通過數字ID進行識別，準確定位每個電氣發熱點的溫度。測溫裝置嵌入式安裝在高低壓柜面，實時顯示各點溫度，并且可以根據用戶設定預警、報警溫度值，實現高溫預警、超溫告警、相間溫差報警、溫度突變量告警等功能，裝置可存儲120條帶有時標的告警記錄，同時告警時繼電器出口可以控制聲光報警器幫助用戶及時發現故障，盡快分析查找設備故障原因，恢復正常供電。ARTM-Pn測溫裝置主要性能參數見表4，外觀及項目應用中的場景如圖2所示。
表2
  
圖2 ARTM-Pn測溫裝置外觀及現場應用
2.3 無線測溫系統網絡架構
由于測溫傳感器分布區域廣,數量多,測溫系統架構采用以太網作為主要架構。網關將協議裝換為Modbus-TCP 規約,并經現場的以太網交換機,通過光纖通道傳輸到控制中心的工作站中。測溫系統云服務器也接入通信網絡,將各ATE400的測溫數據上傳到云平臺,以供智能手機的APP使用。系統網絡架構如圖3所示。
圖3 測溫系統網絡架構圖
2.4無線測溫系統
無線測溫系統將變配電站內安裝ATE400溫度傳感器的開柜溫度數據進行采集處理,實現遠程監視系統內所有開關設備運行溫度狀態。系統具有以下主要功能：
溫度顯示：就地監控主機顯示配電系統內每個測溫點的實時值，同時實現遠程電腦WEB/手機APP遠程查看數據。
溫度曲線：查看每個測溫點的溫度趨勢曲線。
運行報表：查詢及打印各測溫點指定時間的溫度數據。
實時告警：系統能夠對各測溫點異常溫度發出告警。系統具有實時語音報警功能，能夠對所有事件發出語音告警，告警方式有彈窗、語音告警等，還可以短信/APP推送告警消息，及時提醒值班人員。
歷史事件查詢：能夠溫度越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統事件和報警進行歷史追溯，查詢統計、事故分析等。
 
圖4 無線測溫系統溫度顯示、報表及曲線等界面
3安科瑞溫度在線監測系統解決方案
3.1概述
電氣接點在線測溫裝置適用于高低壓開關柜內電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開關、高壓電纜中間頭、干式變壓器、低壓大電流等設備的溫度監測，防止在運行過程中因氧化、松動、灰塵等因素造成接點接觸 電阻過大而發熱成為安全隱患，提高設備安全保障，及時、持續、準確反映設備運行狀態，降低設備事故率。
Acrel-2000T無線測溫監控系統通過RS 485總線或以太網與間隔層的設備直接進行通訊，系統設計遵循國際標準Modbus-RTU、Modbus-TCP等傳輸規約，安全性、可靠性和開放性都得到了很大地提高。
3.2應用場所
適合在泛在電力物聯網、鋼廠、化工、水泥、數據中心、醫院、機場、電廠、煤礦等廠礦企業、變配電所等電力設備的溫度監測。
3.3系統結構
溫度在線監測系統結構圖
3.4系統功能
測溫系統主機Acrel-2000T安裝于值班監控室，可以遠程監視系統內所有開關設備運行溫度狀態。系統具有以下主要功能：
溫度顯示
顯示配電系統內每個測溫點的實時值，也可實現電腦WEB/手機APP遠程查看數據。
溫度曲線
查看每個測溫點的溫度趨勢曲線。
運行報表
查詢及打印各測溫點指定時間的溫度數據。
實時告警
系統能夠對各測溫點異常溫度發出告警。系統具有實時語音報警功能，能夠對所有事件發出語音告警，告警方式有彈窗、語音告警等，還可以短信/APP推送告警消息，及時提醒值班人員。
歷史事件查詢
能夠溫度越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統事件和報警進行歷史追溯，查詢統計、事故分析等。
3.5系統硬件配置
溫度在線監測系統主要由設備層的溫度傳感器和溫度采集/顯示單元，通訊層的邊緣計算網關以及站控層的測溫系統主機組成，實現變配電系統關鍵電氣部位的溫度在線監測。
  
4 結語
無線測溫裝置及系統在化工企業的智能化測溫應用, 解決了長期以來電氣設備需要人工現場測溫，數據存儲困難等問題，大大減少了設備檢修預試停電次數和時間，減輕了日常巡檢的工作量。隨著技術的發展和其它傳感器的應用,從不同角度獲得關鍵設備及系統的數據,更客觀地進行設備及系統監測,作為下步研究工作方向之一。隨著社會的發展，企業生產用電的需求越來越大，電力無線測溫提供一種新的測溫方式，對配電系統內的設備安全穩定運行具有重要意義。
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