宋兵兵
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘 要：寧夏大唐國際大壩發電有限責任公司廠用6 kV開關共有161套，分為真空斷路器和F—c接觸器兩種類型，用于為廠用電系統提供電源。在廠用6 kV開關動靜觸頭、出線母排等易發熱部位加裝無線測溫模塊，將開關元件溫度信號轉換為射頻信號傳輸至就地配電室的匯聚終端，再由就地終端將信號傳輸至集控室主站，實時顯示開關元件的溫度，超過設定溫度時監測主站發出告警信號，提醒監控人員注意，方便了及時發現、消除設備隱患，以確保人身安全和設備可靠運行。
關鍵詞：無線測溫模塊；溫度匯聚終端；監控主站
1 廠用6 kV開關無線測溫監測系統建設背景
1.1 設備規模
寧夏大唐國際大壩發電有限責任公司兩臺600 M w機組于2009年投入運行，全廠共有 3個6kV中壓開配電室，共計161面中壓開關柜。6kV配電室內的中壓開關一部分為真空斷路器的中置式開關柜，分別采用美國伊頓原裝進口的150V C P-W 50型真空斷路器和A B B 生產的V D 4型真空斷路器；另一部分為熔斷器和日本東芝公司原裝進口CV一6HAL接觸器 (F—C)組成的回路開關柜和ABB生產的VFC型接觸器開關。
1.2 設備運行維護現狀
日常運行中廠用6 kV 開關具有帶電運行時間長、運行電流偏大、停電維護檢修機會少等特點，并且因五防設計原因開關柜門閉鎖不能打開，運行、維護人員僅僅依靠測溫槍或紅外成像儀等工具，很難對開關柜易發熱部位如動靜觸頭、出線母排等的溫度進行有效監視。大壩公司自2013年至2015年，先后發生了6號機2號引風機開關出線母排過熱變色導致風機退出運行、5號機6 kV A段母線進線開關觸頭過熱跳閘導致母線失電、6號機6kVA段母線進線開關觸頭過熱跳閘導致母線失電等影響機組安全穩定的事故。
發生以上事故主要是因為缺乏有效的在線監測手段，難以有效預防過熱故障，當開關元件發熱后也無法及時處理，導致開關損壞甚至機組非停。總之，大壩公司廠用6 kV 開關不能滿足機組安全穩定運行的要求。
2 無線測溫監測技術的應用情況
隨著電力工業的發展，對設備的安全性、可靠性要求越來越高。以往人工巡視設備的方法作用已逐漸弱化，在這種條件下，高壓設備的無線溫度監測系統應運而生。這種技術主要通過無線傳輸方式將采集點的溫度數據轉化為射頻信號，通過以太網或光纖傳輸至后臺監控站顯示，可以實現對高壓設備溫度的不間斷實時在線監測，同時基于對溫度數據的長期分析對比，幫助監控人員準確地分析設備劣化過程，實現由定期計劃檢修到狀態檢修的升級，提高供電可靠性，減少停電檢修時間，降低檢修成本。
目前我國許多地方的電網公司、變電站、鋼鐵公司等都已在高壓設備上采用這種無線溫度監測系統。相對來說，火力發電廠由于各自不同的原因較少采用這種技術，多數火電廠仍然采用試溫蠟片、測溫儀等傳統手段借助人力進行設備監控。
3 大壩公司廠用6 kV開關無線測溫監測系統構架
大壩公司廠用6 kV開關無線測溫監測系統主要由數據采集系統、數據傳輸系統和主站監測系統三部分組成，對3個廠用6 kV 配 電室內161面中壓開關柜的動靜觸頭、出線母排等易發熱部位進行集中監測，通過實時狀態監測與診斷，實現中壓開關運行安全預警，幫助監控人員及時發現缺陷及隱患，從而采取有效處理措施，避免設備損壞。
3.1 數據采集系統
數據采集系統主要為無線測溫模塊。無線測溫模塊由溫度傳感器、高效鋰電池、信號調理放大電路及硅膠阻燃材料組成。主要安裝在中壓開關柜帶電部位表面，將測量的溫度信號以433 M H z的無線射頻信號定時發送至配電室內的無線溫度匯聚終端。高效鋰電池使用壽命為3～5年，模塊測溫范圍在-40～+ 125℃，傳輸距離在20～50m。安裝時采用黃、綠、紅三種顏色分別對應相應相序。
3.2 數據傳輸系統
數據傳輸系統主要包括無線測溫匯聚終端以及傳輸光纖。無線測溫匯聚終端采集溫度數據，向無線測溫模塊發送指令，通過光纖向測溫主站傳輸信號，在整個測溫系統中處于核心地位，由它來調節整個無線測溫通訊的網絡。每個無線測溫匯聚終端可以接收500個測溫信號，數據采用地址編碼識別方式，只接收與自身網絡地址匹配的數據，自動過濾地址不匹配的數據，且數據在無線傳輸時不會相互干擾。
3.3 主站監測系統
主站監測系統設立在集控室電子間內，由通訊模塊、顯示模塊、告警輸出模塊、數據存儲和事件記錄模塊、后臺軟件塊組成。其作用是將3個廠用6 kV配電室無線測溫匯聚終端傳輸過來的信號轉換成溫度模擬量，顯示在主站的顯示器上，實現溫度實時顯示、歷史數據記錄對比分析、超溫預警及報警、運行狀態全程記錄等功能，幫助監控人員監測、分析開關溫度監測點的過熱情況，預測出故障發生的部位，保證高壓設備安全運行。
4 廠用6 kV開關無線測溫監測系統特點
(1)無線測溫模塊安全可靠、安裝維護簡便，適合對中壓開關高電壓、大電流接點處進行溫度監測，被測設備的結構不需要變動。
(2)整個測溫系統可以通過無線方式通訊，信號傳輸方便 。
(3)無線測溫系統抗干擾能力強，對脈沖干擾、快速瞬變干擾、靜電輻射、電磁場輻射等的抗干擾能力達到國家四級標準，同時設備運行不影響中壓開關的分、合閘操作以及保護裝置 的動作。
(4) 組網方式靈活多變，支持C D T、101、104、網絡接口等多種通訊協議，便于系統集成。
5 廠用6 kV開關無線測溫監測系統功能
(1)主界面實時顯示各監測點的溫度，數據直觀、準確。
(2)監控人員可通過后臺主站查詢監測點的歷史溫度數據，利用溫度曲線作出分析 。
(3)當被監測點溫度數據超過報警閩值時，系統自動發出告警信號，提醒監控人員注意。
(4)可根據現場實際情況對各監測點進行參數設置，包括設備名稱、報警值、采集頻率等。
6 安科瑞ARTM電氣接點在線測溫產品選型
(1)溫度傳感器
a.電池供電型無線溫度傳感器
安裝于發熱部位，采集溫度量并通過無線方式傳輸的傳感器。
目前安科瑞無線溫度傳感器有三款：
b. CT 感應取電無線溫度傳感器
安裝于斷路器觸頭、母排、電纜搭接點等大電流處，采集溫度量并通過無線方式傳輸的傳感器。
目前無線溫度傳感器有兩款：
(2)接收/顯示單元
a.接收單元
b.顯示單元
7 結語
大壩公司廠用6 kv無線測溫監測系統經過運行檢驗，已經證明可以滿足現場安全、穩定運行的需要。實現開關溫度在線實時監測，不僅降低了開關設備的維護檢修工作量，而且有效預防了重大事故的發生，對確保廠用6kV設備的正常運行具有重要意義，同時這對系統內部其他公司進行設備測溫裝置改造工作具有一定的借鑒指導作用。
參考文獻
[1] 李建龍 張麗娜 廠用6kV開關無線測溫監測系統的應用[J].機電信息.2017.12
[2] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2019.11月版.
作者簡介：
宋兵兵，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究中低壓綜合保護及絕緣監測系統， QQ：3007723194 手機：13482141563（微信同號）