安科瑞 王子锋

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

摘 要：宁夏大唐国际大坝发电有限责任公司厂用6 kV开关共有161套，分为真空断路器和F—c接触器两种类型，用于为厂用电系统提供电源。在厂用6 kV开关动静触头、出线母排等易发热部位加装无线测温模块，将开关元件温度信号转换为射频信号传输至就地配电室的汇聚终端，再由就地终端将信号传输至集控室主站，实时显示开关元件的温度，超过设定温度时监测主站发出告警信号，提醒监控人员注意，方便了及时发现、消除设备隐患，以确保人身安全和设备可靠运行。

关键词：无线测温模块；温度汇聚终端；监控主站

1 厂用6 kV开关无线测温监测系统建设背景 

1.1 设备规模

       宁夏大唐国际大坝发电有限责任公司两台600 M w机组于2009年投入运行，全厂共有 3个6kV中压开配电室，共计161面中压开关柜。6kV配电室内的中压开关一部分为真空断路器的中置式开关柜，分别采用美国伊顿原装进口的150V C P-W 50型真空断路器和A B B 生产的V D 4型真空断路器；另一部分为熔断器和日本东芝公司原装进口CV一6HAL接触器 (F—C)组成的回路开关柜和ABB生产的VFC型接触器开关。

1.2 设备运行维护现状

       日常运行中厂用6 kV 开关具有带电运行时间长、运行电流偏大、停电维护检修机会少等特点，并且因五防设计原因开关柜门闭锁不能打开，运行、维护人员仅仅依靠测温枪或红外成像仪等工具，很难对开关柜易发热部位如动静触头、出线母排等的温度进行有效监视。大坝公司自2013年至2015年，先后发生了6号机2号引风机开关出线母排过热变色导致风机退出运行、5号机6 kV A段母线进线开关触头过热跳闸导致母线失电、6号机6kVA段母线进线开关触头过热跳闸导致母线失电等影响机组安全稳定的事故。

       发生以上事故主要是因为缺乏有效的在线监测手段，难以有效预防过热故障，当开关元件发热后也无法及时处理，导致开关损坏甚至机组非停。大坝公司厂用6 kV 开关不能满足机组安全稳定运行的要求。

2 无线测温监测技术的应用情况

       随着电力工业的发展，对设备的安全性、可靠性要求越来越高。以往人工巡视设备的方法作用已逐渐弱化，在这种条件下，高压设备的无线温度监测系统应运而生。这种技术主要通过无线传输方式将采集点的温度数据转化为射频信号，通过以太网或光纤传输至后台监控站显示，可以实现对高压设备温度的不间断实时在线监测，同时基于对温度数据的长期分析对比，帮助监控人员准确地分析设备劣化过程，实现由定期计划检修到状态检修的升级，提高供电可靠性，减少停电检修时间，降低检修成本。

       目前我国许多地方的电网公司、变电站、钢铁公司等都已在高压设备上采用这种无线温度监测系统。相对来说，火力发电厂由于各自不同的原因较少采用这种技术，多数火电厂仍然采用试温蜡片、测温仪等传统手段借助人力进行设备监控。

3 大坝公司厂用6 kV开关无线测温监测系统构架

       大坝公司厂用6 kV开关无线测温监测系统主要由数据采集系统、数据传输系统和主站监测系统三部分组成，对3个厂用6 kV 配 电室内161面中压开关柜的动静触头、出线母排等易发热部位进行集中监测，通过实时状态监测与诊断，实现中压开关运行安全预警，帮助监控人员及时发现缺陷及隐患，从而采取有效处理措施，避免设备损坏。

3.1 数据采集系统

       数据采集系统主要为无线测温模块。无线测温模块由温度传感器、高效锂电池、信号调理放大电路及硅胶阻燃材料组成。主要安装在中压开关柜带电部位表面，将测量的温度信号以433 M H z的无线射频信号定时发送至配电室内的无线温度汇聚终端。高效锂电池使用寿命为3～5年，模块测温范围在-40～+ 125℃，传输距离在20～50m。安装时采用黄、绿、红三种颜色分别对应相应相序。

3.2 数据传输系统

       数据传输系统主要包括无线测温汇聚终端以及传输光纤。无线测温汇聚终端采集温度数据，向无线测温模块发送指令，通过光纤向测温主站传输信号，在整个测温系统中处于核心地位，由它来调节整个无线测温通讯的网络。每个无线测温汇聚终端可以接收500个测温信号，数据采用地址编码识别方式，只接收与自身网络地址匹配的数据，自动过滤地址不匹配的数据，且数据在无线传输时不会相互干扰。

3.3 主站监测系统

       主站监测系统设立在集控室电子间内，由通讯模块、显示模块、告警输出模块、数据存储和事件记录模块、后台软件块组成。其作用是将3个厂用6 kV配电室无线测温汇聚终端传输过来的信号转换成温度模拟量，显示在主站的显示器上，实现温度实时显示、历史数据记录对比分析、超温预警及报警、运行状态全程记录等功能，帮助监控人员监测、分析开关温度监测点的过热情况，预测出故障发生的部位，保证高压设备安全运行。

4 厂用6 kV开关无线测温监测系统特点

         (1)无线测温模块安全可靠、安装维护简便，适合对中压开关高电压、大电流接点处进行温度监测，被测设备的结构不需要变动。

       (2)整个测温系统可以通过无线方式通讯，信号传输方便 。

       (3)无线测温系统抗干扰能力强，对脉冲干扰、快速瞬变干扰、静电辐射、电磁场辐射等的抗干扰能力达到国家四级标准，同时设备运行不影响中压开关的分、合闸操作以及保护装置 的动作。

       (4) 组网方式灵活多变，支持C D T、101、104、网络接口等多种通讯协议，便于系统集成。

5 厂用6 kV开关无线测温监测系统功能

         (1)主界面实时显示各监测点的温度，数据直观、准确。

       (2)监控人员可通过后台主站查询监测点的历史温度数据，利用温度曲线作出分析 。

       (3)当被监测点温度数据超过报警闽值时，系统自动发出告警信号，提醒监控人员注意。

       (4)可根据现场实际情况对各监测点进行参数设置，包括设备名称、报警值、采集频率等。

6 安科瑞ARTM电气接点在线测温产品选型

(1)温度传感器

       a.电池供电型无线温度传感器

       安装于发热部位，采集温度量并通过无线方式传输的传感器。

       目前安科瑞无线温度传感器有三款：

       b. CT 感应取电无线温度传感器

       安装于断路器触头、母排、电缆搭接点等大电流处，采集温度量并通过无线方式传输的传感器。

       目前无线温度传感器有两款：

(2)接收/显示单元

       a.接收单元

       b.显示单元

7 结语

       大坝公司厂用6 kv无线测温监测系统经过运行检验，已经证明可以满足现场安全、稳定运行的需要。实现开关温度在线实时监测，不仅降低了开关设备的维护检修工作量，而且有效预防了重大事故的发生，对确保厂用6kV设备的正常运行具有重要意义，同时这对系统内部其他公司进行设备测温装置改造工作具有一定的借鉴指导作用。

参考文献

[1]  李建龙 张丽娜 厂用6kV开关无线测温监测系统的应用[J].机电信息.2017.12

[2]  安科瑞企业微电网设计与应用手册.2019.11月版.