興隆莊煤礦35kV變電所擔(dān)負(fù)著全礦井的供電任務(wù)，以往供電系統(tǒng)大多依靠人工巡檢的方式來排查發(fā)熱的故障點(diǎn)，但是，在惡劣的天氣條件下，在封閉性比較強(qiáng)的高壓柜中，很難實(shí)現(xiàn)溫度的檢測。隨著負(fù)荷的增大、安全生產(chǎn)的需要，保障電力供應(yīng)的安全可靠是安全生產(chǎn)的必要條件。

一、供電系統(tǒng)存在的問題

通過對大量電力事故的統(tǒng)計分析，引起供電設(shè)備故障的直接原因主要是各種高低壓開關(guān)柜內(nèi)部觸頭，變壓器、母排、電纜的接頭等，因制作質(zhì)量不良、壓接不緊、材質(zhì)老化、接觸電阻增大，在負(fù)荷增加時出現(xiàn)接頭過熱、甚至燒穿。接頭的質(zhì)量好壞，只能在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，而且運(yùn)行時間越長越容易發(fā)生過熱燒穿事故。為了對這些容易發(fā)熱的觸頭、接頭、電力設(shè)備進(jìn)行跟蹤監(jiān)控，興隆莊煤礦35kV變電所安裝了無線測溫預(yù)警系統(tǒng)，即在每個需要監(jiān)測的點(diǎn)上各安裝一個溫度傳感器，溫度傳感器把采到的溫度轉(zhuǎn)換為無線信號發(fā)送給無線接收終端，由無線接收終端完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，并由面板顯示測到的溫度或由測溫工作站顯示和存儲。

二、無線測溫預(yù)警系統(tǒng)的構(gòu)成

.       系統(tǒng)拓?fù)鋱D

.       系統(tǒng)主要設(shè)備

.       無線溫度傳感器。在每一個需要監(jiān)測溫度的節(jié)點(diǎn) 上安裝一個無線溫度傳感器，該傳感器每隔設(shè)定時間自動 測量所在位置的溫度，并將測得的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送給測溫通 信終端。

.       測溫通信終端。自動接收無線溫度傳感器發(fā)送的 溫度數(shù)據(jù)，并在收到測溫工作站的讀取命令后把收到的數(shù)系統(tǒng)主要設(shè)備溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由設(shè)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(wǎng)關(guān)以及站控層的測溫系統(tǒng)主機(jī)組成，實(shí)現(xiàn)變配電系統(tǒng)關(guān)鍵電氣部位的溫度在線監(jiān)測。據(jù)上傳測溫工作站。

.       測溫工作站。測溫工作站為一臺工控計算機(jī)，在 該計算機(jī)上運(yùn)行專用軟件，用來定時讀取和存儲從通信終 端中收集的溫度數(shù)據(jù)。

.       測溫管理專用測溫 管理軟件，可在連接到企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)上的任意一臺計算機(jī) 上運(yùn)行。

三、預(yù)警系統(tǒng)主要功能

.       無線溫度傳感器

.       無線溫度傳感器功能： ①每個溫度探頭具有ID號，當(dāng)無線傳感器發(fā)送 被監(jiān)測點(diǎn)溫度的同時，把其自身的編號 （ID號） 也傳輸出 來，這些數(shù)據(jù)國家無線管理規(guī)定。 ③每天24h連續(xù)在線監(jiān)測。傳感器每隔一定時間自動發(fā) 射一次監(jiān)測點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)，計算機(jī)實(shí)時收集并記錄所有監(jiān) 測點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)異常立即報警。解決了試溫片、紅 外等測溫方法需要人工到現(xiàn)場巡視、掃描造成延誤而引起 的故障。

.       無線溫度傳感器特點(diǎn)： ①實(shí)時性。溫度采集時間間隔可以按秒級設(shè)定，保證 數(shù)據(jù)的記錄、分析及時準(zhǔn)確，為設(shè)備檢修、生產(chǎn)調(diào)度等提 供可靠依據(jù)。 ②低功耗。采用高效電池供電，保證可靠運(yùn)行6年以 上。 ③準(zhǔn)確性。測量精度可達(dá)±1℃。 ④系統(tǒng)性。可與電力系統(tǒng)綜合自動化系統(tǒng)融為一體， 擴(kuò)充現(xiàn)有系統(tǒng)功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，便捷管理。 ⑤安全性。等電位、單點(diǎn)、絕緣安裝，沒有任何連接 導(dǎo)線，方便安裝維護(hù)，且系統(tǒng)具有較高的安全可靠性。 ⑥低成本高效益。使用該系統(tǒng)后，可以節(jié)約購置昂貴 的測溫儀 （如紅外成像儀、點(diǎn)式測穩(wěn)儀等）；可以節(jié)省人 員，提高工作效率；有的放矢地開展設(shè)備維修，減少維護(hù) 工作量；減少事故。

.       無線溫度傳感器技術(shù)指標(biāo)： ①測量溫度范圍：- 25～125℃。 ②測量精度：±1℃。 ③測溫時間間隔：1s～10min可設(shè)定。 ④探頭使用壽命：大于6年。 ⑤工作頻率：915MHz （免申請）。 ⑥最遠(yuǎn)傳輸距離：≥100m （無阻擋）。 ⑧探頭尺寸：35mm×35mm×45mm。

.       無線溫度接收終端 （1） 無線通信終端功能特點(diǎn)： ①界面人性化設(shè)計。中文面板，操作簡單。 ②安裝方便。可以在開關(guān)柜上，也可以固定在墻壁或 其他物體上。 ③抗干擾能力強(qiáng)。能夠準(zhǔn)確識別和接收探頭發(fā)出的溫度信號，而不受其他設(shè)備的影響。 ④傳感器與測溫終端之間采用無線連接。無線連接既 方便了系統(tǒng)的安裝與維護(hù)，又減少了對電網(wǎng)安全運(yùn)行的影 響，使系統(tǒng)的安全性、靈活性得到提高。 ⑤無線通信選擇工作于ISM工作頻率，對人體無傷害、 對周圍設(shè)備無電磁干擾，符合FCC標(biāo)準(zhǔn)和最大容量可接收 100個測溫探頭; 給以后擴(kuò)容留有足夠的空間，而無需增加 新的接收裝置。

.       無線通信終端技術(shù)指標(biāo)：接收頻率915MHz；接收 靈敏度- 100dBm；功耗＜1W；管理探頭數(shù)量100個；與 管理主機(jī)傳輸協(xié)議為Modbus協(xié)議；終端地址設(shè)置范圍為 1～250號；與管路主機(jī)的電氣接口RS- 485；終端報警方式 為蜂鳴器報警或外接報警設(shè)備；工作電壓AC220V±10%， 50Hz或60Hz；繼電器承受負(fù)載最大交流250V，7A；尺寸 96mm×96mm×115mm(WTR- 10)，180mm×125mm×36mm (WTR- 20)；開孔尺寸92mm×92mm(WTR- 10)；重量為0.5kg (WTR- 10)，0.6kg(WTR- 20)；環(huán)境溫度- 20~65℃。

四、測溫工作站功能特點(diǎn)

測溫工作站為一臺工控計算機(jī)，在該計算機(jī)上運(yùn)行專 用軟件，用來定時讀取從通信終端中收集的溫度和ID數(shù)據(jù)， 并寫入本地硬盤中作長期保存。對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、維護(hù)， 異常報警，以及溫度變化趨勢分析。

.       能通過工作站實(shí)時、直觀地觀察到開關(guān)柜內(nèi)斷路 器一次插頭和電纜接頭等電氣接點(diǎn)運(yùn)行溫度的變化情況。

.       通過對所有現(xiàn)場檢測到的數(shù)據(jù)，能自動生成開關(guān) 柜內(nèi)一次插頭和電纜接頭時間段的溫度變化趨勢、歷 史事件統(tǒng)計，以及所需要的曲線圖和圖表。 （3） 系統(tǒng)能夠?qū)λ鶛z測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提前預(yù)知 和判斷以后多少天內(nèi)開關(guān)柜內(nèi)一次插頭及電纜接頭出現(xiàn)故 障并形成報表，詳細(xì)顯示故障點(diǎn)的位置并打印報表。

（4）報警溫度可以根據(jù)用戶的實(shí)際情況自行設(shè)定， 對到達(dá)預(yù)警值和越線值的監(jiān)測點(diǎn)能進(jìn)行聲光報警顯示報 警點(diǎn)的具體位置并記錄在案。報警值的設(shè)置有兩種方式： ①相對報警溫度。指當(dāng)溫度傳感器的測量溫度比終端測 量的環(huán)境溫度高出多少即認(rèn)為異常，需要報警。取值范圍 ：0～60℃；②絕對報警溫度。指當(dāng)溫度傳感器測量的溫 度值達(dá)到多少度后即認(rèn)為異常，需要報警。取值范圍： 10～100℃。

（5）能對報警事件實(shí)時打印記錄，可以實(shí)現(xiàn)歷史的查 詢。對監(jiān)測點(diǎn)的預(yù)警值、報警值能在線修改，對傳感器的 故障能進(jìn)行在線診斷并顯示打印。

（6） 系統(tǒng)具有強(qiáng)大的擴(kuò)展功能，當(dāng)新設(shè)備納入檢測范圍 時，僅增加相應(yīng)的新設(shè)備接入即可，原系統(tǒng)不受任何影響。

（7） 控制中心的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信、 無人職守、數(shù)據(jù)可以接入企業(yè)網(wǎng)。

（8） 軟件操作簡單，易維護(hù)，非專業(yè)人員只要是稍加 培訓(xùn)就可以對系統(tǒng)進(jìn)行配置和修改

五、安科瑞無線測溫系統(tǒng)解決方案

1.Acrel-2000T 無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)，具有實(shí)時監(jiān)測、溫度曲線、事件告警等功能，可以幫助值班人員盡早發(fā)現(xiàn)問題，消除隱患，確保電力設(shè)備的安全運(yùn)行。為電力設(shè)備的安全、經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行提供了全新的解決方案。支持 Web 訪問和安卓 APP。

Acrel-2000T 無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)通過 RS-485 總線或以太網(wǎng)與間隔層的設(shè)備直接進(jìn)行通信，系統(tǒng)設(shè)計遵循國際標(biāo)準(zhǔn) IEC 60870-5-103、Modbus RTU、Modbus TCP 等傳輸規(guī)約，安全性、可靠性和開放性都得到了提高。
Acrel-2000T 無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)具有遙信、遙測、遙控、遙調(diào)、遙設(shè)、事件報警、曲線、棒圖、報表和用戶管理功能?？梢员O(jiān)控?zé)o線測溫系統(tǒng)下設(shè)備的運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)快速報警響應(yīng)，預(yù)防嚴(yán)重故障發(fā)生。

適用場合：泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、鋼廠、化工、水泥、數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院、機(jī)場、電廠、煤礦等廠礦企業(yè)、變配電所。

六、產(chǎn)品配置

七、結(jié)語

由于傳感器、無線數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)的不斷發(fā)展，高壓電氣的溫度實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)將會變得更為科學(xué)。隨著無線測溫系統(tǒng)的應(yīng)用和普及，我國的電力工業(yè)也更加穩(wěn)定和安全，其技術(shù)的進(jìn)步為我國的發(fā)展作出了貢獻(xiàn)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]兗礦集團(tuán)興隆莊煤礦田旭東、董軍、牛兵《無線測溫技術(shù)在供電系統(tǒng)中的應(yīng)用》

[2]劉慧瑾,張大鵬,基于物聯(lián)網(wǎng)無線測溫系統(tǒng)在電廠的應(yīng)用和研究[J],上海節(jié)能,2022(5):590-595。

[3]李徽勝,基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的無線測溫系統(tǒng)設(shè)計[J],自動化技術(shù)與應(yīng)用,2022,41(5):103-106。

[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2022.05版。