一、摘要

高壓開(kāi)關(guān)柜作為配電系統(tǒng)中重要的電氣設(shè)備。其本身的安全性、經(jīng)濟(jì)性也至關(guān)重要。隨著電網(wǎng)的發(fā)展和設(shè)備技術(shù)的提高，10kv，35kv系統(tǒng)開(kāi)關(guān)柜在電網(wǎng)中已大量使用。而開(kāi)關(guān)柜的內(nèi)部過(guò)熱現(xiàn)象已成為開(kāi)關(guān)柜使用中的常見(jiàn)問(wèn)題，由于開(kāi)關(guān)柜體的密閉性，在一些負(fù)荷較重的地區(qū)，存在開(kāi)關(guān)柜的溫升超標(biāo)問(wèn)題。開(kāi)關(guān)柜的溫升超標(biāo)，直接影響設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，而且，過(guò)熱問(wèn)題是一個(gè)不斷發(fā)展的過(guò)程，如果不加以控制，過(guò)熱程度會(huì)不斷加劇，并對(duì)絕緣件的性能及設(shè)備壽命產(chǎn)生很大的影響。目前，對(duì)電力系統(tǒng)內(nèi)部使用的開(kāi)關(guān)柜，嚴(yán)格遵守設(shè)備采購(gòu)程序及技術(shù)政策，確保入網(wǎng)的開(kāi)關(guān)柜都通過(guò)型式試驗(yàn)，尤其對(duì)溫升的要求比較嚴(yán)格。運(yùn)行中，負(fù)荷通常都不會(huì)達(dá)到開(kāi)關(guān)柜的設(shè)計(jì)滿容量，開(kāi)關(guān)柜的溫升問(wèn)題應(yīng)該不會(huì)很突出，但是實(shí)際情況并不盡然。開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部實(shí)際溫升情況，尤其是母排連接等部位，通?？偸潜刃褪皆囼?yàn)測(cè)出的數(shù)據(jù)高。

封閉式高壓柜在運(yùn)行中不能打開(kāi)，無(wú)法測(cè)量運(yùn)行中柜內(nèi)觸頭的實(shí)際溫度。開(kāi)關(guān)柜內(nèi)觸頭發(fā)熱事故在近幾年有增長(zhǎng)的趨勢(shì)，已經(jīng)成為嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)的難題。

現(xiàn)在工廠一般使用10kv/6kv/35kv抽屜式開(kāi)關(guān)柜較多，這中開(kāi)關(guān)柜具有占地面積小，冗余配置靈活，成本低等優(yōu)點(diǎn)，但因?yàn)榉忾]性好，里面的動(dòng)、靜觸頭連接處無(wú)法通過(guò)正常的手段巡檢，一旦觸頭發(fā)熱嚴(yán)重不被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，最終會(huì)導(dǎo)致設(shè)備燃燒、爆炸等事故。影響系統(tǒng)安全運(yùn)行。常見(jiàn)的發(fā)熱原因有以下幾種：

(1)觸頭接觸面氧化、臟污；

(2)設(shè)備的安裝、連接工藝不當(dāng)；

(3)負(fù)荷的影響；

(4)設(shè)備的質(zhì)量存在問(wèn)題，觸頭容量不足，導(dǎo)致發(fā)熱；

(5)電力諧波存在；

(6)環(huán)境溫度較高，防護(hù)等級(jí)因素造成的散熱不暢；

下圖為客戶現(xiàn)場(chǎng)燒毀開(kāi)關(guān)柜的圖片：

 

我公司針對(duì)某發(fā)電公司10kv開(kāi)關(guān)柜在線測(cè)溫的需求,提出了本次無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案。利用接觸式無(wú)源無(wú)線測(cè)溫的監(jiān)測(cè)手段，全天候不間斷的對(duì)開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行溫度測(cè)量，提前對(duì)開(kāi)關(guān)事故早期預(yù)警，并采取有效措施，預(yù)防設(shè)備燃燒、爆炸等事故發(fā)生。

二、系統(tǒng)構(gòu)成

開(kāi)關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)由開(kāi)關(guān)柜溫度采集部分、通信網(wǎng)絡(luò)、集中監(jiān)控中心后臺(tái)及監(jiān)控軟件組成，每個(gè)配電室做為一個(gè)監(jiān)控單元，統(tǒng)一把數(shù)據(jù)集中上傳至監(jiān)控室服務(wù)器，形成一個(gè)完整的無(wú)線測(cè)溫在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，確保配電室的開(kāi)關(guān)設(shè)備統(tǒng)一納入值班人員的在線監(jiān)控范圍，保證設(shè)備正常運(yùn)行。

無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：

 

該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集層，網(wǎng)絡(luò)通信層，集中監(jiān)控層三部分組成。

1、數(shù)據(jù)采集層

由無(wú)線溫度傳感器和無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)器組成。

（1）無(wú)線溫度傳感器（型號(hào)DTS-6）采用美國(guó)TI公司推出的無(wú)線收發(fā)芯片，功耗小，信號(hào)強(qiáng)，發(fā)射距離不加任何功率放大的情況下可達(dá)300米。測(cè)溫元件同樣采用美國(guó)TI公司的數(shù)字集成芯片，精度高，可達(dá)0.5°C。

產(chǎn)品如下圖所示：

（2）無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)器 (型號(hào)DCT-30) 用于接收無(wú)線溫度傳感器發(fā)射的無(wú)線數(shù)字信號(hào), 并將信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),經(jīng)內(nèi)部電路處理，通過(guò)彩色液晶顯示屏顯示當(dāng)前所測(cè)溫度。同時(shí)上傳到監(jiān)控主機(jī)，使運(yùn)行人員能夠?qū)囟冗M(jìn)行實(shí)時(shí)在線準(zhǔn)確地巡檢，對(duì)高壓電氣設(shè)備接點(diǎn)溫度狀態(tài)能夠及時(shí)地掌握。

產(chǎn)品如下圖所示：

2、網(wǎng)絡(luò)通信層

由網(wǎng)絡(luò)通信器件和通信輔材（485集線器、交換機(jī)、通信電纜或光纜，光電轉(zhuǎn)換器件等）組成。

把廠區(qū)所有配電室開(kāi)關(guān)柜的溫度數(shù)據(jù)組成合理的工控網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)多功能儀表與站控管理層之間的數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，很大提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。

3、集中監(jiān)控層

由ZRMSCADA監(jiān)控軟件（我公司軟件工程師研發(fā)）、監(jiān)控主機(jī)及手機(jī)APP等部分組成。

監(jiān)控主機(jī)上安裝ZRMSCADA集中監(jiān)控軟件（軟件界面可根據(jù)用戶要求組態(tài)各種畫面），采集無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)器數(shù)據(jù)，通過(guò)組態(tài)畫面實(shí)時(shí)顯示溫度，超限報(bào)警，能夠查詢溫度歷史數(shù)和曲線進(jìn)行分析，可通過(guò)手機(jī)APP查看數(shù)據(jù)和接收?qǐng)?bào)警通知。同時(shí)能夠?qū)?shù)據(jù)上傳阿里云服務(wù)器，通過(guò)手機(jī)APP查看和報(bào)警。

軟件界面如下圖所示：

三、結(jié)束語(yǔ)

在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中，發(fā)電公司的配電安全性至關(guān)重要，本文介紹的某發(fā)電公司項(xiàng)目10kv開(kāi)關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)柜溫度的24小時(shí)全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)控。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示溫度狀態(tài)，一旦溫度過(guò)高，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警通知。該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定，不僅避免了設(shè)備燃燒、爆炸等事故的發(fā)生也減少了人力的排查。