安科瑞 劉邁

　　摘要：35kV變電站作為電力系統(tǒng)配網(wǎng)環(huán)節(jié)的核心節(jié)點，其高壓開關(guān)柜、線路接頭等關(guān)鍵部位的溫度異常是引發(fā)電力事故的主要誘因之一。本文結(jié)合安科瑞無線測溫系統(tǒng)的技術(shù)特點，圍繞35kV變電站溫度監(jiān)測的實際需求，分析安科瑞無線測溫技術(shù)的應(yīng)用必要性與工作原理，闡述系統(tǒng)在變電站的整體架構(gòu)設(shè)計、軟硬件配置及現(xiàn)場應(yīng)用方案，并通過實際測試與運行驗證其測溫精度、故障預(yù)警及處置能力，為35kV變電站的智能化溫度監(jiān)測與安全穩(wěn)定運行提供實踐參考。

　　關(guān)鍵詞：無線測溫；35kV變電站；故障預(yù)警；溫度監(jiān)測

　　0引言

　　隨著電力系統(tǒng)自動化、智能化水平的不斷提升，35kV變電站作為工礦企業(yè)、城鎮(zhèn)配網(wǎng)的重要供電單元，其長期不間斷運行的可靠性要求日益提高。變電站內(nèi)高壓開關(guān)柜、變壓器、線路接觸點等設(shè)備因老化、接觸不良、負荷不均等問題很容易出現(xiàn)異常發(fā)熱，據(jù)統(tǒng)計我國約40%的電力事故由高壓設(shè)備異常發(fā)熱引發(fā)，輕則導(dǎo)致設(shè)備損壞，重則引發(fā)線路短路、絕緣失效等嚴重事故。傳統(tǒng)的離線測溫、周期巡檢方式存在監(jiān)測滯后、盲區(qū)多、精度不足等問題，已無法滿足變電站智能化運維的需求。

　　安科瑞無線測溫系統(tǒng)憑借高絕緣性、高穩(wěn)定性、實時性強、安裝便捷等特點，成為35kV變電站溫度監(jiān)測的優(yōu)選方案。該系統(tǒng)融合了無線傳感、物聯(lián)網(wǎng)通信、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，可實現(xiàn)變電站關(guān)鍵測溫點的不間斷數(shù)據(jù)采集、傳輸、分析及故障預(yù)警，有效彌補傳統(tǒng)測溫方式的缺陷。本文結(jié)合35kV變電站的運行特點，對安科瑞無線測溫技術(shù)的現(xiàn)場應(yīng)用進行全方面研究，為同類變電站的溫度監(jiān)測改造提供借鑒。

　　1無線測溫技術(shù)應(yīng)用必要性及工作原理

　　1.1應(yīng)用必要性

　　35kV變電站運行過程中，設(shè)備負荷波動大、電磁場環(huán)境復(fù)雜，開關(guān)柜內(nèi)動靜觸頭、母線接頭等部位屬于溫度故障高發(fā)點，這些部位空間狹小、不易巡檢，一旦出現(xiàn)溫度異常難以及時發(fā)現(xiàn)。安科瑞無線測溫系統(tǒng)針對變電站的運行痛點，具備體積小、抗干擾性強、測溫精度高、無線傳輸免布線等優(yōu)勢，可直接安裝在高壓帶電部位，實現(xiàn)無接觸式溫度監(jiān)測；同時系統(tǒng)支持多級故障預(yù)警，能在溫度達到警戒值時通過聲光、短信、平臺推送等方式及時報警，為故障處置爭取時間，大幅降低設(shè)備熱故障引發(fā)的停電風(fēng)險。

　　此外，安科瑞無線測溫系統(tǒng)可與變電站原有監(jiān)控系統(tǒng)對接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與一體化運維，減少人工巡檢工作量，提升變電站運維效率，符合電力系統(tǒng)智能化、無人化的發(fā)展趨勢。

　　1.2核心工作原理

　　安科瑞無線測溫系統(tǒng)采用“溫度傳感器+無線采集終端+監(jiān)控平臺"的三層架構(gòu)設(shè)計，其核心工作原理為：通過安裝在關(guān)鍵測溫點的無線溫度傳感器，實時采集設(shè)備溫度數(shù)據(jù)并將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；傳感器將數(shù)據(jù)傳輸至就近的無線采集終端，采集終端對數(shù)據(jù)進行篩選后，通過RS485、以太網(wǎng)等方式上傳至變電站監(jiān)控平臺或安科瑞Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)；平臺對接收的溫度數(shù)據(jù)進行實時顯示、曲線分析、歷史存儲，當(dāng)測溫點溫度超過預(yù)設(shè)閾值時，系統(tǒng)自動觸發(fā)多級故障預(yù)警，并定位故障位置，指導(dǎo)運維人員快速處置。

　　系統(tǒng)的溫度傳感器采用無源設(shè)計（如感應(yīng)取電、電池供電），無需外接電源，可直接安裝在35kV高壓設(shè)備上，實現(xiàn)高壓隔離，保障設(shè)備及人員安全。

　　2無線測溫系統(tǒng)在35kV變電站的架構(gòu)設(shè)計

　　結(jié)合35kV變電站的設(shè)備布局與測溫需求，安科瑞無線測溫系統(tǒng)的整體架構(gòu)分為前端信號采集層、中端數(shù)據(jù)傳輸層、終端分析診斷層三個部分，三層架構(gòu)協(xié)同工作，實現(xiàn)溫度監(jiān)測的全流程閉環(huán)管理，架構(gòu)設(shè)計契合35kV變電站的現(xiàn)場工況，兼顧實用性與擴展性。

　　2.1前端信號采集層

　　前端信號采集層是系統(tǒng)的感知終端，核心由安科瑞無線溫度傳感器組成，主要包括ATE100系列、ATE400系列等型號，可根據(jù)測溫點類型靈活選型。

　　傳感器直接安裝在35kV變電站的關(guān)鍵測溫點，每臺高壓開關(guān)柜的A、B、C三相進線端、出線端、動靜觸頭均布置1個測溫點，變壓器高低壓側(cè)接頭、避雷器引線等部位按需布置，確保測溫?zé)o盲區(qū)。安科瑞溫度傳感器測溫范圍為-50℃~125℃，精度可達±1℃，滿足35kV變電站的測溫精度要求；傳感器外殼采用耐高溫、高絕緣的工程塑料，防護等級達IP67，可適應(yīng)開關(guān)柜內(nèi)潮濕、高溫、強電磁場的惡劣環(huán)境。

　　2.2中端數(shù)據(jù)傳輸層

　　中端數(shù)據(jù)傳輸層是系統(tǒng)的“數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站"，由安科瑞無線采集終端、通信網(wǎng)關(guān)組成，負責(zé)將前端傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)進行匯聚、轉(zhuǎn)換并上傳。

　　無線采集終端安裝在開關(guān)柜附近的低壓區(qū)域，每個終端可接入多臺無線溫度傳感器，通過485接口，Modbus協(xié)議傳輸，滿足35kV變電站的設(shè)備布局需求。實現(xiàn)與變電站監(jiān)控平臺、安科瑞云平臺的對接，保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)募嫒菪耘c穩(wěn)定性。

　　2.3終端分析診斷層

　　終端分析診斷層是系統(tǒng)的核心控制與決策單元，由安科瑞Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)、服務(wù)器、顯示終端組成，部署在變電站監(jiān)控室。

　　該監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞專為電力設(shè)備溫度監(jiān)測研發(fā)的專用軟件，支持Windows、Linux系統(tǒng)，具備實時溫度顯示、測溫點狀態(tài)監(jiān)控、溫度曲線分析、歷史數(shù)據(jù)查詢、故障預(yù)警、報表生成等功能。系統(tǒng)可對所有測溫點進行可視化管理，以開關(guān)柜為單位展示A、B、C三相溫度數(shù)據(jù)，實時刷新測溫值；支持繪制單測溫點或多測溫點的溫度變化曲線，便于分析設(shè)備溫度變化趨勢；歷史數(shù)據(jù)存儲周期可達1年以上，支持按時間、柜體編號、測溫點類型等條件查詢，為設(shè)備狀態(tài)評估提供數(shù)據(jù)支撐。

　　同時，系統(tǒng)支持自定義多級溫度閾值（預(yù)警值、報警值、跳閘值），當(dāng)溫度達到預(yù)警值時，系統(tǒng)發(fā)出聲光預(yù)警；達到報警值時，除現(xiàn)場報警外，還可通過短信、微信公眾號推送報警信息至運維人員手機；達到跳閘值時，可聯(lián)動變電站繼電保護裝置，實現(xiàn)自動跳閘，防止事故擴大。系統(tǒng)還具備故障定位功能，報警時自動高亮顯示故障柜體及測溫點，明確故障位置，提升故障處置效率。

　　3安科瑞無線測溫系統(tǒng)的軟硬件配置與安裝

　　3.1硬件配置及選型

　　安科瑞無線測溫系統(tǒng)的硬件配置遵循“適配性、高可靠性、易安裝"原則，結(jié)合35kV變電站5臺高壓開關(guān)柜的測溫需求，硬件配置及選型如下表所示：

　　3.2軟件配置及功能

　　Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)通過RS485總線或以太網(wǎng)與間隔層的設(shè)備直接進行通訊，系統(tǒng)設(shè)計遵循國際標準Modbus-RTU、Modbus-TCP等傳輸規(guī)約，安全性、可靠性和開放性都得到了很大地提高。該系統(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，可以監(jiān)控?zé)o線測溫系統(tǒng)的設(shè)備運行狀況，實現(xiàn)快速報警響應(yīng)，預(yù)防嚴重故障發(fā)生。

　　適合在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、鋼廠、化工、水泥、醫(yī)院、機場、電廠、煤礦等廠礦企業(yè)、變配電所等電力設(shè)備的溫度監(jiān)測。

溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　3.2.1溫度顯示：顯示配電系統(tǒng)內(nèi)每個測溫點的實時值，也可實現(xiàn)電腦WEB/手機APP遠程查看數(shù)據(jù)。

　　3.2.1溫度曲線：查看每個測溫點的溫度趨勢曲線。

　　3.2.3運行報表：查詢及打印各測溫點時間的溫度數(shù)據(jù)。

　　3.2.4實時告警：系統(tǒng)能夠?qū)Ω鳒y溫點異常溫度發(fā)出告警。系統(tǒng)具有實時語音報警功能，能夠?qū)λ惺录l(fā)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。

　　3.2.5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(tǒng)事件和報警進行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析等。

3.3現(xiàn)場安裝要點

　　3.3.1.傳感器安裝：無源傳感器通過卡扣、螺栓固定在開關(guān)柜動靜觸頭、母線接頭上，安裝時保證傳感器與測溫點緊密接觸，避免間隙影響測溫精度；傳感器安裝位置遠離強電磁場干擾源，確保無線信號傳輸穩(wěn)定；

　　3.3.2.采集終端安裝：采集終端安裝在開關(guān)柜旁的低壓配電柜內(nèi)，距離傳感器的無線傳輸距離不超過150m，終端接地良好，避免靜電干擾；

　　3.3.3.通信布線：采集終端與網(wǎng)關(guān)之間采用RVSP2*1.5屏蔽雙絞線布線，屏蔽層單端接地，減少電磁干擾；網(wǎng)關(guān)與服務(wù)器之間通過以太網(wǎng)連接，保障數(shù)據(jù)傳輸速率；

　　3.3.4.系統(tǒng)調(diào)試：安裝完成后，通過配置軟件對傳感器、采集終端進行地址分配、參數(shù)設(shè)置，測試無線信號強度、數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性；逐點校準測溫精度。

　　4結(jié)語

　　隨著電力系統(tǒng)智能化的不斷發(fā)展，安科瑞無線測溫系統(tǒng)可進一步與人工智能、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)融合，實現(xiàn)設(shè)備溫度故障的預(yù)判與趨勢分析，為35kV變電站的狀態(tài)檢修、全生命周期管理提供數(shù)據(jù)支撐。該系統(tǒng)在35kV變電站的應(yīng)用方案具有較強的推廣價值，可廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)、城鎮(zhèn)配網(wǎng)等領(lǐng)域的35kV變電站溫度監(jiān)測改造，為電力系統(tǒng)的智能化運維提供技術(shù)保障。

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