高壓開關柜溫度在線監測技術的研究與應用

田德科

(山鋼集團濟南分公司煉鐵廠,濟南 250101）

1 概述

高壓供配電系統在整個燒結生產系統中承擔著重要的作用，如何保證高壓供配電系統的正常運行，更是我們電氣專業技術人員首先要解決的問題。通過大量電力事故的分析，發現引起供配電系統故障的直接原因主要是各種高壓開關柜內部觸頭、母排、電纜接頭等，因壓接不緊，長期運行造成材質老化，在負荷增加時出現接頭過熱、甚至燒穿進而引發事故。因此必須對這些容易發熱的觸頭、電纜接頭的溫度進行跟蹤監測。

以某單位煉鐵廠為例，煉鐵廠燒結區域現有的兩處高壓配電系統，均為1994年投入使用，使用時間已達21年之久，高壓開關柜均 老化嚴重，部分觸頭、接頭處已出現材質老化現象，存在較大的安全隱患；同時，由于高壓柜為封閉式設計，在運行過程中無法開啟高壓柜后蓋，無法對母排、觸頭、接頭等位置進行檢查、測溫等常規點檢，只能通過每年一次的大面積停電進行檢查緊固，所以無法對高壓開關柜系統的工作狀態進行實時掌握，無法及時發現可能出現的發熱點并處理，給高壓供配電系統的正常運行帶來了很大的不確定性和偶然性。為徹底解決這一問題，我們積極公關研發，提出使用溫度在線裝置對高壓開關柜進行實時監控，保證高壓供配電系統的安全運行。

2 系統整體設計

2.1 測溫設備總數量

為提高高壓開關柜設備的安全性、穩定性，在高壓開關柜上觸頭、下觸頭及電纜出線接頭等部位安裝無線傳輸式溫度監測系統，該系統改造共涉及兩個高壓配電室，第一個配電室共有22面柜子，上、下觸頭和電纜頭共計9個測溫點，需要198個測溫點；第二個配電室共有6面柜子，上、下觸頭和電纜頭共計9個測溫點，需要54個測溫點；共計252個測溫點。高壓配電室一通過以太網與后臺設備進行數據傳輸，高壓配電室二則通過光纖進行數據傳輸。

2.2 測溫原理

采用接觸式無線溫度傳感器，傳感器需要緊貼在被測設備的表面，要求接觸良好，能夠準確的反應被測設備的真實溫度。采集到溫度以后通過無線方式把溫度主動發送給測溫通信終端，有通信終端來進行管理和測溫數據的遠傳。溫度傳感器采用高效能電池供電，為了保證正常的使用壽命，在溫度沒有變化的情況下每5分鐘發送一次溫度數據，當溫度高于上次采集的溫度值時則立即發送溫度數據，保證在第一時間完全掌握現場的實際情況。

2.3 通信方式

現在變電站都是無人值守，所有數據都要在調度中心來監視和管理，需要通過現有的交換機通信技術來完成數據的傳輸。

測溫通信終端通過無線方式采集到各個測溫點的溫度數據，再通過485通信方式上傳到測溫管理系統，因是兩個配電室，利用網絡傳輸需要增加兩臺485轉以太網通信服務器來完成數據的轉換和傳輸，將兩個配電室關聯起來需要根據實際距離進行嚴密布線，最終通過后臺軟件服務器集中顯示出來。

2.4 測溫數據的存儲和顯示

測溫管理系統采用C/S架構，在調度中心安裝一臺數據管理存儲服務器，服務器可以管理這多個變電站的信息，把變電站所有的溫度信號集中到存儲服務器來管理和配置，并作長期的溫度數據保存。該軟件系統還具備短信報警功能（可根據用戶需求增加該模塊），一旦有報警出現，服務器系統可以通過短信方式發送到各個管理人員手機中，無論在那里只要是手機有信號的地方都可以實時掌握站點的運行情況。

測溫站點溫度顯示，在和服務器同一網絡的各個辦公計算機上面安裝相應的管理軟件，可以實現所有監測點溫度信息的監視。該系統具有圖形顯示功能、報警提示功能、實時溫度曲線功能、歷史溫度曲線功能、溫度打印等功能。

2.5 系統拓撲圖

圖1 系統拓撲圖

3 投用效果分析

溫度在線監測技術在高壓系統上應用后，實現了煉鐵廠燒結區域高壓開關柜全年365*24小時不間斷溫度在線監測，使維護人員能夠更加直觀的監控到高壓開關柜的運行狀態，并能夠第一時間發現出現的溫度異常報警，將可能出現的故障消滅在萌芽狀態；另外還能夠對每個測溫點的溫度軌跡進行有效記錄，便于維護人員對各個測溫點進行軌跡分析，通過分析判斷出該測溫點狀態的變化趨勢，可以有針對性的安排計劃檢修工作。

4 結束語

高壓開關柜溫度在線監測技術的研究與應用，徹底解決了高壓供配電系統無法進行溫度在線監測的技術難題，保證了高壓供配電系統的可靠性，避免了由于供電故障而造成的不必要的損失，提高了生產效率。

[1]李泰軍,肖成剛.開關柜母線溫度的在線監測[J].高壓電器.

[2]李曙英,周根元.基于無線的高壓母線溫度監測系統的設計[J].單片機開發與應用.