PRODUCT CLASSIFICATION
產(chǎn)品分類摘要:論述無線測(cè)溫技術(shù)在低壓大電流斷路器上的應(yīng)用,通過安裝無線測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)解決了大電流設(shè)備故障給電廠安全生產(chǎn)帶來的困擾,對(duì)保障電廠安全運(yùn)行具有重要作用。
關(guān)鍵詞:無線測(cè)溫;低壓電器大電流斷路器;電廠安全
0引言
在電廠中,低壓大電流供電設(shè)備隨處可見,在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中這些設(shè)備的斷路器觸頭及斷路器與母線之間的連接插接件等部位會(huì)因?yàn)榈蛪耗妇€表面氧化腐蝕、緊固螺栓松動(dòng)、斷路器插接件老化及制造、運(yùn)輸、安裝不良等問題引起接觸電阻過大,造成設(shè)備過熱。如果無法監(jiān)測(cè)這些發(fā)熱部位的溫度,使其得不到及時(shí)檢修,那么發(fā)熱情況將進(jìn)一步惡化,可能導(dǎo)致斷路器爆炸、起火,燒毀開關(guān)柜,引發(fā)惡性事故,從而造成重大經(jīng)濟(jì)損失。及時(shí)測(cè)量母線接頭與斷路器插接件觸點(diǎn)溫度,為采取有效措施提供準(zhǔn)確信息,將是電廠實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期安全運(yùn)行的重要保障。
洪江電廠安裝有6臺(tái)單機(jī)45MW的燈泡貫流式機(jī)組,總裝機(jī)容量為270MW,投產(chǎn)時(shí)為國內(nèi)單機(jī)容量燈泡貫流式機(jī)組。電廠廠用電壓為400V,原廠用400V低壓斷路器柜為河南新鄉(xiāng)豫北電器廠生產(chǎn)的低壓GCY型組合抽出式開關(guān)柜,目前已運(yùn)行13年。隨著運(yùn)行年限的延長(zhǎng),設(shè)備不斷老化,近年來頻繁出現(xiàn)斷路器插接件與母線接觸不良,大負(fù)荷時(shí)發(fā)熱導(dǎo)致斷路器插接件燒焦變形等情況。此前電廠無專門400V大電流斷路器測(cè)溫設(shè)備,以上缺陷均是通過每天3次的人工測(cè)溫發(fā)現(xiàn)的,由于不是24小時(shí)不間斷監(jiān)測(cè),因此這些缺陷的發(fā)現(xiàn)均有一定滯后時(shí)間。另外,檢測(cè)點(diǎn)多,檢測(cè)位置復(fù)雜,人工測(cè)溫費(fèi)時(shí)費(fèi)力,甚至還威脅測(cè)溫人員人身安全。
2014年下半年,洪江電廠決定對(duì)公用廠用400V低壓系統(tǒng)進(jìn)行改造。為提高設(shè)備自動(dòng)化水平,實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷在線監(jiān)測(cè),自動(dòng),同時(shí)減少人工測(cè)溫工作量,防范人工巡查測(cè)溫時(shí)存在的觸電安全風(fēng)險(xiǎn)等因素,采用了“溫度在線監(jiān)測(cè)裝置+無線測(cè)溫技術(shù)",以實(shí)現(xiàn)廠用400V低壓系統(tǒng)溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
1無線測(cè)溫系統(tǒng)構(gòu)成及安裝位置
1.1無線測(cè)溫系統(tǒng)總體介紹
無線測(cè)溫系統(tǒng)整體上分為采集層、收集層和監(jiān)測(cè)層。采集層由無線溫度傳感器組成;收集層為就地集中顯示裝置,通過無線和采集層連接,通過網(wǎng)絡(luò)或光纖和監(jiān)測(cè)層連接;監(jiān)測(cè)層為測(cè)溫后臺(tái),可選擇10/100M局域網(wǎng)、光纖網(wǎng)絡(luò)等通信方式聯(lián)網(wǎng)。系統(tǒng)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理,并定時(shí)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫,根據(jù)用戶要求對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的信息進(jìn)行記錄,形成歷史數(shù)據(jù)庫,能提供分、時(shí)、日曲線顯示,報(bào)表打印,超溫記錄,并及時(shí)發(fā)出信號(hào);支持?jǐn)?shù)據(jù)共享,提供給第三方讀取測(cè)溫?cái)?shù)據(jù),將測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)放入綜合管理平臺(tái)中。系統(tǒng)框圖如圖1所示。
圖1系統(tǒng)框架
1.2無線測(cè)溫系統(tǒng)主要設(shè)備
(1)無線溫度傳感器。在每個(gè)需要監(jiān)測(cè)溫度的節(jié)點(diǎn)上安裝一個(gè)無線溫度傳感器。該傳感器每隔一定時(shí)間自動(dòng)測(cè)量所在節(jié)點(diǎn)的溫度,并發(fā)送給集中顯示裝置。
(2)集中顯示裝置。自動(dòng)收集并顯示無線溫度傳感器發(fā)送的溫度數(shù)據(jù),并在收到測(cè)溫后臺(tái)的讀取命令后把收到的數(shù)據(jù)上傳測(cè)溫后臺(tái)。
(3)測(cè)溫后臺(tái)。測(cè)溫后臺(tái)為一臺(tái)工控計(jì)算機(jī),用來定時(shí)讀取和存儲(chǔ)從集中顯示裝置中收集的溫度數(shù)據(jù)。
2無線測(cè)溫系統(tǒng)主要功能
2.1無線溫度傳感器
(1)每個(gè)溫度探頭具的ID號(hào),實(shí)際安裝使用時(shí)需要記錄每個(gè)無線溫度傳感器的安裝地點(diǎn),并與編號(hào)一起存入測(cè)溫后臺(tái)數(shù)據(jù)庫及集中顯示裝置中。無線溫度傳感器每隔一定時(shí)間自動(dòng)發(fā)射一次監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù),由集中顯示裝置收集并記錄所在區(qū)域的溫度數(shù)據(jù)并通過光纖傳輸至測(cè)溫后臺(tái),發(fā)現(xiàn)異常立即,避免了人工測(cè)溫方法存在的滯后、工作量大、不安全等問題,非常適合具有大量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的電廠,提高了電廠的自動(dòng)化程度,減輕了人工測(cè)溫時(shí)的繁瑣工作。
(2)無線溫度數(shù)據(jù)傳輸。無線溫度傳感器與測(cè)溫終端之間的無線連接,既方便了系統(tǒng)的安裝與維護(hù),又減少了對(duì)電廠安全運(yùn)行的影響,使系統(tǒng)的安全性、靈活性得到極大提高。無線通信選擇工作于ISM工作頻率,對(duì)人體無傷害,對(duì)周圍設(shè)備無電磁干擾,符合FCC標(biāo)準(zhǔn)和無線管理規(guī)定。
(3)無線溫度傳感器技術(shù)指標(biāo)。①測(cè)量溫度范圍為-40-+125℃。②測(cè)量精度:0-80℃精度誤差為±1℃,80-150℃精度誤差為±2℃。③探頭使用壽命為5-8年。④傳感器絕緣強(qiáng)度為AC2KV1min。⑤阻燃性能:無線溫度傳感器250℃耐高溫、絕緣阻燃型。⑥外觀尺寸:傳感器盒部分為80mm(長(zhǎng))×40.5mm(寬)×14.8mm(高),電池盒部分為68.5mm(長(zhǎng))×23mm(寬)×22mm(高)。⑦工作頻率為2.4GHZ~433MHZ。⑧傳輸距離為250m(無阻擋)。
2.2集中顯示裝置
(1)集中顯示裝置功能特點(diǎn)。①采用高精度無線傳輸,既方便了系統(tǒng)的安裝與維護(hù),又減少了對(duì)電廠安全運(yùn)行的影響,使系統(tǒng)的安全性、靈活性得到極大提高,并在高溫高濕環(huán)境下具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性。②可擴(kuò)展性,每個(gè)測(cè)溫接收通信終端接收容量為100個(gè)測(cè)溫回路(每回路包含3個(gè)測(cè)溫傳感器),給以后擴(kuò)容留有足夠空間,而無需增加新的接收裝置。③儀表內(nèi)部具有EEPROM,設(shè)定參數(shù)掉電不丟失;具有Watchdog芯片,程序跑飛自動(dòng)復(fù)位;具有RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘;具有以太網(wǎng)接口。④測(cè)量數(shù)值由高亮度TFT液晶顯示屏直接顯示;溫度設(shè)定值直接在面板上設(shè)定。⑤自動(dòng)檢測(cè)傳感器,無傳感器信號(hào)時(shí)自動(dòng)關(guān)閉受控元件。⑥安裝方便,可安裝在開關(guān)柜上,也可固定在墻壁或其它物體上。⑦抗干擾能力強(qiáng),能準(zhǔn)確識(shí)別和接收探頭發(fā)出的溫度信號(hào),而不受其它設(shè)備的影響。
(2)集中顯示裝置技術(shù)指標(biāo)。①接入測(cè)溫點(diǎn)數(shù)為每臺(tái)接入100回路(每回路包含3個(gè)測(cè)溫傳感器)。②通信方式為RS485接口(光電隔離)1個(gè)、433M無線接口1個(gè)、網(wǎng)絡(luò)接口1個(gè),通信協(xié)議為Modbus-tcp,同一間配電室內(nèi)(無墻壁阻擋)300m可有效接收。④接收間隔時(shí)間為1s。⑤IO端口容量為2路繼電器輸出(、預(yù)警輸出)。⑥工作電源為AC/DC220V,功耗不大于10W,工作溫度為-20~85℃。⑦事件記錄為循環(huán)記錄事件。⑧溫度門限為每個(gè)柜可單獨(dú)設(shè)置值和預(yù)警值。
2.3測(cè)溫后臺(tái)功能特點(diǎn)
測(cè)溫后臺(tái)為一臺(tái)工控計(jì)算機(jī),測(cè)溫系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu),使用瀏覽器直接查看測(cè)溫點(diǎn)溫度,除需要安裝瀏覽器顯示插件外,并不需要額外安裝客戶端程序。
(1)能通過后臺(tái)實(shí)時(shí)、直觀地觀察開關(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。
(2)通過接收到的所有現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù),能自動(dòng)生成開關(guān)柜內(nèi)一次插頭和電纜接頭時(shí)間段的溫度變化趨勢(shì)、歷史事件統(tǒng)計(jì),及需要的曲線圖和圖表。
(3)溫度可根據(jù)用戶的實(shí)際情況自行設(shè)定,對(duì)到達(dá)預(yù)警值和值的監(jiān)測(cè)點(diǎn)能彈出窗口,并語音提示。值的設(shè)置有以下幾種方式:預(yù)警溫度(超上限)、溫度(超上上限)、某點(diǎn)溫度超三相溫度差別大(橫向?qū)Ρ瘸蓿?、某點(diǎn)溫度突然變化(趨勢(shì)超限)。
(4)可保存溫度數(shù)據(jù)和溫度、時(shí)間等參數(shù),實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)查詢。
3無線測(cè)溫技術(shù)優(yōu)點(diǎn)
(1)溫度傳感器采用無線傳輸技術(shù)發(fā)射數(shù)據(jù),比傳統(tǒng)接線方式更安全。采用傳統(tǒng)硬接線方式通信,不但接線復(fù)雜,而且會(huì)帶來干擾、高壓擊穿等危險(xiǎn)。電廠選擇無線傳輸技術(shù)采集斷路器溫度數(shù)據(jù),可簡(jiǎn)化現(xiàn)場(chǎng)硬配線,提高系統(tǒng)安全性能。
(2)現(xiàn)地設(shè)置集中顯示裝置,每個(gè)測(cè)溫通道可單獨(dú)設(shè)置預(yù)警、告警定值,并帶干接點(diǎn)輸出。為了便于收集斷路器溫度,在各配電室安裝集中顯示裝置。該裝置具有超溫聲光、干接點(diǎn)、巡檢等功能,各組被測(cè)點(diǎn)的名稱、溫度閥值可獨(dú)立設(shè)定,當(dāng)檢測(cè)到的溫度超過設(shè)定閥值時(shí),自動(dòng)發(fā)出過溫信息,并能根據(jù)不同的狀態(tài)調(diào)整告警級(jí)別(預(yù)警和緊急告警),快速通知檢修人員及時(shí)處理故障。
(3)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程服務(wù)器與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通信,方便上位機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控、查詢分析。通過開發(fā)、配置后臺(tái)服務(wù)器與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通信,實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控、查詢分析功能。通過對(duì)比能及時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行趨勢(shì),發(fā)現(xiàn)隱患并處理,有效避免超溫導(dǎo)致電氣設(shè)備絕緣老化擊穿引發(fā)短路、燒毀的事故及開關(guān)柜火災(zāi)的發(fā)生。
4安科瑞無線測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)及產(chǎn)品在開關(guān)柜中的應(yīng)用
4.1應(yīng)用場(chǎng)景
Acrel-2000T無線測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng),是我司根據(jù)電力設(shè)備安全性的要求,總結(jié)國內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),專門研制出的新一代無線測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有超溫告警等功能,可以幫助值班人員盡早發(fā)現(xiàn)問題,消除隱患,確保電力系統(tǒng)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。
4.2主要功能
電氣接點(diǎn)在線測(cè)溫裝置適用于高低壓開關(guān)柜內(nèi)電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開關(guān)、高壓電纜中間頭、干式變壓器、低壓大電流等設(shè)備的溫度監(jiān)測(cè),防止在運(yùn)行過程中因氧化、松動(dòng)、灰塵等因素造成接點(diǎn)接觸電阻過大而發(fā)熱成為安全隱患,提高設(shè)備安全保障,及時(shí)、持續(xù)、準(zhǔn)確反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),降低設(shè)備事故率。
數(shù)據(jù)采集與處理(模擬量、開關(guān)量、電度、SOE、定值)
控制操作(斷路器、隔離開關(guān)、分接頭、復(fù)歸)
及處理功能(設(shè)備狀態(tài)異常或故障、測(cè)量值越限,聲音、顏色、閃爍)
事件順序記錄SOE(分合閘記錄、保護(hù)及自動(dòng)裝置的動(dòng)作順序記錄)
遠(yuǎn)動(dòng)功能(為調(diào)度中心提供相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài))
時(shí)鐘同步(北斗GPS納秒級(jí),滿足間隔層子系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘誤差不大于1ms)
人機(jī)聯(lián)系與運(yùn)行管理(控制、查看、數(shù)據(jù)庫定義修改、確認(rèn)、二次開發(fā)、事故記錄檢索、在線設(shè)備管理)
與其他設(shè)備接口(微機(jī)保護(hù)、電力儀表、直流屏、故障錄波儀、模擬屏、調(diào)度)
4.3現(xiàn)場(chǎng)圖片
4.4測(cè)溫產(chǎn)品選型
5.結(jié)束語
洪江電廠廠用400V低壓系統(tǒng)改造中,建成了一套400V低壓大電流斷路器無線測(cè)溫系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)洪江電廠大部分大負(fù)荷斷路器的24小時(shí)不間斷監(jiān)測(cè),可及時(shí)發(fā)現(xiàn)廠用400V低壓系統(tǒng)重要斷路器的關(guān)鍵部位老化、插接不良、接頭松動(dòng)、表面氧化、電化腐蝕、過負(fù)荷等不安全運(yùn)行狀態(tài),提高了廠用400V低壓系統(tǒng)安全運(yùn)行水平。目前,該測(cè)溫系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,多次及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)旁動(dòng)力屏及直流盤室動(dòng)力盤斷路器發(fā)熱現(xiàn)象并進(jìn)行處理,確保了電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)
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