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產(chǎn)品分類摘要:隨著鋼鐵企業(yè)的快速發(fā)展,對電力的需求也越來越大。許多供電設備需要常年運行,而一些設備,如變壓器、傳輸電纜、高壓開關等連接部件容易因發(fā)熱而損壞。因此,如何對供電設備的溫度進行監(jiān)測,已成為鋼鐵企業(yè)發(fā)展中要解決的首要問題?;诖?,本文探討了無線測溫系統(tǒng)在高壓電氣設備中的應用,僅供參考。
關鍵詞:無線測溫系統(tǒng);高壓電氣;優(yōu)勢;溫度傳感器
0引言
隨著科技的不斷發(fā)展與進步,很多新興技術被應用到鋼鐵企業(yè)的電氣控制系統(tǒng)中。電力系統(tǒng)在運行的過程中會有大量的熱量產(chǎn)生。而如何調(diào)控整個系統(tǒng)的溫度是電力發(fā)展過程中首先要解決的問題。在變電站中,由于工作的特殊性,會涉及到許多重要的設備、儀器。而這些設備的造價較高,且大多使用壽命較長,在使用的過程中很容易出現(xiàn)設備損壞的情況。同時,由于在發(fā)電過程中會產(chǎn)生一定的熱量,若不能及時被疏散,將會引起局部的溫度過高,甚至引起火災,對員工和企業(yè)的生命以及財產(chǎn)安全帶來嚴重的威脅。
1無線測溫系統(tǒng)結(jié)構分析
無線測溫系統(tǒng)就是可以自主、實時的對溫度進行監(jiān)控,若發(fā)現(xiàn)溫度過高,便會給工作人員傳達信息,好讓工作人員可以及時的調(diào)控溫度。無線測溫系統(tǒng)由實時監(jiān)測溫度(溫度傳感器)和負責傳輸并顯示結(jié)果的兩個結(jié)構組成。其與以往常規(guī)的測溫系統(tǒng)相比,沒有具體的傳輸設備,優(yōu)勢在于利用無線的方式將信息進行傳達。溫度傳感器所處的位置一般在電纜接頭、高壓開關柜、保險絲等接口處,其能夠直接檢測此部分的溫度,之后將監(jiān)測的溫度結(jié)果借助無線技術傳輸、顯示在控制分析器件中。此外,高壓和低壓的各自工作部分需要采用電氣隔離,以保證測溫系統(tǒng)的安全性,規(guī)避漏電等危險事件的發(fā)生。而接收信息的部分則需安置在特定的位置,并設置多個信息傳導通道,以便及時接收并顯現(xiàn)出所接收到的溫度信息。此外,因為接收裝置以及傳導裝置所涉及的種類以及數(shù)量較多,所以還能夠分析處理溫度有關的信息,然后利用無線網(wǎng)絡將信息傳導給工作人員,進而完成對溫度的實時監(jiān)控。
1.1溫度傳感器
溫度傳感器主要是將溫度信號轉(zhuǎn)換成電信號,可以測量電路、邏輯控制電路、供電電源等,并具備防水防塵效果,可適應長時間工作。但要注意測量期間,需要將溫度傳感器與待測物體表面密切接觸(可采用耐高溫尼龍絲或粘貼的方法),減少測量誤差,并封裝高溫和高熱縮管,以適應高溫工作。此外,為了保證溫度傳感器的線性工作范圍,應選用-55~130℃的傳感器,并根據(jù)不同的工作場所、環(huán)境,合理的控制精準度和誤差。
1.2無線溫度檢測器
目前的無線溫度檢測器實現(xiàn)了多個信息接收通道,使其可以同時顯示、處理多個方位的監(jiān)測數(shù)據(jù)。在檢測器中,設有由工作人員預先設置的故障處理模塊和閾值判定模塊,一旦監(jiān)測的數(shù)據(jù)與設定的閾值不符合,則會直接傳輸至故障處理模塊。探測器將顯示警告字樣、高低電平、驅(qū)動報警指示燈、聲音等。此外,無效溫度檢測儀還可以進行信息傳輸,將數(shù)據(jù)線或串口/并行通信芯片連接到計算機上,可以遠程監(jiān)控,同時分析多種工況,以便及時發(fā)現(xiàn)異常情況,及時處理安全隱患。
1.3實時溫測軟件系統(tǒng)
實時溫測軟件系統(tǒng)的研發(fā),解決了人力匱乏的問題,減少了人員的工作量,并實現(xiàn)了實時溫度測量和實時數(shù)據(jù)處理、分析,將其與無線檢測系統(tǒng)相連,借助計算機實現(xiàn)顯示溫度、與歷史數(shù)據(jù)相比較、存儲數(shù)據(jù)、故障預警、設備運行狀態(tài)分析等功能,以便幫助工作人員及時明確目前測溫結(jié)果以及異常情況,確保各個設備正常的運轉(zhuǎn),此外,通過計算機的計算能力以及可視化能力,可以將溫度的變化生動顯示出來,使工作人員直觀的判斷出異常點,及時處理,便于維修。
2無線測溫系統(tǒng)技術的優(yōu)勢及應用范圍
2.1無線測溫系統(tǒng)的技術優(yōu)勢
(1)無線測溫系統(tǒng)抗干擾能力強,且具備低功耗、低成本、實時處理能力強、使用復雜度低等優(yōu)勢,其通信頻段一般在2.3~2.5GHz區(qū)間,處于高頻波段。
(2)無線測溫系統(tǒng)中的溫度傳感器裝有天線,不僅縮小了面積,同時還可以保證工作效率,即通訊效果,并提升了簡便性,方便安裝和使用,加上該測溫系統(tǒng)采用鋰電池供電,會*大限度延長壽命。
(3)無線測溫系統(tǒng)中的傳感器使用二進制編碼,處理分析更為方便。
(4)無線測溫系統(tǒng)中的溫度傳感器利用了無線傳輸技術,不再需要傳統(tǒng)的外置數(shù)據(jù)線,降低了漏電等安全風險,提升整體工作的安全性,同時也因為不需要留置外置數(shù)據(jù)線,使得目前的無線測溫系統(tǒng)具備較強的抗干擾能力,也不會受到振動、溫度、灰塵等外界影響,提高系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。
(5)無線測溫系統(tǒng)中的溫度傳感器與計算機相連,可以利用互聯(lián)網(wǎng)技術進行數(shù)據(jù)的分析和處理,*大限度的節(jié)省了人力,提升工作效率。
(6)信息傳導方面,無線測溫系統(tǒng)使用的是無線通信技術,操作難度小,且對能源的消耗較小,尤其是市場造價低,具有較強的經(jīng)濟效益。
2.2無線測溫系統(tǒng)的適用范圍
無線測溫系統(tǒng)中采用了ZiBee技術,尤為適用于短距離通信,且隨著技術的發(fā)展,使其工作范圍包括:35kV以下高壓開關、110kV以下地下電纜、多種接觸點、繼電器。并于使用過程中注意限制工作電壓。
3無線測溫系統(tǒng)應用實例
無線測溫系統(tǒng),作為21世紀電力行業(yè)的重要發(fā)展,自從問世以來,就在電氣行業(yè)中有很廣泛的應用,隨著無線測溫系統(tǒng)的不斷發(fā)展和完善,其工作的效率和產(chǎn)生的效益,被廣大企業(yè)所認可并青睞。雖然我國相比英美等發(fā)達國家腳部的趨勢。
實例一:
高壓開關柜即電路中的斷電保護器,多應用于高壓傳輸設備中的發(fā)電設備、變壓器、大功率負載、配電器、傳輸線纜中,傳統(tǒng)電氣行業(yè)中,可以通過較多的設備來輔助電路控制,其中*為常見的就是對于電路斷電保護系統(tǒng),即在電路運轉(zhuǎn)達到某種負荷或溫度過高時,該系統(tǒng)可以自動切斷電路供應,預防發(fā)生安全事故,這說明,在高壓設備中,各個接口都是預先固定好的,且位置隱秘,更換困難,隨著時間推移,故障發(fā)生率提升,并增加電阻,產(chǎn)生較多熱量,形成惡性循環(huán),降低安全性。如果采用人工測量溫度的方式,無法獲取實時的信息,還易因經(jīng)驗的差異性,忽略潛在的問題,不能及時辨別安全隱患,從而造成安全事故,因此,為了規(guī)避這一不良風險,應引入無線溫度在線監(jiān)測系統(tǒng),如河北宣化鋼鐵集團一樣,從而實現(xiàn)對變電站高壓開關柜內(nèi)觸電和電纜接頭溫度的實時監(jiān)測,及時發(fā)現(xiàn)異常情況,及時對異常溫度過熱的情況進行處理,保證安全性,降低安全事故的發(fā)生率。
實例二:
某化工集團備有30MW、60MW、13.5MW不同功率的發(fā)電機組,數(shù)量1~3臺,作用:工廠供水、供電、供暖,由于負荷較大,且隨著近幾年工廠用電需求增多,電氣設備不斷的改造,進一步增加了用電的負荷量,從而使得該企業(yè)在多年以前檢修時發(fā)現(xiàn)發(fā)電組接線部分因過熱而產(chǎn)生的一定程度損壞,增加安全隱患。之后該企業(yè)投入了無線測溫系統(tǒng),將溫度傳感器系統(tǒng)與計算機相連接,實現(xiàn)了實時監(jiān)測的情況,以便于工作人員及時掌握設備的實時情況,對于異?,F(xiàn)象及時處理,及時排查安全隱患,保證該企業(yè)工廠的安全。
4應用場所
適合在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、鋼廠、化工、水泥、數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院、機場、電廠、煤礦等廠礦企業(yè)、變配電所等電力設備的溫度監(jiān)測。
5系統(tǒng)結(jié)構
溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構圖
6系統(tǒng)功能
測溫系統(tǒng)主機Acrel-2000T安裝于值班監(jiān)控室,可以遠程監(jiān)視系統(tǒng)內(nèi)所有開關設備運行溫度狀態(tài)。系統(tǒng)具有以下主要功能:
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)。
2)溫度曲線:查看每個測溫點的溫度趨勢曲線。
3)運行報表:查詢及打印各測溫點時間的溫度數(shù)據(jù)。
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。
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。
7系統(tǒng)硬件配置
溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由設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)關以及站控層的測溫系統(tǒng)主機組成,實現(xiàn)變配電系統(tǒng)關鍵電氣部位的溫度在線監(jiān)測。
名稱 | 外形 | 型號 | 參數(shù)說明 |
系統(tǒng)組態(tài)軟件 | Acrel-2000/T | 硬件:內(nèi)存4G,硬盤500G,以太網(wǎng)口。 顯示器:21寸,分辨率1280*1024。 操作系統(tǒng):Windows764位簡體中文旗艦版。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng):MicrosoftSQLServer2008R2。 通訊協(xié)議:IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、ModbusRTU、ModbusTCP等國際標準通信規(guī)約 | |
智能通信管理機 | Anet-2E4SM | 通用網(wǎng)關,2路網(wǎng)口,4路RS485,可選配1路LORA,帶電告警功能,支持485,4G從模塊擴展。 | |
無線測溫集中采集設備 | Acrel-2000T/A | 壁掛式安裝 標配一路485接口、一路以太網(wǎng)口 自帶蜂鳴器告警 柜體尺寸480*420*200(單位mm) | |
Acrel-2000T/B | 硬件:內(nèi)存4G,硬盤128G,以太網(wǎng)口 顯示器:12寸,分辨率800*600 操作系統(tǒng):Windows7 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng):MicrosoftSQLServer2008R2 可選Web平臺/APP服務器 柜體尺寸為480*420*200(單位mm) | ||
顯示終端 | ATP007 ATP010 | DC24V供電;一路上行RS485接口;一路下行RS485接口; 可接收20個ATC200/1個ATC400/1個ATC450-C。 | |
ARTM-Pn | 面框96*96*17mm,深度65mm;開孔92*92mm; AC85-265V或DC100-300V供電; 一路上行RS485接口,Modbus協(xié)議; 可接收60個ATE100/200/300/400;配套ATC200/300/450。 | ||
ASD320 ASD300 | 面框237.5*177.5*15.3mm,深度67mm;開孔220*165mm; AC85-265V或DC100-300V供電; 一路上行RS485接口,Modbus協(xié)議; 可接收12個ATE100/200/300/400;配套ATC200/300/450。 | ||
智能溫度巡檢儀 | ARTM-8 | 開孔88*88mm嵌入式按照; AC85-265V或DC100-300V供電; 一路上行RS485接口,Modbus協(xié)議; 可接入8路PT100傳感器,適用于低壓開關柜電氣接點、變壓器繞組、點擊繞組等場合的測溫; | |
ARTM-24 | 35MM導軌安裝; AC85-265V或DC100-300V供電; 一路上行RS485接口,Modbus協(xié)議; 24路NTC或PT100、1路溫濕度測溫、2路繼電器告警輸出,用于低壓電氣接點、變壓器繞組、點擊繞組等場所測溫; | ||
無線收發(fā)器 | ATC450-C | 可接收60個ATE100/ATE100M/ATE200/ATC400/ATE100P/ATE200P傳感器數(shù)據(jù)。 | |
ATC600 | ATC600有兩種規(guī)格;ATC600-C可接收240個ATE100/ATE100M/ATE200/ATC400/ATE100P/ATE200P傳感器數(shù)據(jù)。ATC600-Z做中繼透傳。 | ||
電池型無線測溫傳感器 | ATE100M | 電池供電,壽命≥5年;-50℃~+125℃; 精度±1℃;470MHz,空曠距離150米; 32.4*32.4*16mm(長*寬*高)。 | |
ATE200 | 電池供電,壽命≥5年;-50℃~+125℃; 精度±1℃;470MHz,空曠距離150米; 35*35*17mm,L=330mm(長*寬*高,三色表帶)。 | ||
ATE200P | 電池供電,壽命≥5年;-50℃~+125℃; 精度±1℃;470MHz,空曠距離150米,防護等級IP68;35*35*17mm,L=330mm(長*寬*高,三色表帶)。 | ||
CT取電型無線測溫傳感器 | ATE400 | CT感應取電,啟動電流≥5a;-50℃~125℃;精度±1℃470MHz,空曠距離150米; 合金片固定、取電;三色外殼;25.82*20.42*12.8mm(長*寬*高)。 | |
有線溫度傳感器 | PT100 | 用于低壓接點測溫時,具體封裝、精度、線制、線材、線長與供應商聯(lián)系; 用于變壓器、電機繞組測溫時,建議變壓器或電機內(nèi)部預埋好Pt100 | |
NTC | 用于低壓接點測溫時,具體封裝、精度、線制、線材、線長與供應商聯(lián)系; 用于變壓器、電機繞組測溫時,建議變壓器或電機內(nèi)部預埋好 |
8結(jié)語
傳統(tǒng)電氣設備無法實現(xiàn)實時溫度監(jiān)測,也不具備全自動溫度監(jiān)測,設備落后,難以及時辨別異常溫度升高的情況,降低工作效率,加上部分電氣設備中的溫度監(jiān)測是定制完成,統(tǒng)一規(guī)格,導致應用范圍狹窄,并且缺乏測溫的統(tǒng)一規(guī)定,導致通用型不強,尤其是零件出現(xiàn)故障、損害后,難以替換,從而影響推廣性。因此,要想進行溫度監(jiān)測的技術革新,就需要結(jié)合目前實際情況,包括:高壓電氣企業(yè)的電站設備、溫度監(jiān)測需求等,制定出符合實際情況的全自動化溫度監(jiān)測系統(tǒng),確保高壓電氣設備周期的穩(wěn)定運行。無線測溫系統(tǒng)又稱“無線溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)",其具備實時在線監(jiān)測、工作環(huán)境惡劣、安裝方便、預警及時等特點,可以有效保證高壓電氣設備的安全性。無線測溫系統(tǒng)由無線溫度傳感器、測溫通信終端(溫度接收儀)、溫度監(jiān)測預警工作站三部分組成,其中,無線溫度傳感器可以測量接觸點的溫度,無線溫度接收儀負責接收各無線溫度傳感器(探頭)測量和發(fā)送出的溫度數(shù)據(jù),通過總線連接,將數(shù)據(jù)上傳至管理計算機,響應管理軟件命令,而工作站系統(tǒng)屬于無線測溫客戶端軟件,可以便于實時觀察到監(jiān)測的結(jié)果,包括溫度數(shù)據(jù)的變化曲線,以便及時發(fā)現(xiàn)溫度過熱、或急劇升溫到設置報警溫度立即報警。因此,在無線測溫系統(tǒng)的干預下,工作人員可以及時明確溫度測量結(jié)果,發(fā)現(xiàn)溫度變化,及時鑒別安全隱患,并處理,保證生產(chǎn)設備的效率以及安全性能,此外,無線傳輸技術摒棄了外置數(shù)據(jù)線,*大限度減少了傳輸過程中的電容、電感耦合,提升了高壓電氣設備的使用安全性。并且隨著該項技術的不斷普及,無線測溫系統(tǒng)已經(jīng)不局限于電氣企業(yè)中,于各行各業(yè)都有了廣泛的推廣,在其作用下,工作人員可以進行嚴格監(jiān)管,通過遠程監(jiān)控,對溫度進行高效管理,*大限度的推動了我國的經(jīng)濟發(fā)展。
參考文獻
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