周穎

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘 要：海上石油平臺的封閉式中高壓配電盤在平臺電力系統(tǒng)起著十分重要的作用,，通過統(tǒng)計其配電盤的 大部分故障為前期的熱效應引起,，由于配電盤內部空間封閉狹小，所以無法進行人工巡查測溫,，這給油田的供電系統(tǒng)埋下了一定的潛在隱患,。因此，基于油田利用ZigBee 無線傳感技術進行實時檢測時配電盤內重要節(jié)點的溫度變化,，可提前發(fā)現隱患并采取有效的措施進行預防維護,，從而減少損失。

關鍵詞：ZigBee,；配電盤,；無線測溫；石油平臺

引言

  隨著國際油價的上下起伏,，海上石油平臺的產量任務壓力日益增加,，所以，對海上石油平臺電網的穩(wěn)定性要求越來越高,，而海上石油平臺的中高壓配電盤大部分采用全封閉式結構,，全封閉式的高壓配電盤長期處于高負荷的運行狀態(tài)，散熱效果差,，易造成熱量集結加劇,，溫升直接損害電氣設備的電氣絕緣能力，常出現電氣接頭表面氧化腐蝕,、緊固螺栓松動,、觸點和母線排連接處老化等問題，埋下了較大的隱患,。因此,，如果能有效監(jiān)控中高壓配電盤母排、電纜接頭,，則可以杜絕因配電盤內部過熱而導致的火災,，防止出現大面積停電事故，保證油田的可靠,、穩(wěn)定運行,。同時，隨著社會經濟和科學技術的發(fā)展,，物聯網技術實現了飛快發(fā)展,，為電力無線測溫系統(tǒng)的實現提供了可能。

1 *性探討

  無線測溫采用了溫度數據無線傳輸的方式,，利用無線聯網的方式,，一點對應多點，避免了施工周期長、施工復雜,、效率低等問題,，特別是針對海上石油平臺交通不便、空間狹小,、空氣潮濕環(huán)境的應用,，不僅降低了成本，而且使測溫系統(tǒng)結構簡單明了,，同時,，其測溫模塊具有良好的絕緣性，不會影響高壓開關柜高,、中壓室本身的絕緣性能,，保證了配電盤的正常運行。無線傳感器因其體積小,，可以方便地安裝在中高壓配電盤觸頭或母排表面,，尤其是安裝在設備上容易發(fā)熱故障的區(qū)域，同時,，無線傳感器能較為準確地反映設備運行時的溫度信息,，并使測量到的溫度數據具有很強的實時性，無線測溫系統(tǒng)也具備抗電磁干擾措施,，保證此測溫系統(tǒng)的可靠性,。

2 特點和組成

  通過對無線通信藍牙、WiFi,、ZigBee,、UWB、FM 等的比較,，結合海上石油平臺自身環(huán)境的特點,，油田采用iSTM400智能無線測溫裝置系統(tǒng)，其裝置系統(tǒng)是專門開發(fā)于高壓帶電體的運行溫度實時監(jiān)測,，采用接觸式數字式溫度傳感器,，ZigBee技術無線數據傳輸，低功耗設計,、采用取能線圈供電等技術,，實現了在線,、實時,、智能決策的無線溫度監(jiān)測，且系統(tǒng)具有高壓隔離,、多種告警遠傳手段,、監(jiān)測數據后臺智能處理等特點。

  iSTM400智能無線測溫裝置由iSTM400-M總控主機、iSTM-T3接收分機,、iSTM-S3溫度采集模塊構成,，1臺iSTM400-M總控主機可監(jiān)測15臺開關柜。

2.1 iSTM400-M 總控主機

  接收iSTM-T3接收分機發(fā)出的信號,，并將接收的信號進行轉換,，并顯示在LED的顯示屏上，直觀顯示斷路器觸頭,、設備和母線溫度的具體位置及名稱,，實時、連續(xù)的溫度監(jiān)測具有警報輸出功能和警報音響,，具備記錄32個事件的SOE功能,，可以在線查詢超溫警報的時間、日期并保存歷史數據,，數據可作為運行經驗的積累和事故分析的依據,。此外，還具有溫度和溫升2種顯示模式,，方便用戶查閱和管理,。

2.2 iSTM-T3 接收分機

  iSTM-T3接收分機專門應用于iSTM400，其接收對應開關柜相應的無線測溫采集模塊（測溫傳感器）的實時溫度數據,，并轉發(fā)至iSTM400-M總控主機,。

2.3 無線溫度采集模塊iSTM-S3

  無線傳感器內部經過特殊工藝處理，溫度采集模塊由CT電流互感器,、濾波整流保護電路,、穩(wěn)壓電路、溫度測量,、通訊電路等組成,，應用于測量開關柜斷路器靜觸頭接點的溫度，采用 ZigBee無線傳輸方式,，傳感器采用高壓側自具電源,，在一次電流≥50A 時均可正常運作，無需外加電源,，具體如圖 1 所示,。

圖1 無線溫度采集模塊（測溫傳感器）iSTM-S3 安裝示意圖

3 海上石油平臺無線測溫系統(tǒng)的應用

  海上石油平臺某油田應用了iSTM400智能無線測溫裝置系統(tǒng)，在停產檢修期間進行施工,，總共對VCB101～104,、VCB108～110、VCB112～114,、高壓 PT 柜,、1#PT 柜,、2#PT柜等共13面進行了無線測溫采集模塊的安裝，在VCB105和VCB108內的控制室安裝完成iSTM-T3 接收分機,，在主開間上位機機柜內安裝完成iSTM400-M總控主機,，*搭建起了覆蓋中高壓母排和觸頭的無線測溫系統(tǒng)，對上下觸點和母排進行溫度的實時監(jiān)測顯示及告警,。某油田無線測溫裝置系統(tǒng)拓撲圖如圖 2 所示,。

圖2 某油田無線測溫裝置系統(tǒng)拓撲圖

  通過系統(tǒng)的*搭建，iSTM400-M總控主機顯示屏每5s切換1個測溫盤柜,，并循環(huán)顯示,，同時，操作人員也可以設定警報溫度,，一旦測量溫度超過報警溫度,，顯示屏會立即發(fā)出警報信號，并鎖定警報盤柜及溫度顯示,，確保運行人員了解警報盤柜的溫度,，采取有效措施防止故障進一步擴大，同時,，在測溫方面通過現場實際測溫與系統(tǒng)顯示溫度比對,，其誤差在±1 ℃，滿足現場的使用需求,。iSTM400-M總控主機顯示屏顯示數據如圖 3 所示,。

圖3 iSTM400-M 總控主機顯示屏顯示數據

4安科瑞無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)及產品在開關柜中的應用

4.1應用場景

  Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)，是我司根據電力設備可靠性的要求,，總結國內外的研究和生產的*經驗,，專門研制出的新一代無線測溫監(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)現問題,，消除隱患，確保電力系統(tǒng)的可靠運行,。為電力設備的可靠,、經濟、可靠運行提供了全新的解決方案,。

4.2主要功能

  電氣接點在線測溫裝置適用于高低壓開關柜內電纜接頭,、斷路器觸頭、刀閘開關,、高壓電纜中間頭,、干式變壓器、低壓大電流等設備的溫度監(jiān)測,，防止在運行過程中因氧化,、松動、灰塵等因素造成接點接觸電阻過大而發(fā)熱成為可靠隱患,，提高設備可靠保障,，及時、持續(xù),、準確反映設備運行狀態(tài),，降低設備事故率。

數據采集與處理（模擬量,、開關量,、電度、SOE,、定值）

控制操作（斷路器,、隔離開關、分接頭,、復歸）

警報及處理功能（設備狀態(tài)異?；蚬收稀y量值越限,，聲音,、顏色、閃爍）

事件順序記錄SOE（分合閘記錄,、保護及自動裝置的動作順序記錄）

遠動功能（為調度室提供相關運行數據和設備狀態(tài)）

時鐘同步（北斗納秒級,，滿足間隔層子系統(tǒng)標準時鐘誤差不大于1ms）

人機聯系與運行管理（控制、查看,、數據庫定義修改,、警報確認、二次開發(fā),、事故記錄檢索,、在線設備管理）

與其他設備接口（微機保護、電力儀表,、直流屏,、故障錄波儀、模擬屏,、調度）

4.3現場圖片

4.4測溫產品選型

5 結束語

  海上石油平臺封閉式中高壓配電盤無線測溫系統(tǒng)有效地解決了現有開關柜傳統(tǒng)測溫技術存在的不足,，實現了封閉式開關柜發(fā)熱的接點部位和母排整體情況的實時在線監(jiān)測，避免了因負荷變化而引起的設備過熱,，進而造成設備損壞的情況,，達到了在線監(jiān)測的目的。同時,，無線測溫系統(tǒng)的安裝和應用保證了運行人員對封閉式中高壓配電盤運行狀態(tài)的掌握,，實現了檢修人員從計劃檢修到預防性檢修的轉變,，大大降低了非計劃性關停發(fā)生的概率，保證了海上石油平臺電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性,、可靠性,。

參考文獻

[1]苑舜.高壓開關設備狀態(tài)監(jiān)測與診斷技術［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2001.

[2]劉詩揚,，張樹健海上石油平臺封閉式中高壓配電盤無線測溫系統(tǒng)的應用研究［J］

[3]安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊.2022.5月版.

作者介紹：

周穎,，女，本科  安科瑞電氣股份有限公司,，主要研究方向為智能電網供配電