摘要：現(xiàn)階段,，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步使得人們對(duì)供電服務(wù)質(zhì)量的要求越來(lái)越高,。高壓開關(guān)柜是配電系統(tǒng)中非常重要的組成部分，具有顯著的安全性與經(jīng)濟(jì)性,，受到了各界的廣泛關(guān)注,。基于此,，圍繞10kV高壓開關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫技術(shù)的具體應(yīng)用,，介紹10kV高壓開關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫技術(shù)的特點(diǎn)與工作原理，歸納無(wú)線測(cè)溫技術(shù)在10kV高壓開關(guān)柜中的具體應(yīng)用,。
關(guān)鍵詞：10kV高壓柜,；無(wú)線測(cè)溫設(shè)備；電氣設(shè)備維護(hù)
0.前言
電力設(shè)備是將電能平穩(wěn)輸送到千家萬(wàn)戶的基本保證,。10kV高壓開關(guān)柜是整個(gè)配電系統(tǒng)中的重要電氣設(shè)備,。配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行及優(yōu)良的供電質(zhì)量，都依賴高壓開關(guān)柜的可靠性,。因此,，急需對(duì)高壓開關(guān)柜的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及日常的正常使用展開系統(tǒng)化和的分析，在不斷實(shí)踐的過(guò)程中積累成功的經(jīng)驗(yàn),，確?？梢酝咨铺幚砀邏洪_關(guān)設(shè)備異常狀況。
1.10kV高壓開關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)
1.1整體設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)選用KYN型開關(guān)柜,，其中K指鎧裝式金屬封閉開關(guān)設(shè)備,，Y指移開式結(jié)構(gòu)，N指戶內(nèi)裝置,。依照該高壓開關(guān)柜安全運(yùn)行要求,，無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)需考慮系統(tǒng)體積、絕緣性能,、可靠性能以及經(jīng)濟(jì)成本等方面,。因此，這一系統(tǒng)的設(shè)計(jì)共可分為高壓側(cè)發(fā)電端,、低壓側(cè)發(fā)電端以及上位機(jī)數(shù)據(jù)處理控制3個(gè)部分,。設(shè)計(jì)KYN型開關(guān)柜需要6個(gè)梅花觸頭,，同時(shí)需要提供拉按壓數(shù)據(jù)傳輸渠道，因此使用CT互感器作為高壓側(cè)電源,，利用溫度傳感器監(jiān)測(cè)觸頭的溫度,。該系統(tǒng)能夠感應(yīng)觸頭溫度的變化，如圖1所示,。
圖110kV高壓開關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)
1.2溫度傳感器的選用
工業(yè)場(chǎng)所中使用的溫度傳感器主要包括熱電偶溫度傳感器,、熱電阻溫度傳感器、熱敏電阻溫度傳感器以及集成溫度傳感器4種類型,。每一種溫度傳感器都有屬于自己的溫度測(cè)量范圍,，可以良好適應(yīng)溫度變化的環(huán)境?？紤]到系統(tǒng)設(shè)計(jì)的成本與難度,，10kV高壓開關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)選用溫度傳感器。這是一種集成式溫度傳感器,，具有價(jià)格低廉,、使用便捷、測(cè)量精度高,、測(cè)溫電路簡(jiǎn)單,、便于擴(kuò)展以及占用口線較少等優(yōu)點(diǎn)。這種集成式的溫度傳感器能夠?yàn)楦邏洪_關(guān)柜的安全運(yùn)行提供保障,。
1.3高低壓測(cè)信號(hào)傳輸方式選擇
為了確保10kV高壓開關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理,，需選擇科學(xué)實(shí)用的無(wú)線信號(hào)傳輸方式。常見的無(wú)線信號(hào)傳輸方式有藍(lán)牙技術(shù),、IEEE802.11,、紅外技術(shù)以及Zigbee技術(shù)等?？紤]到這些技術(shù)的抗干擾性能,、功耗以及標(biāo)準(zhǔn)，選擇藍(lán)牙技術(shù)作為10kV高壓開關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的無(wú)線信號(hào)傳輸方式,。
1.4高壓側(cè)供電方式選擇
實(shí)用的高壓側(cè)電路供電電源需要具備持續(xù)不斷的供電性,、較強(qiáng)的抗干擾能力、穩(wěn)定的輸出以及較小的體積,。通過(guò)研究激光供電,、太陽(yáng)能供電、電池供電以及CT互感電源供電發(fā)現(xiàn),，CT互感器電源供電可以切實(shí)滿足高壓側(cè)電路的要求,，同時(shí)在使用環(huán)境、應(yīng)用成熟度與結(jié)構(gòu)安全等方面具備較大的使用優(yōu)點(diǎn)。因此,，10kV高壓開關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)選用CT互感器電源作為供電方式。
2.10kV開關(guān)柜無(wú)源無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)框架分析
高壓設(shè)備無(wú)源無(wú)線溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的預(yù)警系統(tǒng)主要由采集設(shè)備和軟件系統(tǒng)構(gòu)成,。系統(tǒng)使用樹狀網(wǎng)絡(luò)式結(jié)構(gòu),。各級(jí)變電站中的高壓室為一層，將無(wú)源無(wú)線溫度傳感采集設(shè)備安裝在高壓室中的每一個(gè)封閉式開關(guān)柜內(nèi),，主要包含6個(gè)無(wú)源無(wú)線溫度傳感器和1個(gè)無(wú)線測(cè)溫終端機(jī),。將6個(gè)傳感器分別安裝在比較容易發(fā)熱的接觸點(diǎn)位置，如出線接頭,、梅花觸頭以及進(jìn)線接頭等,。終端機(jī)安裝在開關(guān)柜內(nèi)的低壓室中。二層是變電站,。在每個(gè)變電站安置1個(gè)無(wú)線測(cè)溫前置機(jī),，收集各采集終端機(jī)設(shè)備的數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)打包整體經(jīng)由IP網(wǎng)絡(luò)輸送至巡檢中心,。第三層是巡檢中心,。每個(gè)巡檢中心需要配置1臺(tái)監(jiān)控服務(wù)器，以顯示并處理各變電站內(nèi)高壓設(shè)備的溫度數(shù)據(jù),。如果有必要,，各巡檢中心還可以把溫度信號(hào)傳輸至電力公司的主站服務(wù)器。第四層是系統(tǒng)的主站服務(wù),。主站服務(wù)器可以為后臺(tái)服務(wù)人員提供的溫度信息,，以便工作人員及時(shí)做出有效的安排與處理。
鎧裝開關(guān)柜電氣設(shè)備無(wú)源無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的功能是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度,，以保證預(yù)警與報(bào)警雙重功能設(shè)置,。同時(shí)，這種系統(tǒng)操作簡(jiǎn)潔且數(shù)據(jù)顯示形象多元,，具體功能主要由第三層與第四層實(shí)現(xiàn),。它的功能主要包括以下4個(gè)方面。24h監(jiān)測(cè)高壓開關(guān)柜的溫度變化,，以及時(shí)對(duì)缺陷故障做出判斷,。保存電氣設(shè)備的歷史溫度數(shù)值，便于后續(xù)的比較與分析,。統(tǒng)計(jì)分析溫度數(shù)據(jù),，同時(shí)繪制相關(guān)的數(shù)據(jù)圖表，便于查看,。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度值是否處于高溫預(yù)警狀態(tài),。
3.10kV高壓開關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的調(diào)試應(yīng)用
3.1系統(tǒng)調(diào)試
硬件與軟件的調(diào)試將對(duì)10kV高壓開關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)自身真正發(fā)揮功能具有關(guān)鍵性作用。因此，相關(guān)人員積重視各功能模塊的調(diào)試,。
3.1.1硬件調(diào)試
系統(tǒng)硬件調(diào)試的流程是PCB裸板測(cè)試,、上電操作、源調(diào)試以及主芯片硬件調(diào)試,，如表1所示,。
表110kV高壓開關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)硬件調(diào)試
3.1.2軟件調(diào)試
系統(tǒng)的軟件調(diào)試主要包含溫度采集調(diào)試模塊、藍(lán)牙通信調(diào)試模塊以及LCD顯示調(diào)試3方面內(nèi)容,。溫度采集模塊的作用是對(duì)比溫度數(shù)值變化來(lái)判別測(cè)溫程序是否正常運(yùn)行,。藍(lán)牙通信模塊的調(diào)試主要由兩部分組成：一部分是高壓側(cè)單獨(dú)調(diào)試，以串口助手為支撐,，以驗(yàn)證PC接收到的數(shù)據(jù)是否正確,；另一部分是對(duì)高壓側(cè)向低壓側(cè)輸送數(shù)據(jù)的調(diào)試，借助串口助手向PC進(jìn)行傳輸以驗(yàn)證其正確性,。LCD顯示調(diào)試需要依照控制時(shí)序,。10kV高壓開關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)真正投入使用，需要完成硬件與軟件的調(diào)試,。
3.2具體應(yīng)用
為了驗(yàn)證 10kV 高壓開關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的有效性,，在經(jīng)常發(fā)生高壓開關(guān)柜發(fā)熱問(wèn)題的變電站展開應(yīng)用。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試,、溫度初次測(cè)量以及初次軟件測(cè)試后,，綜合分析其測(cè)試結(jié)果，評(píng)估變電站應(yīng)用開關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的使用效果,。結(jié)合3個(gè)月的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,，表明設(shè)計(jì)的10kV高壓開關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)具有有效性和實(shí)用性，可妥善解決與處理干擾變電站多年的高壓開關(guān)柜發(fā)熱問(wèn)題,。
3.3效益分析
一方面,，無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)可以持久不間斷地監(jiān)測(cè)開關(guān)柜的溫度，及時(shí)收集并發(fā)送準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),，以免電氣設(shè)備由于溫度過(guò)高而導(dǎo)致電網(wǎng)出現(xiàn)故障,。同時(shí)，該系統(tǒng)可以提供及時(shí)的報(bào)警提示,，確保工作人員時(shí)間解決出現(xiàn)的異常問(wèn)題,，以免造成嚴(yán)重?fù)p失。另一方面,，無(wú)源無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)可以將傳統(tǒng)的被動(dòng)檢修轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)檢修,，依次為狀態(tài)檢修準(zhǔn)備數(shù)據(jù)資料，確保電網(wǎng)運(yùn)行的安全性與可靠性,。
4.安科瑞無(wú)線測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)及在線測(cè)溫產(chǎn)品介紹
4.1概述
開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是基于470MHz無(wú)線測(cè)溫技術(shù)開發(fā)的針對(duì)開關(guān)柜進(jìn)行測(cè)溫的系統(tǒng),，可對(duì)開關(guān)柜分別為母線排,、上下觸頭、電纜接頭,，柜體表面等部位溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),，方便運(yùn)維人員及遠(yuǎn)程監(jiān)控中心掌握現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行情況。
4.2應(yīng)用場(chǎng)所
變電所,，配電室,，箱變等
配電室箱變數(shù)據(jù)中心機(jī)房
4.3系統(tǒng)架構(gòu)
開關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)由無(wú)線溫度傳感器、測(cè)溫通訊終端（溫度顯示儀）,、溫度監(jiān)測(cè)預(yù)警工作站三部分組成,，
4.4系統(tǒng)功能
4.4.1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
Acrel-2000T無(wú)線測(cè)溫監(jiān)控軟件人機(jī)界面友好,，能夠以配電一次圖的形式直觀顯示各測(cè)溫節(jié)點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)及有關(guān)故障,、告警等信息。
4.4.2溫度查詢
溫度歷史曲線（1分鐘,、5分鐘,、60分鐘可選）：
4.4.3運(yùn)行報(bào)表
查詢各回路設(shè)備運(yùn)行溫度報(bào)表。
4.4.4實(shí)時(shí)報(bào)警
壁掛式無(wú)線測(cè)溫監(jiān)控設(shè)備具有實(shí)時(shí)報(bào)警功能,，設(shè)備能夠?qū)囟仍较薜仁录l(fā)出警告,。設(shè)備提供以下幾種告警方式：
1）彈出事件報(bào)警窗口。
2）實(shí)時(shí)語(yǔ)音報(bào)警功能,，能夠?qū)λ惺录l(fā)出語(yǔ)音告警,。
3）短信警告?？梢韵虬l(fā)送告警信息短信（需選配）,。
4.4.5歷史告警查詢
Acrel-2000T無(wú)線測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)λ懈婢录涗涍M(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶對(duì)系統(tǒng)和告警等事件進(jìn)行歷史追溯,，查詢統(tǒng)計(jì),、事故分析。
4.4.6用戶權(quán)限管理
Acrel-2000T無(wú)線測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,，設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能,。通過(guò)用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如數(shù)據(jù)庫(kù)修改等）?？梢远x不同級(jí)別用戶的登錄名,、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行,、維護(hù),、管理提供可靠的安全保障。
4.4.7定值設(shè)置
用于修改高溫定值,、超溫定值,。
WEB，手機(jī)APP（可選）：
通過(guò)和手機(jī)APP展示頁(yè)面顯示變電站數(shù)量、變壓器數(shù)量,、監(jiān)測(cè)點(diǎn)位數(shù)量等概況信息,，設(shè)備溫度、通信狀態(tài),，用電分析和事件記錄,。
4.5.產(chǎn)品選型
4.5.1無(wú)線測(cè)溫傳感器選型
4.5.2收發(fā)器選型
4.6典型配置方案
4.6.1高低壓柜內(nèi)電氣接點(diǎn)無(wú)線測(cè)溫（單柜就地顯示）
a）配置方案
說(shuō)明：ARTM-Pn通過(guò)RS485接口連接ATC實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜溫度集中顯示，可接收60只無(wú)線溫度傳感器 ATE100/100M/200/400/100P/200P,。
b）安裝實(shí)例
ARTM-PnATE100接點(diǎn)測(cè)溫ATE200母排測(cè)溫ATE400斷路器觸頭測(cè)溫
4.6.2高壓柜內(nèi)電氣接點(diǎn)無(wú)線測(cè)溫帶操顯功能（單柜就地顯示）
a）配置方案
說(shuō)明：ASD320通過(guò)RS485接口連接ATC實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜溫度集中顯示,，可接收12只無(wú)線溫度傳感器ATE100/100M/200/400/100P/200P。
b）安裝實(shí)例
ASD320ATE200觸頭測(cè)溫ATE400母排測(cè)溫ATE100M柜體測(cè)溫
4.6.3高低壓柜內(nèi)電氣接點(diǎn)無(wú)線測(cè)溫（集中就地顯示/就地?zé)o顯示）
a）配置方案
說(shuō)明：觸摸屏通過(guò)RS485接口連接ATC實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜溫度集中顯示,，可接收240只無(wú)線溫度傳感器 ATE100/100M/200/400/100P/200P,。如果現(xiàn)場(chǎng)不需要就地顯示，可以直接通過(guò)ATC的RS485接口,，把數(shù)據(jù)傳送到值班室的遠(yuǎn)程溫度監(jiān)控系統(tǒng),。
b）安裝實(shí)例
ATP070ATCATE200接點(diǎn)測(cè)溫ATE200電容器表面測(cè)溫
4.6.4就地壁掛式集中顯示方案（適用于改造，不方便在柜子上加裝顯示屏的現(xiàn)場(chǎng)）
方案一：Acrel-2000T/A就地集中顯示：
說(shuō)明：Acrel-2000/A通過(guò)RS485接口連接ATC實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜溫度集中顯示,，可接收240只無(wú)線溫度傳感器ATE100/100M/200/400/100P/200P,。
方案二：Acrel-2000T/B就地集中顯示：
說(shuō)明：Acrel-2000T/B不僅可以通過(guò)RS485連接多種ATC收發(fā)器接收所有型號(hào)傳感器實(shí)現(xiàn)集中顯示，還可以通訊連接配電室內(nèi)無(wú)線測(cè)溫相關(guān)就地顯示裝置實(shí)現(xiàn)集中顯示,，同時(shí)還可以連接配電室內(nèi)智能操控,、微機(jī)保護(hù)、電力儀表等電力監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè),。
4.6.5低壓電氣接點(diǎn)有線測(cè)溫,、變壓器繞組測(cè)溫
a）配置方案
說(shuō)明：ARTM-8溫度巡檢儀可配8路Pt100傳感器,，有線連接,，Pt100傳感器客戶自配，測(cè)量低壓電氣接點(diǎn)時(shí)Pt100傳感器需做好絕緣處理,。
b）安裝實(shí)例
ARTM-8PT100
5.結(jié)語(yǔ)
10kV 高壓開關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫技術(shù)的使用可以推動(dòng)我國(guó)電力事業(yè)的進(jìn)步,。10kV 高壓開關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)針對(duì)各類高壓開關(guān)柜事故具有良好的預(yù)防效果,，因此在變電站的具體項(xiàng)目建設(shè)中需要具備堅(jiān)實(shí)的理論知識(shí)，以確保 10kV 高壓開關(guān)柜安全穩(wěn)定運(yùn)行,。
參考文獻(xiàn)
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[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2020.06月版.
作者簡(jiǎn)介：侯文莉，女,，安科瑞電氣股份有限公司,，主要從事無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用
