摘(zhāi)要(yào)：本(běn)文結(jié)合(hé)電(diàn)網(wǎng)係統中(zhōng)封閉(bì)式(shì) 10kV 高(gāo)壓開(kāi)關櫃的工(gōng)程(chéng)應用需(xū)求，提出新型無(wú)源(yuán)無(wú)綫溫度傳感方(fāng)法和開關(guān)櫃無綫(xiàn)測(cè)溫智能監(jiān)控係(xì)統的(dí)監測(cè)技(jì)術，末尾(wěi)結合變電(diàn)站(zhàn)的掛網(wǎng)測(cè)試算例(lì)說明(míng)監(jiān)控(kòng)係(xì)統(tǒng)的安裝(zhuāng)工(gōng)藝和(hé)應用效果(guǒ)。該(gāi)係統的(dí)應用可有效提(tí)高電(diàn)網運行(háng)部(bù)門的設備巡(xún)檢自動化水平，加(jiā)強(qiáng)電(diàn)網設備的(dí)安全(quán)管控，同(tóng)時(shí)具有(yǒu)廣泛的(dí)工程(chéng)應(yīng)用前景。

關鍵詞:無(wú)綫(xiàn)測(cè)溫；在(zài)綫(xiàn)監(jiān)測；開關櫃；傳感(gǎn)器技(jì)術(shù)

一，引(yǐn)言

如(rú)今，對變電站設備關(guān)鍵(jiàn)部(bù)位的(dí)溫度(dù)監測(cè)無(wú)法實現全自動化(huà)監控(kòng)，部分溫度監測裝(zhuāng)置十分(fēn)落後，部(bù)分溫度(dù)監測裝置是定製(zhì)完成的，用途相對(duì)狹窄。另外，當(dāng)前(qián)並沒(méi)有對(duì)測(cè)溫裝(zhuāng)置製定統(tǒng)一的規(guī)範，通(tōng)用(yòng)性(xìng)不強，要(yào)實現(xiàn)電(diàn)器(qì)元(yuán)件(jiàn)的替(tì)換(huàn)難度較高。因(yīn)此，為了實現溫度(dù)在綫監測，就(jiù)需要結合公司現有(yǒu)的電(diàn)站設備，對變電站關鍵(jiàn)部(bù)位溫度(dù)監(jiān)測(cè)需(xū)求進(jìn)行(háng)分(fēn)析，研製出(chū)滿足變(biàn)電站全(quán)自動化溫度監測的(dí)係統。

二，封閉高(gāo)壓(yā)開關(guān)櫃在(zài)綫測溫(wēn)技(jì)術(shù)分(fēn)析

變電站(zhàn)設備溫度監(jiān)測(cè)是(shì)指通過監測設備(bèi)對(duì)變電(diàn)站關鍵(jiàn)部件(jiàn)的溫(wēn)度進(jìn)行(háng)實時監測(cè)，以(yǐ)了解設(shè)備(bèi)的(dí)溫(wēn)度變化(huà)情(qíng)況，並(bìng)做好實(shí)時預(yù)警工作(zuò)，以減(jiǎn)少高壓(yā)開關櫃運(yùn)行事故的發生。因(yīn)此(cǐ)，實(shí)時在(zài)綫測溫具有以下兩種(zhǒng)功能(néng)：一(yī)是(shì)實時監測(cè)溫度，了(liǎo)解(jiě)設備(bèi)運行狀(zhuàng)態，並做好(hǎo)應(yīng)急處理，減少事故發(fā)生(shēng)；二是(shì)實現(xiàn)無人化的 24 小時(shí)實時(shí)監控(kòng)，減少人力(lì)消耗，降低運行成本。高(gāo)壓開(kāi)關櫃在(zài)測(cè)溫(wēn)技(jì)術上(shàng)具(jù)有一(yī)定的先進性，運(yùn)行(háng)安全可靠。裝置(zhì)需(xū)要在(zài)開關櫃內長(cháng)期穩定運行(háng)，對於(yú)係統(tǒng)和裝(zhuāng)置都需要達到兼(jiān)容(róng)性和(hé)經濟性(xìng)的要(yào)求，方(fāng)便係(xì)統(tǒng)後(hòu)期(qī)的(dí)拓展(zhǎn)。以上幾方(fāng)麵的(dí)要求需(xū)要(yào)對(duì)測(cè)溫環境進行分析，對測(cè)溫方法(fǎ)及時(shí)進行對(duì)比分(fēn)析，找到適合現場環境(jìng)的(dí)測溫(wēn)方(fāng)法(fǎ)。

表 1 各(gè)種不(bù)同(tóng)測溫方式比(bǐ)較表

表1可(kě)以看出(chū)，采用無(wú)源無(wú)綫測溫(wēn)技(jì)術，使 10kV 配網(wǎng)設備(bèi)接點溫度(dù)能夠得(dé)到實時在(zài)綫的(dí)監測。采用無綫傳(chuán)感器能夠實現高(gāo)低(dī)壓電(diàn)子元器件的物理絕緣(yuán)，有(yǒu)效避(bì)免電子元器件之間的光波產生。另(lìng)外，無綫傳感(gǎn)器的(dí)安(ān)裝(zhuāng)十(shí)分(fēn)便捷，無(wú)需通信電(diàn)綫(xiàn)，後期維護簡(jiǎn)單(dān)。無源(yuán)無(wú)綫測溫(wēn)方式彌(mí)補(bǔ)了其他(tā)傳感方式的缺陷，是電力係統溫度傳(chuán)感技術上(shàng)一個新的(dí)突破，具(jù)有很(hěn)強(qiáng)的(dí)技術(shù)創(chuàng)新性。

所以(yǐ)，本係統(tǒng)擬(nǐ)定(dìng)采用無源無綫的聲表(biǎo)麵波(bō)溫度傳(chuán)感器，減(jiǎn)少綫路(lù)改裝(zhuāng)，提升(shēng)安(ān)裝和(hé)維(wéi)護(hù)效(xiào)率。

三(sān)，10kV 開關櫃(guì)無(wú)源無綫(xiàn)測(cè)溫(wēn)係統(tǒng)框架(jià)分析

本係統擬定(dìng)采用(yòng)多變(biàn)電站(zhàn)解決應用，高(gāo)壓(yā)設備(bèi)無源無綫溫(wēn)度實時監(jiān)測(cè)和(hé)預(yù)警係統主要由采(cǎi)集(jí)設備和軟件係統(tǒng)組成，係(xì)統采用(yòng)樹狀網(wǎng)絡(luò)架(jià)構(gòu)。各級變電站(zhàn)的高壓室(shì)為(wéi)第(dì)一層，在(zài)高壓室中的(dí)每個封閉(bì)式(shì)開關(guān)櫃(guì)內(nèi)安裝(zhuāng)無(wú)源(yuán)無綫(xiàn)溫(wēn)度傳(chuán)感采集設(shè)備，主要包(bāo)含(hán) 6 個(gè)無源無綫溫度(dù)傳(chuán)感器（感溫(wēn)裝置(zhì)）和(hé) 1個無綫測(cè)溫(wēn)終端機(jī)（終端設備）。其中(zhōng) 6 個(gè)傳感(gǎn)器(qì)分(fēn)別安裝在易發熱(rè)的接觸(chù)點位置(zhì)，如(rú)出(chū)綫接頭，梅花(huā)觸頭，進綫(xiàn)接(jiē)頭等，終端(duān)機安裝(zhuāng)在開關(guān)櫃內的低(dī)壓室(shì)內(nèi)。變電站(zhàn)為第(dì)二層，在(zài)每(měi)個(gè)變電站設(shè)置(zhì) 1 個無(wú)綫測(cè)溫前(qián)置機，收集來自各(gè)采(cǎi)集終(zhōng)端機(jī)設備的數據，並(bìng)將(jiāng)數據(jù)打(dǎ)包(bāo)通過 IP 網(wǎng)絡發(fā)送至巡檢中(zhōng)心(xīn)。巡(xún)檢(jiǎn)中(zhōng)心為(wéi)第三層(céng)，每個(gè)巡(xún)檢中心需(xū)配(pèi)置 1 台(tái)監控服務器，用來(lái)顯示並(bìng)處理各變(biàn)電站內高壓設備的溫度數據(jù)。如有需(xū)要(yào)，各(gè)巡檢中心還可(kě)將(jiāng)溫(wēn)度信號(hào)發送(sòng)至電力公(gōng)司的主站(zhàn)服(fú)務器(qì)。係(xì)統的(dí)主站服務為第(dì)四(sì)層(céng)，可以為後台服務(wù)人員提(tí)供準確(què)的溫度(dù)信息(xī)，方便及(jí)時(shí)作出安排(pái)處(chǔ)理。

鎧(kǎi)裝開關櫃電(diàn)氣(qì)設備無(wú)源無綫測(cè)溫係(xì)統(tǒng)主要(yào)實現溫度的(dí)實(shí)時監測，能夠實(shí)現預(yù)警和報警雙(shuāng)重設置(zhì)，防範於未(wèi)然，操(cāo)作(zuò)簡單合理，數據顯(xiǎn)示豐富(fù)全麵，其以下(xià)功(gōng)能主要通過第(dì)三

和第四(sì)層來實(shí)現：

（1）可(kě)以全(quán)天(tiān)候(hòu)監(jiān)測(cè)高壓開關(guān)櫃(guì)的溫(wēn)度(dù)變(biàn)化，及時作出(chū)缺(quē)陷判(pàn)斷(duàn)。

（2）可以保存電氣設(shè)備(bèi)的(dí)歷(lì)史溫(wēn)度(dù)值(zhí)，方便後期對比(bǐ)和判斷(duàn)。

（3）可(kě)以進行(háng)溫度數據的(dí)統(tǒng)計(jì)分(fēn)析並(bìng)繪製(zhì)圖(tú)表，方便(biàn)查看。

（4）可(kě)以對(duì)溫度值(zhí)進(jìn)行高溫預警，防(fáng)範監測(cè)。

四，無(wú)源(yuán)無(wú)綫溫(wēn)度(dù)監(jiān)測的應用

1 ，總(zǒng)體(tǐ)工程(chéng)應用(yòng)思路(lù)

本(běn)文設(shè)計(jì)的(dí)無綫溫(wēn)度監測係(xì)統將(jiāng)直(zhí)接(jiē)采用(yòng)溫度傳感器(qì)去(qù)采集關鍵(jiàn)設備(bèi)上的(dí)溫度(dù)，並通過無(wú)綫網絡(luò)傳(chuán)遞給(gěi)係(xì)統的(dí)核(hé)心部(bù)件(jiàn)。將(jiāng)這(zhè)些核心部(bù)件(jiàn)的(dí)溫度收集完(wán)成(chéng)後，係統設(shè)定算法對溫(wēn)度數(shù)據進行(háng)統計分析，並按照各(gè)個零(líng)部件預設的溫度設置實時報警等功能。係統(tǒng)將(jiāng)分(fēn)析得出(chū)的相(xiāng)關(guān)結論(lùn)傳遞給設備運維(wéi)部門(mén)，設(shè)備(bèi)運維部(bù)門將根據(jù)係(xì)統傳(chuán)遞的(dí)結果進行綜合分析，並(bìng)且製(zhì)定設備運維管(guǎn)理措(cuò)施，減少設備(bèi)故(gù)障次數和時(shí)間(jiān)，提高配電運行效率(shuài)。。

2 ，前期(qī)工(gōng)程安(ān)裝(zhuāng)

變(biàn)電站總共(gòng)有(yǒu) 8 個(gè)開關(guān)櫃，本次(cì)設計的無綫溫度監測(cè)係(xì)統包(bāo)括(kuò)兩部分，一(yī)部分(fēn)為傳(chuán)感(gǎn)器(qì)，每個開關櫃(guì)設有 12 個溫控監(jiān)測點，合計 96 個(gè)溫度傳(chuán)感(gǎn)器(qì)。另一部(bù)分為數(shù)據組網(wǎng)，溫(wēn)度(dù)監(jiān)測(cè)裝(zhuāng)置 16 台，監(jiān)測主機(jī) 2 台。將(jiāng)前期施(shī)工流程劃(huá)分為(wéi) 7 個(gè)步驟，如表(biǎo) 2 所(suǒ)示(shì)，從(cóng)施(shī)工(gōng)前的碰頭會(huì)開始，到(dào)前(qián)期準(zhǔn)備(bèi)工作，安裝(zhuāng)，調(tiáo)試(shì)，測試，到竣工驗收(shōu)，都(dū)有較為明確的(dí)施(shī)工標準，以確(què)保無(wú)源無綫(xiàn)溫度檢(jiǎn)測係(xì)統安裝(zhuāng)完(wán)成(chéng)。

表 2 施工(gōng)流程

五，效(xiào)益(yì)分析

（1）無源(yuán)無綫(xiàn)測溫係統的投入使用，可(kě)以對開關櫃(guì)的溫度進行 7*24h 不間(jiān)斷的實(shí)時監測(cè)，及(jí)時發送(sòng)準(zhǔn)確的(dí)監測數(shù)據(jù)，防止因為(wéi)電氣(qì)設備溫(wēn)度過(guò)高(gāo)而造成電(diàn)網(wǎng)故(gù)障(zhàng)。另(lìng)外(wài)，該(gāi)係(xì)統(tǒng)提供(gōng)實時報(bào)警(jǐng)功能(néng)，可以實現防範於未(wèi)然(rán)，避免(miǎn)不(bù)可預估的損(sǔn)失產生(shēng)。

（2）無(wú)源無綫(xiàn)測溫(wēn)係(xì)統的使(shǐ)用將之前的“被(bèi)動檢修(xiū)"改變(biàn)成為“主動檢修(xiū)"。可以為(wéi)狀(zhuàng)態(tài)檢(jiǎn)修(xiū)提供事前的(dí)數據(jù)準備，不(bù)斷(duàn)提高電網的安全運行水平和(hé)供電可(kě)靠性。當前供(gōng)電公司(sī)已(yǐ)經對(duì)部分變電(diàn)站的開(kāi)關櫃(guì)進行(háng)溫度在綫監(jiān)測，實現對“狀態(tài)檢(jiǎn)修"提(tí)供科(kē)學的數據(jù)支(zhī)撐和依據。通(tōng)過該(gāi)係統的投(tóu)入使(shǐ)用(yòng)也(yě)可(kě)以提(tí)高巡檢效(xiào)率，減(jiǎn)少運維(wéi)人員工(gōng)作(zuò)量(liáng)，提升供(gōng)電運行效率。

（3）本(běn)係統投入(rù)運(yùn)行(háng)後，就可(kě)以不(bù)用(yòng)安排檢(jiǎn)修(xiū)人(rén)員進行(háng)定期現(xiàn)場(cháng)維護(hù)，並且(qiě)能(néng)夠實(shí)時(shí)了(liǎo)解設(shè)備運行(háng)溫(wēn)度，發現溫度(dù)變(biàn)化即刻(kè)預(yù)警，可以減少(shǎo)設備(bèi)運(yùn)行故障(zhàng)發生次(cì)數和時(shí)間(jiān)，提高供電質量(liáng)，為(wéi)電力企業(yè)創造更多(duō)的(dí)經濟(jì)效(xiào)益，也能夠保證(zhèng)用電企業的(dí)正常運(yùn)轉。假設本係統(tǒng)投(tóu)入使用後，每(měi)年減少(shǎo) 1 次(cì)停(tíng)電(diàn)檢修，檢修時(shí)間為(wéi) 8h，出綫(xiàn)間(jiān)隔平(píng)均(jūn) 300A 負(fù)荷(hé)電流（約(yuē) 5MW），則本(běn)項目 8 個間隔，每年可以多供電8*5MW*8h=320MWh，以每 kWh 電量價(jià)值 0.6 元計算(suàn)，則可(kě)為企業多(duō)創(chuàng)造效(xiào)益(yì)約(yuē) 19.2 萬元，剛(gāng)才計算的(dí)僅(jǐn)僅(jǐn)是本係統(tǒng)帶來的經濟(jì)效(xiào)益。在實際生活生產過程(chéng)中(zhōng)，本係統還能夠減少停(tíng)電(diàn)次數(shù)，提高(gāo)供電質量，為(wéi)供電企(qǐ)業(yè)贏(yíng)得較好(hǎo)的口碑和(hé)效(xiào)益。

六，安(ān)科瑞(ruì)溫度在綫監(jiān)測係(xì)統(tǒng)解決方(fāng)案(àn)

1，概述

電(diàn)氣(qì)接(jiē)點在綫測溫(wēn)裝置(zhì)適用於高低(dī)壓開(kāi)關櫃(guì)內(nèi)電(diàn)纜(lǎn)接(jiē)頭，斷(duàn)路(lù)器觸頭，刀閘開(kāi)關(guān)，高(gāo)壓(yā)電纜(lǎn)中間(jiān)頭，幹(gān)式(shì)變壓器，低壓大電流等設(shè)備的溫度監(jiān)測，防止(zhǐ)在(zài)運行(háng)過程中因(yīn)氧(yǎng)化，鬆(sōng)動，灰塵(chén)等因(yīn)素造成(chéng)接點接觸 電阻(zǔ)過大(dà)而發熱(rè)成為安全隱(yǐn)患(huàn)，提(tí)高(gāo)設(shè)備(bèi)安(ān)全(quán)保障，及時，持(chí)續，準確(què)反(fǎn)映設備(bèi)運(yùn)行(háng)狀態，降低設備事故率。

Acrel-2000T無綫(xiàn)測溫監控(kòng)係統(tǒng)通(tōng)過RS 485總綫(xiàn)或以(yǐ)太(tài)網(wǎng)與(yǔ)間隔層(céng)的設(shè)備(bèi)直接進行通(tōng)訊，係統設計遵循國際(jì)標準(zhǔn)Modbus-RTU，Modbus-TCP等傳(chuán)輸規(guī)約，安全性(xìng)，可靠性和(hé)開(kāi)放(fàng)性(xìng)都得(dé)到了較大(dà)地(dì)提高(gāo)。該係統具有遙信，遙測，遙(yáo)控，遙調(tiáo)，遙設(shè)，事(shì)件(jiàn)報(bào)警(jǐng)，曲綫(xiàn)，棒圖，報表和用戶管理(lǐ)功能，可以監(jiān)控無(wú)綫(xiàn)測溫係統(tǒng)的設(shè)備運行狀(zhuàng)況(kuàng)，實(shí)現(xiàn)快(kuài)速(sù)報警響應，預防嚴重(zhòng)故障發生。

2，應用(yòng)場所(suǒ)

適合(hé)在泛在(zài)電力(lì)物聯(lián)網(wǎng)，鋼廠，化(huà)工(gōng)，水泥，數據(jù)中心，醫(yī)院(yuàn)，機(jī)場，電廠(chǎng)，煤礦(kuàng)等(děng)廠(chǎng)礦企業，變配電所等(děng)電(diàn)力(lì)設(shè)備的(dí)溫度監(jiān)測(cè)。

3，係統(tǒng)結(jié)構

溫度在(zài)綫監(jiān)測(cè)係(xì)統結(jié)構(gòu)圖

4，係(xì)統(tǒng)功(gōng)能(néng)

測(cè)溫係統(tǒng)主(zhǔ)機(jī)Acrel-2000T安裝(zhuāng)於值(zhí)班(bān)監(jiān)控室(shì)，可以遠程(chéng)監視係(xì)統內所有開(kāi)關(guān)設(shè)備運(yùn)行(háng)溫度(dù)狀態(tài)。係統具(jù)有以(yǐ)下(xià)主(zhǔ)要(yào)功(gōng)能：

1. 溫度(dù)顯(xiǎn)示：顯(xiǎn)示配電(diàn)係統(tǒng)內每個(gè)測(cè)溫點的(dí)實時(shí)值，也(yě)可實(shí)現(xiàn)電(diàn)腦WEB/手(shǒu)機(jī)APP遠程查(chá)看(kàn)數據(jù)。

1. 溫度曲綫：查看每個(gè)測溫(wēn)點的(dí)溫度趨(qū)勢曲綫。

1. 運行報(bào)表：查詢及打印各(gè)測(cè)溫點時(shí)間(jiān)的溫度(dù)數(shù)據。

1. 實(shí)時告(gào)警(jǐng)：係統能(néng)夠對各測(cè)溫點異(yì)常溫(wēn)度發(fā)出告警。係統具(jù)有(yǒu)實(shí)時(shí)語音報(bào)警功能，能(néng)夠對所有事(shì)件(jiàn)發(fā)出(chū)語(yǔ)音告警(jǐng)，告警(jǐng)方式有彈窗(chuāng)，語音(yīn)告(gào)警等，還可(kě)以短信(xìn)/APP推送告警消息(xī)，及時(shí)提(tí)醒(xǐng)值班人員。

1. 歷(lì)史(shǐ)事(shì)件查詢(xún)：能夠溫度(dù)越(yuè)限等事件記錄(lù)進行(háng)存(cún)儲(chǔ)和(hé)管(guǎn)理，方(fāng)便用戶對係統(tǒng)事件和(hé)報(bào)警(jǐng)進(jìn)行歷(lì)史追溯，查詢統計，事(shì)故分析等。

5，係統硬件配(pèi)置(zhì)

溫(wēn)度(dù)在綫(xiàn)監測係統(tǒng)主(zhǔ)要(yào)由設備(bèi)層(céng)的溫度傳(chuán)感器和(hé)溫度(dù)采(cǎi)集(jí)/顯示單元(yuán)，通訊層的(dí)邊緣(yuán)計算(suàn)網(wǎng)關以及站控層的(dí)測(cè)溫係(xì)統主機組(zǔ)成，實現(xiàn)變配(pèi)電係(xì)統(tǒng)關(guān)鍵電氣部(bù)位(wèi)的溫(wēn)度在綫(xiàn)監(jiān)測(cè)。

七，結語

本(běn)文結(jié)合公司(sī)目前的電(diàn)氣設備狀況(kuàng)，並且(qiě)從開關(guān)櫃測溫(wēn)的(dí)傳(chuán)感(gǎn)器技術，供能(néng)技術，通信技術等幾個角度進行分析，確定(dìng)采用(yòng)無源無(wú)綫在綫監測係(xì)統(tǒng)。本文主要從研(yán)究開關(guān)櫃的內部(bù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行(háng)分析(xī)，對測溫(wēn)方式進行對比分(fēn)析，製(zhì)定(dìng)符(fú)合(hé)高(gāo)壓開關櫃(guì)的(dí)測溫(wēn)方式(shì)並進(jìn)行(háng)現場(cháng)安裝(zhuāng)測試，實施效(xiào)果(guǒ)良(liáng)好(hǎo)。本文就(jiù)目前的推廣度進行了分析(xī)，認為(wéi)通過係統(tǒng)的安全(quán)運(yùn)行可以帶來一定(dìng)的經(jīng)濟(jì)效益和(hé)社會(huì)效(xiào)益。

參考(kǎo)文(wén)獻：

［1］ 馮(féng)亦佳,張治(zhì)忠．10kV高壓開關(guān)櫃電(diàn)氣設(shè)備(bèi)在綫測(cè)溫(wēn)係(xì)統應用(yòng)研究(jiū)[J]．現(xiàn)代信(xìn)息科技,2019,003(015):179-180182

［2］ 徐(xú)穎敏(mǐn). 智能(néng)化變電站10kV高壓(yā)開(kāi)關(guān)櫃在綫(xiàn)測溫(wēn)技術研究(jiū)[J]. 機(jī)電(diàn)信息, 2013(9):2.

［3］ 安(ān)科(kē)瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊(cè)2022年05版

作者(zhě)簡介：李(lǐ)雪薇，安科瑞電氣股(gǔ)份(fèn)有限公(gōng)司，主要研(yán)究方向為開關櫃(guì)無綫測(cè)溫係統(tǒng)，手機 .