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電氣設(shè)備開關(guān)柜無線測溫及局放監(jiān)測方案

來源：正瑞電子瀏覽：1705 發(fā)布日期：2023-09-08

1.項(xiàng)目背景
發(fā)電廠、變電站的高壓開關(guān)柜是最重要的電氣設(shè)備之一。在電氣設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行中，局放、溫度是表征一次設(shè)備運(yùn)行是否正常的重要參數(shù)。尤其是一次設(shè)備的連接部位，由于設(shè)備制造的原因、設(shè)備受環(huán)境污染、設(shè)備長期運(yùn)行、嚴(yán)重超載運(yùn)行、觸點(diǎn)氧化、電弧沖擊、局部放電等原因造成接觸電阻增大，因此在電能傳輸時(shí)往往會在設(shè)備內(nèi)部連接處產(chǎn)生局放和發(fā)熱現(xiàn)象，而且局放及發(fā)熱問題是一個(gè)不斷累積的過程，如果不加以控制，兩者變化程度會不斷加劇，并對絕緣件的性能及設(shè)備壽命產(chǎn)生很大的影響，從而導(dǎo)致電力設(shè)備絕緣性破壞、老化、擊穿。
各類絕緣缺陷發(fā)展到最終擊穿，釀成事故之前，往往先經(jīng)過局部放電階段，局部放電的強(qiáng)弱能夠及時(shí)反映絕緣狀態(tài)，因此通過在線監(jiān)測局部放電來判斷絕緣狀態(tài)為實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜絕緣在線監(jiān)測及診斷的有效手段。
隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，感應(yīng)取電技術(shù)、低功耗技術(shù)、無線無源技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟，我公司研發(fā)全新的系列產(chǎn)品：無線測溫傳感器、智能局放傳感器。該系列產(chǎn)品通過開關(guān)設(shè)備無線測溫及局放監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)管理。

2、電氣設(shè)備開關(guān)柜無線測溫及局放監(jiān)測系統(tǒng)

ST4018型高壓開關(guān)柜局部放電及無線測溫監(jiān)測裝置通過檢測伴隨局部放電而產(chǎn)生的電磁波輻射及開關(guān)柜接頭溫升現(xiàn)象，裝置掃描開關(guān)柜內(nèi)的電磁波輻射并自動確定現(xiàn)場局部放電的實(shí)際檢測頻率，隨后將檢測的局部放電脈沖簇?cái)?shù)據(jù)和開關(guān)柜頭溫升數(shù)據(jù)上傳DTU。
2.1 在線監(jiān)測系統(tǒng)配置
1) 在配電室開關(guān)柜斷路器，電纜接頭和變壓器的進(jìn)出線接頭等位置安裝溫度傳感器，用于感應(yīng)溫度，收集數(shù)據(jù)并上傳。
2) 在高壓開關(guān)柜二次側(cè)安裝溫?zé)o線監(jiān)測器，用于接收傳感器數(shù)據(jù)，并集中上傳數(shù)據(jù)至監(jiān)控中心。
3) 在10KV高壓柜配電室、低壓配電室、10KV無功補(bǔ)償室高壓柜和低壓柜內(nèi)安裝溫度監(jiān)測器，局放傳感器、局放采集器用于收集數(shù)據(jù)，在配電室內(nèi)安裝溫濕度傳感器，顯示數(shù)據(jù)并上傳數(shù)據(jù)至監(jiān)控中心。
4) 在監(jiān)控主機(jī)和無線溫度監(jiān)測器，局放傳感器采集器和溫濕度傳感器之間用485數(shù)據(jù)線連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
5) 在主控室或者屏柜上安裝在線監(jiān)測主機(jī)，并在主機(jī)上安裝ZRMSCADA軟件，用于收集數(shù)據(jù)并整理顯示數(shù)據(jù)。

2.2 感應(yīng)供電式無線溫度傳感器介紹

QQ截圖20230908142452.jpg

1) DTS-6無線溫度傳感器用于測量高壓開關(guān)柜內(nèi)的電氣接點(diǎn)（如電纜接頭，斷路器觸頭等）的運(yùn)行溫度。無線溫度傳感器是由溫度傳感器、信號處理及無線發(fā)射器、感應(yīng)電源三部分組成。

2) 溫度傳感器具有小巧的體積，當(dāng)與被測物體表面直接接觸時(shí)，能保證快速測量溫度的變化，并將溫度變化的信號傳到信號處理及無線發(fā)射器，進(jìn)行信號處理并將處理后的信號通過無線傳輸?shù)綔囟缺O(jiān)測器。感應(yīng)電源采用小CT磁飽和技術(shù)由一次電流感應(yīng)出電源，電流保持在3A-5000A之間，感應(yīng)電源即可不間斷提供給傳感器穩(wěn)定的工作電壓，消除了電池供電需要停電更換的弊端，大大減少了維護(hù)工作量。

性能指標(biāo)：

測溫元件：數(shù)字集成溫度傳感器

測溫范圍：-55℃～+125℃(可定制-20℃～+200℃的測溫范圍)

測溫誤差：小于0.5 ℃（全量程范圍）。

測溫分辨率：±0.1℃。

接口方式：無線數(shù)字通訊接口。

發(fā)送頻率：感應(yīng)電源供電：12S發(fā)送一次。

2.3 局放傳感器

局放傳感器:系統(tǒng)使用內(nèi)置式高頻傳感器，內(nèi)置傳感器安裝在高壓柜電纜進(jìn)出線倉內(nèi)。

技術(shù)參數(shù)

檢測頻帶：200MHz~2000MHz；

高頻UHF天線,無源無線原理；

信號傳輸方式：SMA；

接口：BNC。

檢測靈敏度：10pC；

負(fù)載阻抗,：50 ?；

重量：0.6Kg

尺寸：165mm*85mm*30mm

安裝方式：強(qiáng)磁吸附安裝

安裝位置：電纜室

防護(hù)等級：IP65

環(huán)境條件：-20℃——+70℃,10-95% RH 非冷凝

2.4 局放數(shù)據(jù)采集器

通過高性能的同軸電纜線將數(shù)據(jù)傳輸?shù)讲杉魃希杉魍ㄟ^485數(shù)據(jù)線傳到監(jiān)控主機(jī)上。采集器需要24v電源供電。

技術(shù)參數(shù)：

一體化鋁合金設(shè)計(jì);

電源：220V/50Hz或者DC24V/DC48V;

外形尺寸： 198mm*239mm*85mm或者228mm*288mm*85mm;

通信協(xié)議：modbus RTU、具備遙信功能;

功耗： 5W;

總量：0.65kg;

2.5 掛裝式溫度檢測器

連續(xù)監(jiān)測高壓開關(guān)柜內(nèi)接點(diǎn)的運(yùn)行溫度，由數(shù)字顯示屏循環(huán)顯示出每個(gè)帶電觸頭的溫度值，可確定觸頭的過熱程度，當(dāng)發(fā)生超溫時(shí)，儀器發(fā)出報(bào)警指示。并可將溫度值通過RS485接口傳到計(jì)算機(jī)作進(jìn)一步數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜溫度的集中監(jiān)測。

2.6 RMSCADA3.0在線監(jiān)測預(yù)警軟件平臺簡介

ZRMSCADA3.0在線監(jiān)測預(yù)警軟件安裝在本地監(jiān)控主機(jī)上，是一個(gè)數(shù)據(jù)采集，實(shí)時(shí)監(jiān)測，超限預(yù)警平臺，它可以通過各種通信協(xié)議采集數(shù)據(jù)，并通過組態(tài)畫面展示，具有多種預(yù)警方式。主要功能：

l 現(xiàn)場畫面組態(tài)

l 多種通信接口

l 集成多種協(xié)議

l 超限報(bào)警

l 歷史曲線

l 局域網(wǎng)查看

l 權(quán)限管理

l 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示

l 共享數(shù)據(jù)到云服務(wù)器

利用開關(guān)設(shè)備無線測溫及局放監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測和分析，捕捉設(shè)備運(yùn)行異常，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備事故的早期征兆并采取有效措施，預(yù)防嚴(yán)重事故的發(fā)生。采用該監(jiān)測系統(tǒng)可以達(dá)到如下的目的：

彌補(bǔ)人工巡檢的不足，減小人工維護(hù)成本；

征兆式報(bào)警，將事故消滅在萌芽階段，防止事態(tài)的升級、惡化；

傳感器采用無源無線溫度傳感器，正常環(huán)境使用壽命可10年；

傳感器具備防水、耐高溫、耐老化，并具備在強(qiáng)電磁環(huán)境下正常工作的特性。

現(xiàn)場通信設(shè)備可采用定向無線網(wǎng)絡(luò)或移動互聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)，可方便的將現(xiàn)場數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。

后臺采用BS結(jié)構(gòu)，聯(lián)網(wǎng)的移動終端可實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地監(jiān)控的需要

實(shí)現(xiàn)全天24小時(shí)不間斷在線監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)一越限即報(bào)警；

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