【應(yīng)用案例】無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)在高壓開關(guān)柜的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

未曉妃

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

1高壓開關(guān)柜內(nèi)部觸頭

    對(duì)高壓開關(guān)柜內(nèi)部觸頭發(fā)熱情況進(jìn)行監(jiān)控，隨時(shí)掌握溫度變化情況，使之在處于危險(xiǎn)溫度前對(duì)其進(jìn)行及ft寸處理，從而避免發(fā)生安全事故。目前常用的檢測(cè)方法主要有人T巡檢、貼色片測(cè)溫法、光纖測(cè)溫法和紅外測(cè)溫法。

1）人T巡檢法

   主要依靠T作人員手持紅~'t-N溫儀對(duì)高壓開關(guān)柜內(nèi)溫度進(jìn)行測(cè)量，但由于高壓開關(guān)柜密閉結(jié)構(gòu)，且由于柜內(nèi)線路或元件的遮擋．使得紅外測(cè)溫儀無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)得柜內(nèi)溫度數(shù)據(jù)。

2）貼色片測(cè)溫法

   依據(jù)色片顏色不同來(lái)判斷柜內(nèi)溫度，該方法也無(wú)法準(zhǔn)確反映柜內(nèi)溫度情況。

3）光纖測(cè)溫法

   將光纖作為溫度傳感器，通過(guò)溫度變化調(diào)制透過(guò)光纖的光強(qiáng)來(lái)確定溫度，對(duì)于光源、發(fā)射和接收電路等設(shè)備要求較高。

4）紅I-N溫法

   通過(guò)被測(cè)目標(biāo)的溫度變化塒應(yīng)紅外輻射變化來(lái)確定其溫度，這種測(cè)溫方式準(zhǔn)確度較低。

   基于此，本文提出一種基于單片機(jī)的高壓開關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有測(cè)溫準(zhǔn)確、安裝方便等特點(diǎn)。

2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

   本文提的高壓開關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)主要包括無(wú)線測(cè)溫模塊、集巾器、上位機(jī)服務(wù)器3部分，其中無(wú)線測(cè)溫模塊安裝在高壓開關(guān)柜內(nèi)觸頭處，用于檢測(cè)觸頭溫度，并將檢測(cè)到的溫度信號(hào)以無(wú)線方式發(fā)給溫度采集器，溫度采集器通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)，與上位機(jī)服務(wù)器相連接，將高壓開關(guān)柜內(nèi)觸頭溫度實(shí)時(shí)傳送到上位機(jī)服務(wù)器，上位機(jī)可以實(shí)現(xiàn)高壓開關(guān)柜溫度數(shù)據(jù)的顯示、存儲(chǔ)、報(bào)警以及歷史數(shù)據(jù)的查詢等功能，從而完成對(duì)高壓開關(guān)柜內(nèi)觸電溫度的檢測(cè)和預(yù)警。

圖1高壓開關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)架構(gòu)

   對(duì)于下位機(jī)溫度采集模塊，主要單片機(jī)控制模塊，溫度傳感器模塊，無(wú)線收發(fā)模塊，供電模塊組成，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。其中，溫度傳感器選用美國(guó)DALLAS公司推出的智能化數(shù)字式溫度傳感器DS18B20。DS18B20具有成本低，測(cè)溫范圍廣(．55～125°C)等特點(diǎn)，可以滿足高壓開關(guān)柜內(nèi)的測(cè)溫設(shè)計(jì)要求。單片機(jī)控制模塊采取意法半導(dǎo)體公司推STM32F103RBT6，這款單片機(jī)是目前32位微處理器中功耗的芯片，有利于i貝0溫裝置的節(jié)能。無(wú)線收發(fā)模塊采取CC2520芯片，用于將采集到的溫度數(shù)據(jù)以無(wú)線的方式發(fā)給溫度采集器。

2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

    高壓開關(guān)柜是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備，長(zhǎng)期作在強(qiáng)電磁噪聲的環(huán)境下，對(duì)可靠性和穩(wěn)定性要求都很高，因此，針對(duì)高壓開關(guān)柜的特殊]：作環(huán)境，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求：(1)能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定T作，無(wú)需經(jīng)常更換電池；(2)可適應(yīng)復(fù)雜的電磁噪音環(huán)境；(3)體積小，方便部署在觸頭位置；(4)系統(tǒng)要求較高的可靠性。

3.安科瑞溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)解決方案

3.1概述

    電氣接點(diǎn)在線測(cè)溫裝置適用于高低壓開關(guān)柜內(nèi)電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開關(guān)、高壓電纜中間頭、干式變壓器、低壓大電流等設(shè)備的溫度監(jiān)測(cè)，防止在運(yùn)行過(guò)程中因氧化、松動(dòng)、灰塵等因素造成接點(diǎn)接觸電阻過(guò)大而發(fā)熱成為安全隱患，提高設(shè)備安全保障，及時(shí)、持續(xù)、準(zhǔn)確反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，降低設(shè)備事故率。

   Acrel-2000T無(wú)線測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)RS485總線或以太網(wǎng)與間隔層的設(shè)備直接進(jìn)行通訊，系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU、Modbus-TCP等傳輸規(guī)約，安全性、可靠性和開放性都得到了較大地提高。該系統(tǒng)具有遙信、遙測(cè)、遙控、遙調(diào)、遙設(shè)、事件報(bào)警、曲線、棒圖、報(bào)表和用戶管理功能，可以監(jiān)控?zé)o線測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)快速報(bào)警響應(yīng)，預(yù)防嚴(yán)重故障發(fā)生。

3.2應(yīng)用場(chǎng)所

   適合在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、鋼廠、化工、水泥、數(shù)據(jù)中*、醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)、電廠、煤礦等廠礦企業(yè)、變配電所等電力設(shè)備的溫度監(jiān)測(cè)。

3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.4系統(tǒng)功能

   測(cè)溫系統(tǒng)主機(jī)Acrel-2000T安裝于值班監(jiān)控室，可以遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)內(nèi)所有開關(guān)設(shè)備運(yùn)行溫度狀態(tài)。系統(tǒng)具有以下主要功能：

3.4.1溫度顯示

   顯示配電系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的實(shí)時(shí)值，也可實(shí)現(xiàn)電腦WEB/手機(jī)APP遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)。

3.4.2溫度曲線

查看每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的溫度趨勢(shì)曲線。

3.4.3運(yùn)行報(bào)表

查詢及打印各測(cè)溫點(diǎn)時(shí)間的溫度數(shù)據(jù)。

3.4.4實(shí)時(shí)告警

系統(tǒng)能夠?qū)Ω鳒y(cè)溫點(diǎn)異常溫度發(fā)出告警。系統(tǒng)具有實(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，告警方式有彈窗、語(yǔ)音告警等，還可以短信/APP推送告警消息，及時(shí)提醒值班人員。

3.4.5歷史事件查詢

能夠溫度越限等事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析等。

3.5系統(tǒng)硬件配置

溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由設(shè)備層的溫度傳感器和溫度采集/顯示單元，通訊層的邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)以及站控層的測(cè)溫系統(tǒng)主機(jī)組成，實(shí)現(xiàn)變配電系統(tǒng)關(guān)鍵電氣部位的溫度在線監(jiān)測(cè)。