井下高低壓開關無線測溫係統方案

簡婷

韦德1946网址 上海嘉定 201801

       變電所是煤礦非常重要的供電設備，它們(men) 的好壞直接影響煤礦的正常生產(chan) 及安全運營，因此，很有必要對變電所進行實時的在線監測，有利於(yu) 一時間發現變電所的故障，並及時檢修。

    目前煤礦采取的措施是人工巡檢，依靠巡檢人員使用手持式紅外測溫儀(yi) 對設備溫度進行檢測，需要人工操作，不能實現在線監測，因此采用的檢修方式為(wei) 定期檢修更換元件。對於(yu) 負荷不是特別大的供電設備可以采取這種檢修方式，但對於(yu) 負荷特別大所造成的異常發熱引起的設備故障，根據國內(nei) 外相關(guan) 領域專(zhuan) 家的分析，預期型檢修是比較適合該種設備的檢修方式之一。而無線在線監測係統可以對監測點的溫度進行實時在線監測，實時顯示當前溫度，通過數據分析預測觸點的故障趨勢和溫度變化率，保存與(yu) 分析曆史數據和異常數據，當溫度超*時能及時報警，並準確提供電纜、觸點等的故障部位，這是實現預期型檢修方式的重要途徑。

1 井下高低壓開關(guan) 無線測溫係統方案

1.1 係統組成

   井下高低壓開關(guan) 無線測溫係統包括礦用隔爆型測溫主機、無線溫度傳(chuan) 感器以及井上係統監控主機等。

   考慮井下的工作環境，測溫主機采用隔爆型，可實現多通道下的光轉換，為(wei) 直觀了解其運行狀況，設置有多種預警指示燈，係統精度更高且分辨率更強；提供網口、串口、USB等多種接口方式，可以將監測數據通過礦上已有的通訊監控網絡傳(chuan) 輸到地麵，從(cong) 地麵進行遠程監控。

所用溫度傳(chuan) 感器響應時間短，監測精度高，結構合理，可有*保障係統的穩定運行。係統的相關(guan) 技術參數如表1所示。

1.2方案對象

   針對陽煤集團一礦井下吳家掌配電室、二中*配電室、丈八三區配電室、紅簡溝配電室、十四采區配電室、十三采區配電室、三區輔助軌道巷配電室、陽坡堰配電室90台高壓配電裝置(540個(ge) 點)的溫度情況，實現實時在線監測預警及高溫點位置預測預報。

1.3係統架構及特點

   該係統抗電磁幹擾能力強，可適應在惡劣的電磁環境下對設備的溫度進行監測，同時數字傳(chuan) 感和通訊技術的應用使係統更加*心。各係統間分工明確，密切配合，共同保障係統的穩定運行，其結構如圖1所示。

  係統特點：

①測溫傳(chuan) 感器安裝在高電壓、強電磁幹擾及高密封的環境中，測溫傳(chuan) 感器具有高絕緣、抗電磁幹擾等性能。為(wei) 了使用維護方便，傳(chuan) 感器還應具有低功耗、耐高溫、安裝簡單、使用壽命長等特點。

②利用數據分析技術，實現曆史數據的儲(chu) 存和查詢，對比分析和趨勢分析，並進行診斷。能對設備的異常事件自動報警和進行一定的故障判斷。

③本係統可與(yu) 配電室內(nei) 的監控係統，遠方監控*心，安防監控係統等子係統，實現聯動操作，構建了設備與(yu) 設備之間的信息聯絡和共享平台。

④本係統采用目前無線傳(chuan) 感技術實現煤礦變電所溫度監測的安*檢測係統，將變電所的監測情況同時反映到一個(ge) 界麵來實現實時在線監測進行分析。

   係統通過MODBUS總線網絡、以太網、無線WiFi、GPS等多種方式傳(chuan) 輸數據，方便與(yu) 現有自動化係統連接。

1.4項目方案實施

   陽煤一礦井下高壓配電櫃測溫項目涉及8個(ge) 配電室共計8套測溫主機。具體(ti) 分布情況如表2所示。

1.5傳(chuan) 感器的安裝方法及位置

    係統所用無線溫度傳(chuan) 感器采用LTU32無源UHF RFID溫度傳(chuan) 感芯片，與(yu) 傳(chuan) 統溫度傳(chuan) 感器芯片相比，更加綠色環保，具有身份識別、實時傳(chuan) 遞位置信息和檢測數據的功能⑥,特殊的內(nei) 部電路設計使傳(chuan) 感器在高溫環境下的檢測能力更加穩定，可適應複雜的煤礦井下工作環境，為(wei) 煤礦安全、高*生產(chan) 提供保障。

   根據現場的實際情況，也為(wei) 了便於(yu) 配電櫃的後期維護，考慮將傳(chuan) 感器的安裝設計成可拆卸式的方法，用環氧樹脂膠將傳(chuan) 感器緊密粘貼於(yu) 動觸頭表麵上。此方法既能準確測出負載相的實時溫度，也利於(yu) 後期檢修設備時而不損壞傳(chuan) 感器[-2。

2應用情況

   根據科研項目設定的各項目標，針對性進行了大量的應用試驗，對各項預定功能逐一進行驗證。

   本係統對陽煤集團一礦井下配電室高開進行監測監控。對井下高低壓開關(guan) 進行溫度測量，主要溫度測量點位於(yu) 開關(guan) 本體(ti) 與(yu) 開關(guan) 殼體(ti) 的接觸點(即動靜觸頭接合麵)、開關(guan) 出線電纜頭、開關(guan) 母線接頭等位置。監測範圍包括紅簡溝配電室14台、吳家掌配電室14台、楊坡堰配電室12台、十四采區配電室12台、十三采區配電室12台、丈八三區配電室8台、三區輔助軌道巷配電室6台、二中*配電室12台高開進行監測；共計540個(ge) 測溫點，90套傳(chuan) 感器、8套測溫主機。且分別在每個(ge) 配電室放置1個(ge) 測溫主機，開關(guan) 櫃溫度實時數據由測溫主機通過井下環網傳(chuan) 輸至井上服務端。由服務端對井下各個(ge) 配電室開關(guan) 櫃的溫度進行實時監測、記錄、分析。

   井下高低壓開關(guan) 無線測溫係統可以24h不間斷對各個(ge) 測溫點進行測量。在地麵主控室的工作人員可設定測溫係統的高溫報警*限值，當被檢測設備超過設定溫度值時，係統能夠自動預警(當溫度超過設定值60℃時提醒調度工作人員此開關(guan) 所帶動力設備有超負荷傾(qing) 向)、報警(當開關(guan) 溫度超過設定值90℃時，產(chan) 生報警信號通知調度和相關(guan) 工作人員負荷超限，及時處理相關(guan) 故障),並將這些信息存儲(chu) 到數據庫中，工作人員便可提前到故障地點(開關(guan) )實地查看，並采取相應措施，預防事故的發生。

   通過試驗運行實現了高低壓開關(guan) 內(nei) 關(guan) 鍵位置的溫度監測，提前預防開關(guan) 過熱引起的開關(guan) 斷電、燒毀等事故，提高井下供電係統的可靠性。

測溫係統實現功能如下：

①報警功能。

   超溫報警和同一處A、B、C三相溫度不平衡報警。超溫報警具有預警和報警2級標準，報警限值由用戶設定。

②係統界麵顯示。

   為(wei) 一次係統圖上顯示各點溫度、報警信息。係統各個(ge) 溫度接收器定期(如1～30min)上傳(chuan) 溫度數據。

③曆史數據查詢。

   可選擇查詢曆史數據的類型，即曆史曲線、曆史值、月*高溫度，同時可現場查詢任意一個(ge) 測溫點的溫度數據，以及查詢的年度、月份和天數。數據庫至少可保存1a曆史數據，並可查詢*近1個(ge) 月每個(ge) 溫度點的曆史數據，同時方便導出到EXCEL表格。

④顯示溫度實時監測。

   實時溫度曲線繪製每個(ge) 監測點溫度的當日實時曲線，實現溫度數據曲線圖和列表分析。

⑤測溫數據信息可進行遠傳(chuan) 共享。

   可融入綜自係統，將溫度數據與(yu) 綜自係統集成、集中顯示、報警。

⑥故障報警及記錄查詢(可根據故障類型、時間、部位等進行查詢)。

3應用場所

   適合在泛在電力物聯網、鋼廠、化工、水泥、數據*心、醫院、機場、電廠、煤礦等廠礦企業(ye) 、變配電所等電力設備的溫度監測。

4係統結構

溫度在線監測係統結構圖

5係統功能

   測溫係統主機Acrel-2000T安裝於(yu) 值班監控室，可以遠程監視係統內(nei) 所有開關(guan) 設備運行溫度狀態。係統具有以下主要功能：

1）溫度顯示：顯示配電係統內(nei) 每個(ge) 測溫點的實時值，也可實現電腦WEB/手機APP遠程查看數據。

2）溫度曲線：查看每個(ge) 測溫點的溫度趨勢曲線。

3）運行報表：查詢及打印各測溫點*定時間的溫度數據。

4）實時告警：係統能夠對各測溫點異常溫度發出告警。係統具有實時語音報警功能，能夠對所有事件發出語音告警，告警方式有彈窗、語音告警等，還可以短信/APP推送告警消息，及時提醒值班人員。

5）曆史事件查詢：能夠溫度越限等事件記錄進行存儲(chu) 和管理，方便用戶對係統事件和報警進行曆史追溯，查詢統計、事故分析等。

6係統硬件配置

  溫度在線監測係統主要由設備層的溫度傳(chuan) 感器和溫度采集/顯示單元，通訊層的邊緣計算網關(guan) 以及站控層的測溫係統主機組成，實現變配電係統關(guan) 鍵電氣部位的溫度在線監測。

作者介紹

簡婷，韦德1946网址，主要研究方向為(wei) Acrel-2000T。