無線測溫技術(shù)在電廠10kV高壓開關(guān)中的應(yīng)用研究

吳志忠 周楊

【摘要】在化工電力系統(tǒng)中，由于環(huán)保改造，新增項目建設(shè)等，電氣負(fù)荷電流不斷增加，甚至超負(fù)荷運行。另外，因設(shè)備制造工藝，設(shè)備環(huán)境污染、觸點氧化、電弧沖擊等原因造接觸電阻增大等多方面因素造成開關(guān)、閘刀觸頭等處在運行時溫度上升，過熱嚴(yán)重，造成電氣短路或火災(zāi)事故，引發(fā)重大化工生產(chǎn)事故，威脅設(shè)備安全和員工生命財產(chǎn)安全。本文從化工電力實際出發(fā)，系統(tǒng)闡述了無線測溫技術(shù)在電廠10kV高壓開關(guān)中的應(yīng)用研究。

【關(guān)鍵詞】開關(guān)柜；溫度；無線測溫技術(shù)

某公司自備發(fā)電廠廠用線手車式開關(guān)柜位于汽機房5米層，機組運行時，振動大，易導(dǎo)致開關(guān)動靜觸頭接觸不良。其次近幾年技措改造較多，各廠用段負(fù)荷增加較多，廠用線開關(guān)電流增大，均可能引起開關(guān)觸頭發(fā)熱，運用傳統(tǒng)紅外線測量手段很難發(fā)現(xiàn)發(fā)熱隱患。

一、某集團(tuán)電網(wǎng)及電廠情況介紹

某集團(tuán)自備電廠，設(shè)有30MW發(fā)電機機組1臺，60MW發(fā)電機機組3臺，13.5MW發(fā)電機機組1臺，擔(dān)負(fù)著該公司供電、供熱、供水、供蒸汽的生產(chǎn)任務(wù)，機組安全穩(wěn)定運行是保證化工生產(chǎn)的基本要求。

二、存在問題

隨著近幾年自備電廠機組清潔排放改造的實施，廠用電量由原來占總發(fā)電量的7%上升至12%左右，負(fù)荷大幅增長，該公司發(fā)電機6kV廠用線開關(guān)電流大幅增加，又因該開關(guān)為KYN1-10型中壓金屬鎧裝手車式開關(guān)柜，運行中采用常規(guī)的紅外線測溫裝置無法檢測到開關(guān)觸頭溫度。2014年以來該公司機組停機檢修時，均發(fā)現(xiàn)各臺機組6kV廠用線開關(guān)發(fā)生觸頭發(fā)熱，燒損嚴(yán)重。

三、采取措施

針對該公司6kV廠用線開關(guān)所處環(huán)境惡劣、電流大，紅外線測溫裝置難以檢測到發(fā)熱隱患，經(jīng)查閱資料并與開關(guān)生產(chǎn)企業(yè)交流，無線溫度傳感器測溫技術(shù)正好可以解決這種測溫盲點。2016年6月該公司在自備電廠#8發(fā)電機6kV廠用線開關(guān)觸頭裝設(shè)ZWMSA-04型無線測溫裝置，2017年2月該公司在自備電廠#7發(fā)電機6kV廠用線開關(guān)觸頭裝設(shè)ZWMSA-04型無線測溫裝置，2017年6月該公司在自備電廠#6發(fā)電機6kV廠用線開關(guān)觸頭裝設(shè)ZWMSA-04型無線測溫裝置。經(jīng)運行測試，該測溫裝置運行可靠，溫度顯示正確率高，方便運行人員檢查，非常適合高壓開關(guān)的運行要求。自裝設(shè)以來多次及時監(jiān)測到開關(guān)觸頭發(fā)熱的重大隱患，避免了事故的發(fā)生，保證了機組安全穩(wěn)定運行，為集團(tuán)公司化工生產(chǎn)奠定了堅實基礎(chǔ)。

四、無線測溫系統(tǒng)的組成及優(yōu)勢

（1）系統(tǒng)由433MHzRF無線溫度傳感器、ZWSA-S6無線溫度接收終端和電腦后臺組成，溫度傳感器上傳溫度數(shù)據(jù)后，可在無線溫度接收終端實時顯示，必要時可通過RS485端口上傳到后臺，后臺存儲較長時間內(nèi)的溫度值，可以查看最近一段時間內(nèi)的溫度變化曲線。

（2）相比于傳統(tǒng)的紅外線測溫、熱電阻熱電偶測溫和光纖測溫。紅外線測溫只能測量物體的表面溫度，還易受環(huán)境溫度、設(shè)備結(jié)構(gòu)等的影響。而熱電阻、熱電偶都需要金屬導(dǎo)線傳輸信號，不能解決絕緣問題，不能在高壓開關(guān)設(shè)備中應(yīng)用。而無線測溫系統(tǒng)由溫度傳感器單元和溫度接收單元兩部分組成，分別安裝于高壓測溫部位和低壓側(cè)儀表室面板上，不存在絕緣問題。

五、無線測溫裝置實施方案

無線測溫裝置采用無線溫度傳感器、LCD顯示，進(jìn)行高壓隔離和信號傳輸，利用其固有的絕緣性和抗電磁場性能，從根本上解決高壓動靜觸頭運行時溫度不易檢測的難題。將溫度傳感器安裝在6kV廠用線開關(guān)上下靜觸頭間，在開關(guān)柜就地安裝LCD溫度顯示裝置，必要時可電腦后臺結(jié)合，通過RS485端口將信號上傳電氣中控機組監(jiān)控系統(tǒng)中，便于運行人員及時掌握全廠高壓開關(guān)運行狀況。

六、電氣接線

無線測溫裝置電氣接線簡單（圖1），電源可采用AC220V50Hz或DC220V輸入。

七、結(jié)語

無線測溫系統(tǒng)可以安全、方便地裝于母線排、隔離開關(guān)、觸臂等位置上；溫度檢測、信號傳輸單元的測溫傳感器完成溫度測量，數(shù)據(jù)發(fā)送塊完成溫度等數(shù)據(jù)的無線傳輸，然后由無線溫度接收終端完成數(shù)據(jù)接收、顯示、設(shè)定和報警?？蓪崟r顯示溫度數(shù)據(jù)，現(xiàn)場設(shè)定相關(guān)參數(shù)，具有報警和預(yù)報警功能，并可利用總線技術(shù)，組網(wǎng)完成集中顯示、設(shè)定、數(shù)據(jù)記錄及無線遠(yuǎn)程語音報警等功能，可實現(xiàn)無人值班的情況下的實時監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)溫度過高馬上報警，及時處理防范于未然，保證電網(wǎng)運行的安全和供電的可靠性。

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作者簡介：吳志忠（1973.12—），男，本科，浙江巨化熱電有限公司，工程師，研究方向：電氣工程應(yīng)用方向的研究；周楊（1973.05—），男，本科，浙江巨化熱電有限公司，電氣車間主任，研究方向：電氣工程應(yīng)用方向。