電力無線測溫可行性報告及設備簡介

電話18039200428  魏經理

電力測溫行業需求

  1.1電力設備著火典型案例

    2010年5月，深圳大鵬嶺澳核電站二期在建工程2號機組變壓器起火。

    2009年9月，四川巴川電力公司變電大隊11萬伏變壓器爆炸并燃燒，燃燒的物質是罐體內部的絕緣油。

    2009年8月，成都雙流機場110KV民航變電站10KV分段930開關突然著火。造成55個航班延誤，8720名旅客滯留的嚴重后果。

    2003年，河北某鋼廠的中部站高壓開關柜過熱爆炸，導致了該鋼廠的50噸煉鐵高爐停轉，近三十噸的鋼水凝固在爐中，直接經濟損失高達數千萬元。

    2002年7月，位于鄂州市古樓街辦五里墩村的鄂城變電站開關柜發生爆炸，造成鄂城鋼鐵廠兩座高爐和兩座轉爐等主要生產車間大面積停電，損失慘重,另外，7000多名住戶停水停電。

    2001年，上海供電局因高壓電纜接頭過熱引起火災，大量電纜被燒損，導致市區大面積停電事故，造成損失近千萬。

1998年6，牡丹江第二發電廠因一臺機的循環水電纜中間頭過熱引燃該電纜溝里的全部電纜，造成全廠七臺機(裝機客量103萬千瓦)被迫停機、停電的惡性事故。

箱式變壓器電氣接點溫度過高引起的火災

110KV進線柜溫度高引起的火災

1.2 事故原因分析總結

  通過解體檢查及運行記錄分析,事故原因不難找出。分接開關接觸不良是導致這些事故的直接原因。當一次側通過負載電流后動、靜觸頭之間開始發熱、放電,附近溫度開始上升。溫度上升使得動觸頭彈性進一步下降,動、靜觸頭之間壓力進一步降低,發熱更加嚴重,形成惡性循環。結果是,動、靜觸頭在電與熱的作用下融化、燒蝕。

1.3 傳統預防處理措施以及弊端電話18039200428

   故障原因很多。統計表明,絕大多數的故障類型是動、靜觸頭接觸不良。造成動、靜觸頭接觸不良的原因大致有四個:一是運行過程中由于電磁力而形成的機械振動;二是由于安裝工藝不良而造成機械變形使得動、靜觸頭接觸不到位;三是操作人員由于不清楚操作要領而導致誤操作;四是運行年久由于彈簧劣化而造成動、靜觸頭間壓力減小。

   由于彈簧劣化而造成接觸不良的多為鼓形開關,其結構類似于楔形開關,不同之處在于鼓形開關動觸頭為盤形彈簧,與靜觸頭之間的接觸壓力完全靠盤形彈簧的彈性壓力。一旦運行年久,特別是經過大電流后,彈簧容易發生退火,從而使彈性壓力降低,造成接觸不良。此外,鼓形開關檔位調節采取用手扳動的調節方式,聽到一響聲表明已經調節一檔,但到位程度無法從手感上判斷。因此也有可能造成操作。

   發現動、靜觸頭接觸不良缺陷比較有效的手段就是測量變壓器的直流電阻。但是,直流電阻測試對于發現此類缺陷是有很大局限性的。這是因為按照《無勵磁分接開關》標準,正常情況下動、靜觸頭之間的接觸電阻小于350μΩ,而電力變壓器高壓側的直流電阻值遠遠大于這個數,如果不是接觸不良情況十分嚴重,很難通過直流電阻值大小來判斷無勵磁分接開關缺陷。另外,即使測出的直流電阻值存在明顯問題時,也要在排除引線接頭螺紋松動等可能原因后才能進一步分析分接開關存在缺陷的可能性。

1.4防范未然，溫度檢測

   電力設備接觸點（包括開關柜的靜動觸頭，電纜接線，變壓器以及其接線柱）接觸不良運行的直接現象是溫度上升。因此，對其進行溫度檢測是預防事故的最有效方法。

2.電力測溫現狀及發展趨勢

2.1電力測溫現狀電話18039200428

   多年來由于技術水平的限制使電力系統安全運行水平受到一定限制，雖然我們曾利用紅外測溫儀、紅外成像儀希望解決上述問題，但都無法實現開關柜內如斷路器、刀閘聯接點和觸頭測溫，對全封閉金屬鎧裝柜更是無能為力。在線測溫徹底地解決了這一疑難雜癥，實現了電力系統一次運行設備的實時在線檢測，通過對設備實時數據的分析和預測，防止事故的發生，真正地作到防患于未然。其次也為今后實現狀態檢修，提高檢修效率，大大降低檢修成本和管理成本起到關鍵的作用。

2.2電力測溫發展趨勢

    目前，國內電力測溫主要應用紅外點測儀和光纖測溫儀，而在線方式由于無法解決高壓絕緣問題，所以高壓開關的觸點等空間有限的電氣設備基本上都是處于完全無監控的狀態下運行，而高等級的變電站存在著兩大隱患，一個是電壓等級高，一個是覆蓋面積大，因此，隨著無線測溫技術的發展，在電力測溫系統也逐漸為人們所認可，尤其是近年來，無線測溫系統被多家電廠和供電公司使用。鄭州泰恩科技有限公司開發的無線測溫測溫系統，不僅保持了原有無線測溫的優點，而且更大大的提高了測溫定位性，縮小了測溫周期。而且吸取光纖測溫串聯方式的系統穩定性低的教訓，解決了防污閃問題，而且由于采用無線信號傳輸，不存在電磁干擾和定期維護問題，可以長期免維護可靠運行，完全符合變電站無人值守的需求。 

3.TN-TA系列溫度安全解決方案電話18039200428

3.1適用行業

  礦井、煤場、倉庫、鋼鐵冶煉、化工、電力、電廠等。

3.2適用位置

大電流電纜/設備接點；

電力設備局部異常溫升部位；

開關柜中的小車動靜觸頭，進線與出線母排接點；

整流柜中的電氣接點；

變壓器中的電氣接點；

變電站或戶外其它重要電路中的電氣接點等。

   開關柜

靜觸頭

出線

母排

母排

動觸頭

動觸頭

4.電力溫度在線監測儀

4.1 基本概述

電力溫度在線監測儀適用于220kV 及以下高壓系統。主要用于實時在線監測電力線路接頭處或電力設備大電流接點的異常溫升。它具有實時顯示當前溫度數據、顯示溫度時間曲線、記錄運行數據、記錄報警數據、報警輸出等功能。該產品是有一個接收主機和3-18個無線溫度傳感器組成。

4.2產品特點

   TN系列主機結構合理，安裝方便，采用電路元件均進口自國際一線廠商。核心控制單元采用32位ARM高性能微處理器，保證高效、穩定、準確地處理各項數據。按軍工級品質要求進行生產與測試，專用于工業級強干擾的惡劣環境下。獨具匠心設計的運行過程中連續自檢功能，保證了TN具有最大的可靠性。全數字化、智能化處理策略，使本系統完全杜絕了誤報的可能。可以對溫度超限報警值、溫升過快報警值、溫升預警值 進行設置，設備在超限報警階段進行開光量的輸出及發出聲光報警訊號（可接用戶的報警裝置），使用戶及時排除故障，杜絕事故的發生。

   TN系列無線溫度傳感器采用無源無線技術、電池供電技術，可以在5A到5000A的電流下開啟正常工作模式。采用低功耗技術，在開關柜100A以上的運行電流，溫度采樣頻率可以達到1次每秒。

4.2主要功能電話18039200428

具預防報警、事故報警二種,報警時，報警音響、報警燈亮并輸

出兩路無源開關量,其警訊類別如下：

a、超過一定的溫度值(分預防報警值和事故報警值)；

b 、溫度上升過快；

c、相間(局部)溫差過大；

d、與室溫相差過大；

e、依據開關柜被測電流與溫度關系設置相關報警;

   測溫點溫度、傳感器工作狀態、環境溫度、被測的三相電流，儀器提供相應的RS-485等多種通信接口,其模塊化、兼容性的設計保證其更容易升級。

   通過本儀器的數據庫及其智能化處理策略,儀表自動給出各個測點溫度的運行曲線,觀察分析其升降趨勢,電力/設備安全管理人員可有效預測安全隱患,同時亦為負載分配、設備安全管理提供了重要的決策依據。通過電流和溫度關系特性,儀器在不同的工作電流下會產生不同的溫度報警系數,根據其系統管理人員能有及時的預測安全隱患,提高工作效率.

  主機與傳感器之間采用433MHZ的無線跳頻通訊，傳感器發射功率≤10dBm，之間的通信距離，可視距離100m，測溫范圍在-10~180℃，精度可達到±1℃。

5.溫度在線監測儀產品系列介紹

5.1溫度在線監測儀主機

5.1.1溫度在線監測儀主機TN-TA600

產品特點：

采用單色液晶顯示，界面簡潔大方，操作方便。

采用標準的儀表外殼96*96mm。

供電電壓：AC/DC220V

通訊接口：RS485

測溫通道：18個

通訊速率:1200/2400/4800/9600bps

溫度測量范圍：0℃-180℃

通訊協議：Modbus

測量精度：±1℃

功耗：5VA

報警輸出口：兩路無源常開

正常工作溫度：-20℃-65℃

環境濕度：≤97％RH

海拔高度：≤4000M

5.1.2溫度在線監測儀主機TN-TA800

產品特點：

采用TFT彩色液晶顯示，高端大氣，界面華麗。

采用儀表外殼120*120mm。

供電電壓：AC/DC220V

通訊接口：RS485

測溫通道：15個

通訊速率:1200/2400/4800/9600bps

溫度測量范圍：0℃-180℃

通訊協議：Modbus

測量精度：±1℃

功耗：5VA

報警輸出口：兩路無源常開

正常工作溫度：-20℃-65℃

環境濕度：≤97％RH

海拔高度：≤4000M

5.2無線溫度傳感器

5.2.1無線溫度傳感器TN-TS1

 通信方式：采用433MHZ的無線跳頻通訊；

 供電方式：電池供電，電量1000mAh;

 功耗：發射電流30mA,休眠電流1uA；

 發射功率: 可以設定，≤10dBm;

 通信距離：可視距離100m;

 外殼材料：耐高溫工程塑料，使用超聲波一體封裝技術，防水，防腐蝕；

 測溫范圍：0~180℃；

 測溫精度： ±1℃;

 安裝位置：用表帶式安裝，可方便安裝于動靜觸頭、 電纜接頭等部位。

 溫度采樣通訊特點：溫升變化3℃發送信號，3分鐘發送信號。

5.2.2無線溫度傳感器TN-TS2

 通信方式：采用433MHZ的無線跳頻通訊；

 供電方式：采用在線取電技術;

 工作參數：一次電流10-5000A；

 發射功率: 可以設定，≤10dBm;

 通信距離：可視距離100m;

 外殼材料：高絕緣電木；

 測溫范圍：0~180℃；

 測溫精度： ±1℃;

 安裝位置：安裝于動靜觸頭。

 溫度采樣通訊特點：10-50A時10S發送溫度一次，50-5000A時1S發送一次。

5.2.3無線溫度傳感器TN-TS3

 通信方式：采用433MHZ的無線跳頻通訊；

 供電方式：采用在線取電技術，坡莫合金穿心磁芯;

 工作參數：坡莫合金穿心5匝，一次電流為5A；

           坡莫合金穿心4匝，一次電流為7A；

           坡莫合金穿心3匝，一次電流為8A；

           坡莫合金穿心2匝，一次電流為11A；

           工作范圍0-5000A;

 發射功率: 可以設定，≤10dBm;

 通信距離：可視距離100m;

 外殼材料：坡莫合金穿心磁芯,耐高溫工程塑料；

 測溫范圍：0~180℃；

 測溫精度： ±1℃;

 安裝位置：坡莫合金纏繞固定，可方便安裝于動靜觸頭、 電纜接頭等部位。

 溫度采樣通訊特點：5-50A時10S發送溫度一次，50-5000A時1S發送一次。

6.溫度在線監測系統拓撲圖

電力接點溫度在線監測與管理系統是基于無線通信、現場總線技術（CAN/RS485可選） 、數據庫技術相結合的在線溫度監測系統，系統主要由智能無線收發傳感器、現場溫度在線監測儀、數據集線器、計算機通信組件、后臺監控機（上位機）、通訊協議轉換器及通訊線等組成。

無線溫度傳感器采集高壓電力節點溫度，通過433MHZ無線通信發送到溫度在線監測儀主機。主機把采集到的數據經過分析處理，通過RS485總線到智能通訊前置機。能通訊前置機把接收到的所有主機信息通過以太網到后臺服務器系統，能通訊前置機可以接收多到200臺主機的信息。后臺系統采用人性化的界面，顯示出被監測的高壓設備的溫度狀態，同時分析處理報警信息，可以通過手機端給用戶提醒設備運行狀態。

后臺系統采集到的數據通過互聯網，匯總到服務器，服務器把各個子站的信息匯總分析，形成大數據系統，再為各個子站設備安全運行提供可靠的指導。

本系統的物聯網基礎由此建立。如下圖：

7.業績