淺談安科瑞無(wú)線測(cè)溫在35kV變電站的應(yīng)用
2026-07-03
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安科瑞 劉邁
摘要:35kV變電站作為電力系統(tǒng)配網(wǎng)環(huán)節(jié)的核心節(jié)點(diǎn),其高壓開關(guān)柜、線路接頭等關(guān)鍵部位的溫度異常是引發(fā)電力事故的主要誘因之一。本文結(jié)合安科瑞無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn),圍繞35kV變電站溫度監(jiān)測(cè)的實(shí)際需求,分析安科瑞無(wú)線測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用必要性與工作原理,闡述系統(tǒng)在變電站的整體架構(gòu)設(shè)計(jì)、軟硬件配置及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用方案,并通過(guò)實(shí)際測(cè)試與運(yùn)行驗(yàn)證其測(cè)溫精度、故障預(yù)警及處置能力,為35kV變電站的智能化溫度監(jiān)測(cè)與安全穩(wěn)定運(yùn)行提供實(shí)踐參考。
關(guān)鍵詞:無(wú)線測(cè)溫;35kV變電站;故障預(yù)警;溫度監(jiān)測(cè)
0引言
隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化、智能化水平的不斷提升,35kV變電站作為工礦企業(yè)、城鎮(zhèn)配網(wǎng)的重要供電單元,其長(zhǎng)期不間斷運(yùn)行的可靠性要求日益提高。變電站內(nèi)高壓開關(guān)柜、變壓器、線路接觸點(diǎn)等設(shè)備因老化、接觸不良、負(fù)荷不均等問題很容易出現(xiàn)異常發(fā)熱,據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)約40%的電力事故由高壓設(shè)備異常發(fā)熱引發(fā),輕則導(dǎo)致設(shè)備損壞,重則引發(fā)線路短路、絕緣失效等嚴(yán)重事故。傳統(tǒng)的離線測(cè)溫、周期巡檢方式存在監(jiān)測(cè)滯后、盲區(qū)多、精度不足等問題,已無(wú)法滿足變電站智能化運(yùn)維的需求。
安科瑞無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)憑借高絕緣性、高穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、安裝便捷等特點(diǎn),成為35kV變電站溫度監(jiān)測(cè)的優(yōu)選方案。該系統(tǒng)融合了無(wú)線傳感、物聯(lián)網(wǎng)通信、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù),可實(shí)現(xiàn)變電站關(guān)鍵測(cè)溫點(diǎn)的不間斷數(shù)據(jù)采集、傳輸、分析及故障預(yù)警,有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)測(cè)溫方式的缺陷。本文結(jié)合35kV變電站的運(yùn)行特點(diǎn),對(duì)安科瑞無(wú)線測(cè)溫技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用進(jìn)行全方面研究,為同類變電站的溫度監(jiān)測(cè)改造提供借鑒。
1無(wú)線測(cè)溫技術(shù)應(yīng)用必要性及工作原理
1.1應(yīng)用必要性
35kV變電站運(yùn)行過(guò)程中,設(shè)備負(fù)荷波動(dòng)大、電磁場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜,開關(guān)柜內(nèi)動(dòng)靜觸頭、母線接頭等部位屬于溫度故障高發(fā)點(diǎn),這些部位空間狹小、不易巡檢,一旦出現(xiàn)溫度異常難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)。安科瑞無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)針對(duì)變電站的運(yùn)行痛點(diǎn),具備體積小、抗干擾性強(qiáng)、測(cè)溫精度高、無(wú)線傳輸免布線等優(yōu)勢(shì),可直接安裝在高壓帶電部位,實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸式溫度監(jiān)測(cè);同時(shí)系統(tǒng)支持多級(jí)故障預(yù)警,能在溫度達(dá)到警戒值時(shí)通過(guò)聲光、短信、平臺(tái)推送等方式及時(shí)報(bào)警,為故障處置爭(zhēng)取時(shí)間,大幅降低設(shè)備熱故障引發(fā)的停電風(fēng)險(xiǎn)。
此外,安科瑞無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)可與變電站原有監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)接,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與一體化運(yùn)維,減少人工巡檢工作量,提升變電站運(yùn)維效率,符合電力系統(tǒng)智能化、無(wú)人化的發(fā)展趨勢(shì)。
1.2核心工作原理
安科瑞無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)采用“溫度傳感器+無(wú)線采集終端+監(jiān)控平臺(tái)"的三層架構(gòu)設(shè)計(jì),其核心工作原理為:通過(guò)安裝在關(guān)鍵測(cè)溫點(diǎn)的無(wú)線溫度傳感器,實(shí)時(shí)采集設(shè)備溫度數(shù)據(jù)并將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào);傳感器將數(shù)據(jù)傳輸至就近的無(wú)線采集終端,采集終端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選后,通過(guò)RS485、以太網(wǎng)等方式上傳至變電站監(jiān)控平臺(tái)或安科瑞Acrel-2000T無(wú)線測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng);平臺(tái)對(duì)接收的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示、曲線分析、歷史存儲(chǔ),當(dāng)測(cè)溫點(diǎn)溫度超過(guò)預(yù)設(shè)閾值時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)觸發(fā)多級(jí)故障預(yù)警,并定位故障位置,指導(dǎo)運(yùn)維人員快速處置。
系統(tǒng)的溫度傳感器采用無(wú)源設(shè)計(jì)(如感應(yīng)取電、電池供電),無(wú)需外接電源,可直接安裝在35kV高壓設(shè)備上,實(shí)現(xiàn)高壓隔離,保障設(shè)備及人員安全。
2無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)在35kV變電站的架構(gòu)設(shè)計(jì)
結(jié)合35kV變電站的設(shè)備布局與測(cè)溫需求,安科瑞無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的整體架構(gòu)分為前端信號(hào)采集層、中端數(shù)據(jù)傳輸層、終端分析診斷層三個(gè)部分,三層架構(gòu)協(xié)同工作,實(shí)現(xiàn)溫度監(jiān)測(cè)的全流程閉環(huán)管理,架構(gòu)設(shè)計(jì)契合35kV變電站的現(xiàn)場(chǎng)工況,兼顧實(shí)用性與擴(kuò)展性。
2.1前端信號(hào)采集層
前端信號(hào)采集層是系統(tǒng)的感知終端,核心由安科瑞無(wú)線溫度傳感器組成,主要包括ATE100系列、ATE400系列等型號(hào),可根據(jù)測(cè)溫點(diǎn)類型靈活選型。
傳感器直接安裝在35kV變電站的關(guān)鍵測(cè)溫點(diǎn),每臺(tái)高壓開關(guān)柜的A、B、C三相進(jìn)線端、出線端、動(dòng)靜觸頭均布置1個(gè)測(cè)溫點(diǎn),變壓器高低壓側(cè)接頭、避雷器引線等部位按需布置,確保測(cè)溫?zé)o盲區(qū)。安科瑞溫度傳感器測(cè)溫范圍為-50℃~125℃,精度可達(dá)±1℃,滿足35kV變電站的測(cè)溫精度要求;傳感器外殼采用耐高溫、高絕緣的工程塑料,防護(hù)等級(jí)達(dá)IP67,可適應(yīng)開關(guān)柜內(nèi)潮濕、高溫、強(qiáng)電磁場(chǎng)的惡劣環(huán)境。
2.2中端數(shù)據(jù)傳輸層
中端數(shù)據(jù)傳輸層是系統(tǒng)的“數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站",由安科瑞無(wú)線采集終端、通信網(wǎng)關(guān)組成,負(fù)責(zé)將前端傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚、轉(zhuǎn)換并上傳。
無(wú)線采集終端安裝在開關(guān)柜附近的低壓區(qū)域,每個(gè)終端可接入多臺(tái)無(wú)線溫度傳感器,通過(guò)485接口,Modbus協(xié)議傳輸,滿足35kV變電站的設(shè)備布局需求。實(shí)現(xiàn)與變電站監(jiān)控平臺(tái)、安科瑞云平臺(tái)的對(duì)接,保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)募嫒菪耘c穩(wěn)定性。
2.3終端分析診斷層
終端分析診斷層是系統(tǒng)的核心控制與決策單元,由安科瑞Acrel-2000T無(wú)線測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)、服務(wù)器、顯示終端組成,部署在變電站監(jiān)控室。
該監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞專為電力設(shè)備溫度監(jiān)測(cè)研發(fā)的專用軟件,支持Windows、Linux系統(tǒng),具備實(shí)時(shí)溫度顯示、測(cè)溫點(diǎn)狀態(tài)監(jiān)控、溫度曲線分析、歷史數(shù)據(jù)查詢、故障預(yù)警、報(bào)表生成等功能。系統(tǒng)可對(duì)所有測(cè)溫點(diǎn)進(jìn)行可視化管理,以開關(guān)柜為單位展示A、B、C三相溫度數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)刷新測(cè)溫值;支持繪制單測(cè)溫點(diǎn)或多測(cè)溫點(diǎn)的溫度變化曲線,便于分析設(shè)備溫度變化趨勢(shì);歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)周期可達(dá)1年以上,支持按時(shí)間、柜體編號(hào)、測(cè)溫點(diǎn)類型等條件查詢,為設(shè)備狀態(tài)評(píng)估提供數(shù)據(jù)支撐。
同時(shí),系統(tǒng)支持自定義多級(jí)溫度閾值(預(yù)警值、報(bào)警值、跳閘值),當(dāng)溫度達(dá)到預(yù)警值時(shí),系統(tǒng)發(fā)出聲光預(yù)警;達(dá)到報(bào)警值時(shí),除現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警外,還可通過(guò)短信、微信公眾號(hào)推送報(bào)警信息至運(yùn)維人員手機(jī);達(dá)到跳閘值時(shí),可聯(lián)動(dòng)變電站繼電保護(hù)裝置,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跳閘,防止事故擴(kuò)大。系統(tǒng)還具備故障定位功能,報(bào)警時(shí)自動(dòng)高亮顯示故障柜體及測(cè)溫點(diǎn),明確故障位置,提升故障處置效率。
3安科瑞無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的軟硬件配置與安裝
3.1硬件配置及選型
安科瑞無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的硬件配置遵循“適配性、高可靠性、易安裝"原則,結(jié)合35kV變電站5臺(tái)高壓開關(guān)柜的測(cè)溫需求,硬件配置及選型如下表所示:

3.2軟件配置及功能
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很大地提高。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。
適合在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、鋼廠、化工、水泥、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)。

溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
3.2.1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)。

3.2.1溫度曲線:查看每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的溫度趨勢(shì)曲線。

3.2.3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)。

3.2.4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。

3.2.5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。

3.3現(xiàn)場(chǎng)安裝要點(diǎn)
3.3.1.傳感器安裝:無(wú)源傳感器通過(guò)卡扣、螺栓固定在開關(guān)柜動(dòng)靜觸頭、母線接頭上,安裝時(shí)保證傳感器與測(cè)溫點(diǎn)緊密接觸,避免間隙影響測(cè)溫精度;傳感器安裝位置遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾源,確保無(wú)線信號(hào)傳輸穩(wěn)定;
3.3.2.采集終端安裝:采集終端安裝在開關(guān)柜旁的低壓配電柜內(nèi),距離傳感器的無(wú)線傳輸距離不超過(guò)150m,終端接地良好,避免靜電干擾;
3.3.3.通信布線:采集終端與網(wǎng)關(guān)之間采用RVSP2*1.5屏蔽雙絞線布線,屏蔽層單端接地,減少電磁干擾;網(wǎng)關(guān)與服務(wù)器之間通過(guò)以太網(wǎng)連接,保障數(shù)據(jù)傳輸速率;
3.3.4.系統(tǒng)調(diào)試:安裝完成后,通過(guò)配置軟件對(duì)傳感器、采集終端進(jìn)行地址分配、參數(shù)設(shè)置,測(cè)試無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度、數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性;逐點(diǎn)校準(zhǔn)測(cè)溫精度。
4結(jié)語(yǔ)
隨著電力系統(tǒng)智能化的不斷發(fā)展,安科瑞無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)可進(jìn)一步與人工智能、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)融合,實(shí)現(xiàn)設(shè)備溫度故障的預(yù)判與趨勢(shì)分析,為35kV變電站的狀態(tài)檢修、全生命周期管理提供數(shù)據(jù)支撐。該系統(tǒng)在35kV變電站的應(yīng)用方案具有較強(qiáng)的推廣價(jià)值,可廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)、城鎮(zhèn)配網(wǎng)等領(lǐng)域的35kV變電站溫度監(jiān)測(cè)改造,為電力系統(tǒng)的智能化運(yùn)維提供技術(shù)保障。
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