【應用案例】無線測溫系統在設備點檢中的研究與應用

未曉妃

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

   軋鋼廠有4條生產線，棒材生產線有33臺高壓柜、15臺行車，棒線；高速線材生產線有40臺高壓柜、19臺行車；型鋼生產線有30臺高壓柜、16臺行車；總計103臺高壓柜、50臺行車。本文對無線測溫裝置在開關柜、行車電機和關鍵電機中的應用進行闡述，實現對真空斷路器觸頭、行車電機和關鍵設備電機的溫度控制、實時報警等功能，提前發現隱患并進行預防處理，避免關鍵設備突然損壞造成不可估量的損失。

1設備點檢中遇到的問題

     高壓開關柜檢查主觸頭的方法為停電、將小車搖出后進行緊固和溫度測量，點檢周期為每季度，而設備的劣化是無周期、無規律的，尤其是高壓開關的主觸頭，需要對其進行實時監控，掌握其劣化趨勢，及時發現隱患并進行處理，否則一旦發生異常，后果難以想象。因行車使用頻繁，若每日停下來對其進行全*點檢較為困難。若采用PT100測溫元件對電機進行實時測溫，因行車需來回吊運鋼材、鋼坯，無法保證線路的安全性，實施起來更為困難。

2高壓開關柜、行車電機運行情況分析

   針對2021年出現的高壓開關柜、行車電機等設備異常情況進行統計，具體如下：

（1）5月19日，棒材春防期間，對高壓柜動靜觸頭進行緊固時發現，1號加熱爐高壓配電柜靜觸頭有變色的現象。

（2）7月1日，棒線春防期間，將高壓柜中軋整流柜小車搖出清灰緊固，發現小車的動觸頭B相有變色現象。

（3）9月8日，型鋼原料跨1號行車主鉤電機燒損，經檢查為定子繞組缺相造成。

（4）9月24日，型鋼中壓水站3號泵電機燒損，經檢查為3號泵油泵電機損壞，造成電機缺油運行燒損。

對上述4起異常情況分析發現：在高壓開關柜運行中，不能有效觀察動、靜觸頭接觸是否良好、不能檢查動靜觸頭螺栓是否松動，是造成觸頭溫度異常、觸頭變色的主要原因。行車電機和關鍵設備電機的日常點檢，具有一定的周期性，無法做到實時監測，當電機溫度發生異常，如果不能及時發現并處理，在一段時間內，電機將發生損壞。

3解決方案

無線測溫傳感器的選擇

表 1 有源無線測溫傳感器、無源無線測溫傳感器對比

 

4無線測溫系統的現場應用及改進

   現場安裝無線測溫系統，對高壓開關柜的主觸頭和行車電機等的溫度進行實時監控，經過一段時間的使用，及時發現了一些超溫報警和隱患，采取措施進行處理，避免了電機燒損、高壓開關柜發生重大事故障，有效提升了點檢效率。

4.1無線測溫系統預防管理效果

在使用無線測溫系統過程中，發現了一些超溫報警的情況。

（1）棒材水泵房精軋濁環泵電機發生超溫報警，到現場查看，對電機機身溫度進行測量，溫度為75℃，當即投入備用電機。對超溫報警電機進行檢測，發現電機絕緣阻值降低，避免了電機被燒損。

（2）棒線空氣排煙機電機在運行過程中超溫報警，現場檢查發現，電機散熱風機損壞，導致電機溫度逐步升高。更換使用備機，確保了生產穩順運行。

（3）棒材高壓配電柜發現母聯柜上觸頭B相溫度高達54℃，隨即向上級供電部門申請倒閘操作，檢查發現靜觸頭變色，有螺栓松動的情況。對其進行緊固和打磨后，重新安裝。二天查看溫度情況，下降為38℃，避免了高壓開關發生重大事故。

4.2無線測溫系統的改進

無線測溫系統運行近一年，對運行中發現的問題進行了相應改進。

（1）行車在吊運鋼坯、鋼材過程中，由于行駛距離遠近不同，無線溫度傳感器的信號不太穩定。通過將傳感器內部天線焊接加長，增加了信號的傳輸距離，保證了信號穩定傳輸。

（2）棒材母聯柜觸頭溫度報警值為55℃，由于無源無線溫度傳感器安裝在主觸頭套管上，測量溫度值較實際溫度偏差較大。更換為一種微型無源無線溫度傳感器，安裝在高壓開關柜主觸頭上，可以更加準確地測量觸頭溫度。

4.3目前生產應用中的不足之處

（1）軋鋼廠有103臺高壓柜，其中，有22臺為整流變高壓柜。整流變壓器負責給直流電機供電，只有軋制過程中才有電流通過，而無源無線溫度傳感器的供電方式為感應電流式，通訊頻率為10～60s。也就是說，在直流電機無軋件軋制時，無源無線測溫傳感器無法感應到主觸頭溫度，需要使用有源無線溫度傳感器，工作方式為感應溫度式。這樣，無論主觸頭是否有電流流過，都可以實時將觸頭溫度并顯示在測溫主機上。

（2）高壓開關柜的輸出模塊已經接入聲光報警燈，一旦超溫，將發出聲光報警。但是，未接入PLC控制系統，不能在監控畫面上顯示信號。

（3）行車等電機的溫度監控已經按計劃接入就近操作臺的測溫主機內，只有操作臺才能看到報警和溫度。下一步，計劃將所有操作臺的測溫主機通過光纖將信號傳遞回電工值班室監控電腦上，實現全廠無線測溫系統溫度的集中監控。

5 安科瑞溫度在線監測系統解決方案

5.1概述

   電氣接點在線測溫裝置適用于高低壓開關柜內電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開關、高壓電纜中間頭、干式變壓器、低壓大電流等設備的溫度監測，防止在運行過程中因氧化、松動、灰塵等因素造成接點接觸電阻過大而發熱成為安全隱患，提高設備安全保障，及時、持續、準確反映設備運行狀態，降低設備事故率。

   Acrel-2000T無線測溫監控系統通過RS485總線或以太網與間隔層的設備直接進行通訊，系統設計遵循國際標準Modbus-RTU、Modbus-TCP等傳輸規約，安全性、可靠性和開放性都得到了較大地提高。該系統具有遙信、遙測、遙控、遙調、遙設、事件報警、曲線、棒圖、報表和用戶管理功能，可以監控無線測溫系統的設備運行狀況，實現快速報警響應，預防嚴重故障發生。

5.2應用場所

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

5.3系統結構

溫度在線監測系統結構圖

5.4系統功能

測溫系統主機Acrel-2000T安裝于值班監控室，可以遠程監視系統內所有開關設備運行溫度狀態。

系統具有以下主要功能：

溫度顯示：顯示配電系統內每個測溫點的實時值，也可實現電腦WEB/手機APP遠程查看數據。

溫度曲線：查看每個測溫點的溫度趨勢曲線。

運行報表：查詢及打印各測溫點時間的溫度數據。

實時告警：系統能夠對各測溫點異常溫度發出告警。系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。

歷史事件查詢：能夠溫度越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統事件和報警進行歷史追溯，查詢統計、事故分析等。

5.5系統硬件配置

溫度在線監測系統主要由設備層的溫度傳感器和溫度采集/顯示單元，通訊層的邊緣計算網關以及站控層的測溫系統主機組成，實現變配電系統關鍵電氣部位的溫度在線監測。

 

 

 

作者介紹

未曉妃，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為微電網能效管理和環保安全用電。