1、 開關柜溫度紅外在線監測系統設計方案北京四方德瑞科技有限公司 一、總則1.概述隨著我國基礎產業的迅速發展,變電、用電負荷逐年增加,高壓開關的安全穩定運行及可靠性更為重要。為確保高壓開關柜的安全穩定運行,杜絕運行中觸頭及母排過熱所引起的短路、接地所造成的重大電力設備事故。我公司(原韋安搏電力研制開發了XSJ-2000型開關溫度監測系統,它是基于目前先進的現場數據總線技術,采用了當今先進的紅外溫度傳感技術、光纖數字轉換技術,獨創設計的強電場環境下運行的非接觸式測溫產品,它克服了高壓開關柜觸頭排線強電壓、強電磁場、感溫元件無法安裝的技術難題,同時避免了其他任何線(包括光纖連接的傳感器改變了電氣爬電距

2、離這一缺點,能有效的辨別高壓開關柜接頭排線的過熱和短路火災事故隱患,同時檢測其溫度走向進行早期預判,為電力設備運行提供有效保證。該裝置在電力、冶金等行業得到了廣泛的推廣及使用,得到廣大用戶的好評。2.引起開關觸頭熔化爆炸原因分析主要原因是由于高壓開關長時間運行在大負荷的情況下,開光觸頭接觸不良所造成。另一個原因是小車開關滑動的位置偏離,使動、靜觸頭差偏所至,根據多起事故分析發現,從開關觸頭過熱到觸頭融化短路事故的發生,其發展速度比較緩慢,時間周期較長,通過溫度在線監測系統完全可以防止,杜絕該類事故地發生。二、設計方案XSJ-2000W型紅外開關溫度監測裝置是基于目前先進的現場數據總線技術,采用

3、了當今先進的紅外溫度傳感技術、光纖數字轉換技術,獨創設計的強電場環境下運行的非接觸式測溫產品,它克服了高壓開關柜觸頭排線強電壓、強電磁場、感溫元件無法安裝的技術難題,能有效的辨別高壓開關柜接頭排線的過熱和短路火災事故隱患,同時檢測其溫度走向進行早期預判,為電力設備運行提供有效保證。2.1系統設計安裝開關柜溫度在線監測系統是確保高壓開關柜的安全穩定運行,杜絕運行中觸頭及母排過熱所引起的短路、接地所造成的重大電力設備事故。因此對于溫度在線監測系統應具備以下特點:設備安全:保證安全距離,不能因安裝監測系統而改變電氣設計參數。技術成熟:應選擇技術先進,成熟穩定的溫度監測系統。安全可靠:應保證溫度傳感器

4、出現故障時,不影響電氣設備的安全運行。 根據以上所述,光纖測溫方式改變了電氣設備的表面爬電距離,光纖護套內纖維吸潮易產生放電通道存在極大的事故隱患。而無線測溫方式須經常更換電池,測量的準確性很難保證,無法適應用于用電單位,且無線電的發射頻率影響開關柜的綜合保護裝置而存在較大的事故隱患。因此推薦安裝非接觸式紅外測溫系統。2.2系統安裝開關柜紅外線溫度監測項目有20面開關柜,每個柜有6個測溫點,測開關觸頭溫度。根據實際情況系統設計如下:XSJ2000W開關柜紅外線溫度監測系統為雙層總線結構,上層為模塊級隔離總線,將操作站與采集器連接起來。每個采集器帶若干個溫度傳感器,并設有信號中繼器,數據通訊采取

5、CRC16和CRC8糾錯校驗,以保證系統能在惡劣條件下可靠運行。系統結構圖如下圖所示。 系統結構圖每臺開關柜有6個開關觸頭需要監測溫度,需安裝6支T1002紅外溫度傳感器,這6支紅外溫度傳感器的測量數據傳送到1臺HCL-數據采集器中。系統采用總線式網絡結構,經總線及數據采集器個,將開關柜觸頭的溫度實時傳送給網控的計算機進行數據處理及顯示。 系統應有電壓隔離功能,嚴防一次電壓傳入二次造成的電壓反擊事故。系統應運行可靠,耐低溫,不誤報警。在主控室安放開關柜的數據采集報警監視系統,實時顯示開關柜觸頭及電纜本體的溫度,無論哪點傳感器報警,計算機都能自動準確地提示出故障性質和報警點位置。 系統采用24伏

6、直流電源,符合安全規定,防止人員觸電意外。2.3 硬件及安裝位置 測量范圍:-20 120 精度:±1 環境溫度:-25 80 測量范圍:1:8 頭尺寸:20×22mm 全鋼金屬外殼,抗干擾,防震能力強 安裝在高壓開關柜的后側母線室處根據不同的開關柜選擇不同的安置位置,原則是安置距離超過該柜電壓等級的安全距離。50mm 大屏幕液晶顯示實時溫度值;同時測量6個溫度值;智能菜單操作;繼電器輸出、485輸出;密碼功能;可與計算機通訊工作電壓:AC/DC220V或DC24V(用戶指定開孔尺寸:110×110mm安裝在高壓開關柜的儀表盤上,在儀表盤上開一110×1

7、10mm的方孔;如上圖。主機:安裝在值班室內,能顯示所有傳感器的溫度;通訊及電源電纜:主機-所有采集器之間用一對電源電纜和一對屏蔽信號電纜;采集器-傳感器用一四芯信號屏蔽電纜; 報警歷史記錄溫度歷史記錄溫度值最高的前20個傳感器 120mm120mm 110mm 溫度分析曲線溫差曲線溫度值查詢尺寸:2000×800×600mm三.軟件系統軟件系統是在Windows 98環境下利用Visual C+開發的,具有良好的人機界面,用戶可利用鼠標,通過菜單操作、對話框的使用、窗口操作或觸摸屏操作等方式;采用了多線程多進程、動態鏈接和異步串行通信等技術,配合硬件完成系統功能要求.可根

8、據工作現場繪制測點分布圖,集中控制集中管理,還可保持歷史記錄進行分析處理。主要用于主控計算機上,要求Windows 95/NT操作系統,OFFICE 97中的Access環境,586以上計算機。系統主要特點:系統能夠對每個測點實時精確檢測,并顯示在監視畫面上 系統主機與傳感器的連接采用現場總線方式系統具有在線故障診斷功能,實時顯示每個傳感器工作狀態,并對傳感斷線短路狀態發出報警用戶可對每個溫度檢測點設定不同的溫度報警值,并可對監測點相關參數進行修改,如位置、名稱等。任何一個監測點溫度報警時,都能在監視畫面上顯示該點位置、數據、時間信息。 具有時時顯示動態參數的電子地圖功能。系統能生成各監測點的

9、溫度實時和歷史均勢圖及統計報表,每日的溫度數據記錄并生成曲線。 數據查詢功能,對某一監測點進行實時和歷史數據查詢。數據報表打印,正常數據報表打印和報警數據報表打印。系統能接入企業內部局域網,實現網上用戶在不同地點能查閱監測系統信息。 被測各點電氣設備的參數:開關柜型號、開關型號、開關觸電容量材質、排線的截面等。各點維修的歷史記錄及維修所需的各種數據。系統操作簡單,通過單擊即可進入相關功能。 四.系統接口為了與其它系統更好的連接,本系統采用標準通訊接口協議:RS-485和ETHERNETIEEE802.3規范,支持IPX 及TCP/IP 協議,由于采取了ETHENET 標準,系統可與互連網連接。

10、現場智能集線器與通訊總線完全隔離,采取光纖隔離技術,能經受的電壓沖擊典型值為1500VRMS/分或2000VRMS/秒。功能菜單數據采集器運行診斷 溫度傳感器運行診斷 報警歷史記錄 任意一點傳感器查詢 降序前20個溫度值 歷史溫度曲線查詢 歷史溫差曲線查詢 密碼設置 系統設置 系統可擴充性好,滿足用戶不同的擴展需求。五、技術要求5.1、設備制造、供貨引用標準:IEC60298(1990額定電壓1KV以上50KV以下交流金屬封閉開關設備和控制設備GB6162-85靜態繼電器及保護裝置的電氣干擾試驗GB11287-89繼電器、繼電保護裝置振動(正弦試驗GB763-90交流高壓電器在長期工作時的發熱DL/T539-93戶內交流高壓開關柜和元部件凝露及污穢試驗技術條件DL/T593-96高壓開關設備的共用訂貨技術條件DL5003