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電氣設備開關柜無線測溫及局放監測方案

1.項目背景

      發電廠、變電站的高壓開關柜是最重要的電氣設備之一。 在電氣設備系統運行中，局放、溫度是表征一次設備運行是否正常的重要參數。尤其是一次設備的連接部位，由于設備制造的原因、設備受環境污染、設備長期運行、嚴重超載運行、觸點氧化、電弧沖擊、局部放電等原因造成接觸電阻增大，因此在電能傳輸時往往會在設備內部連接處產生局放和發熱現象，而且局放及發熱問題是一個不斷累積的過程，如果不加以控制，兩者變化程度會不斷加劇，并對絕緣件的性能及設備壽命產生很大的影響，從而導致電力設備絕緣性破壞、老化、擊穿。

各類絕緣缺陷發展到最終擊穿，釀成事故之前，往往先經過局部放電階段，局部放電的強弱能夠及時反映絕緣狀態，因此通過在線監測局部放電來判斷絕緣狀態為實現開關柜絕緣在線監測及診斷的有效手段。

      隨著現代電力電子技術的不斷進步，感應取電技術、低功耗技術、無線無源技術、物聯網技術的不斷成熟，我公司研發全新的系列產品：無線測溫傳感器、智能局放傳感器。該系列產品通過開關設備無線測溫及局放監測系統進行數據采集、數據顯示、數據存儲、數據管理。

2、電氣設備開關柜無線測溫及局放監測系統

ST4018型高壓開關柜局部放電及無線測溫監測裝置通過檢測伴隨局部放電而產生的電磁波輻射及開關柜接頭溫升現象，裝置掃描開關柜內的電磁波輻射并自動確定現場局部放電的實際檢測頻率，隨后將檢測的局部放電脈沖簇數據和開關柜頭溫升數據上傳DTU。

2.1 在線監測系統配置

1) 在配電室開關柜斷路器，電纜接頭和變壓器的進出線接頭等位置安裝溫度傳感器，用于感應溫度，收集數據并上傳。

2) 在高壓開關柜二次側安裝溫無線監測器，用于接收傳感器數據，并集中上傳數據至監控中心。

3) 在10KV高壓柜配電室、低壓配電室、10KV無功補償室高壓柜和低壓柜內安裝溫度監測器，局放傳感器、局放采集器用于收集數據，在配電室內安裝溫濕度傳感器，顯示數據并上傳數據至監控中心。

4) 在監控主機和無線溫度監測器，局放傳感器采集器和溫濕度傳感器之間用485數據線連接，實現數據傳輸。

5) 在主控室或者屏柜上安裝在線監測主機，并在主機上安裝ZRMSCADA軟件，用于收集數據并整理顯示數據。

2.2 感應供電式無線溫度傳感器介紹

1) DTS-6無線溫度傳感器用于測量高壓開關柜內的電氣接點（如電纜接頭，斷路器觸頭等）的運行溫度。無線溫度傳感器是由溫度傳感器、信號處理及無線發射器、感應電源三部分組成。

2) 溫度傳感器具有小巧的體積，當與被測物體表面直接接觸時，能保證快速測量溫度的變化，并將溫度變化的信號傳到信號處理及無線發射器，進行信號處理并將處理后的信號通過無線傳輸到溫度監測器。感應電源采用小CT磁飽和技術由一次電流感應出電源，電流保持在3A-5000A之間，感應電源即可不間斷提供給傳感器穩定的工作電壓，消除了電池供電需要停電更換的弊端，大大減少了維護工作量。

性能指標：

測溫元件：數字集成溫度傳感器

測溫范圍：-55℃～+125℃(可定制-20℃～+200℃的測溫范圍)

測溫誤差：小于0.5 ℃（全量程范圍）。

測溫分辨率：±0.1℃。

接口方式：無線數字通訊接口。

發送頻率： 感應電源供電：12S發送一次。

2.3 局放傳感器

局放傳感器:系統使用內置式高頻傳感器，內置傳感器安裝在高壓柜電纜進出線倉內。

技術參數

檢測頻帶：200MHz~2000MHz；

高頻UHF天線,無源無線原理；

信號傳輸方式：SMA；

接口：BNC。

檢測靈敏度：10pC；

負載阻抗,：50 ?；

重量：0.6Kg

尺寸：165mm*85mm*30mm

安裝方式：強磁吸附安裝

安裝位置：電纜室

防護等級：IP65

環境條件：-20℃——+70℃,10-95% RH 非冷凝

2.4 局放數據采集器

通過高性能的同軸電纜線將數據傳輸到采集器上，采集器通過485數據線傳到監控主機上。采集器需要24v電源供電。

技術參數：

一體化鋁合金設計;

電源：220V/50Hz或者DC24V/DC48V;

外形尺寸： 198mm*239mm*85mm或者228mm*288mm*85mm;

通信協議：modbus RTU、具備遙信功能;

功耗： 5W;

總量：0.65kg;

2.5 掛裝式溫度檢測器

連續監測高壓開關柜內接點的運行溫度，由數字顯示屏  循環顯示出每個帶電觸頭的溫度值，可確定觸頭的過熱程度，當發生超溫時，儀器發出報警指示。并可將溫度值通過RS485接口傳到計算機作進一步數據處理，實現開關柜溫度的集中監測。

2.6 RMSCADA3.0在線監測預警軟件平臺簡介

ZRMSCADA3.0在線監測預警軟件安裝在本地監控主機上，是一個數據采集，實時監測，超限預警平臺，它可以通過各種通信協議采集數據，并通過組態畫面展示，具有多種預警方式。主要功能：

l  現場畫面組態

l  多種通信接口

l  集成多種協議

l  超限報警

l  歷史曲線

l  局域網查看

l  權限管理

l  實時數據顯示

l  共享數據到云服務器

     利用開關設備無線測溫及局放監測系統的監測和分析，捕捉設備運行異常，及時發現設備事故的早期征兆并采取有效措施，預防嚴重事故的發生。采用該監測系統可以達到如下的目的：

       彌補人工巡檢的不足，減小人工維護成本；

       征兆式報警，將事故消滅在萌芽階段，防止事態的升級、惡化；

       傳感器采用無源無線溫度傳感器，正常環境使用壽命可10年；

       傳感器具備防水、耐高溫、耐老化，并具備在強電磁環境下正常工作的特性。

       現場通信設備可采用定向無線網絡或移動互聯網組網，可方便的將現場數據實時上傳到網絡服務器。

       后臺采用BS結構，聯網的移動終端可實現隨時隨地監控的需要

       實現全天24小時不間斷在線監測，監測數據一越限即報警；

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