高压柜无线测温装置-无线无源温度传感器-安科瑞 顾月
摘 要：在现阶段工业建设的发展中,化工企业得到了快速的发展,化学工业生产在整个国民生产中占据着非常重要的位置,也是近年来发展比较重视的一个行业,化工企业的发展还能够在一定程度上反映出综合国力与经济发展的增长潜力.化工企业的生产具有规模大、连续性强、自动化水平高等特点,安全可靠的电力供应是企业安全生产的基本保障。本文针对化工企业的供配电系统工程项目,按照具体要求,合理选择继电保护、智能操控、无线测温装置,并采用无线测温系统进行监测与控制,实现了供配电系统和企业生产的电气自动化。
关键词：化工；继电保护；智能操控；无线测温
1 项目概况
本工程为兰州助剂厂新建项目，本工程系统包含3个变电站分别为南区中心配电室、北区分配电室和循环水泵分配电室。南区中心配电室14台10kV高压开关柜，62面低压柜，高压系统运行方式为：高压侧两段均为单母线，低压侧为两进线一母联。北区分配电室4台10kV高压开关柜，72面低压柜，高压系统运行方式为：高压侧两段均为单母线，低压侧为两进线一母联。循环水泵分配电室4台10kV高压开关柜，10面低压柜，高压系统运行方式为：高压侧两段均为单母线，低压侧为两进线一母联。三个变电站均配置有无线测温系统，要求配备了智能设备接口，充分保证系统的安全可靠运行，也兼顾了目前的综合自动化系统。
2 产品需求及配置
本次针对兰州助剂厂新建项目，需要配置微机保护装置、智能操控装置及无线测温产品，对厂区内配电工程中高低压柜状态进行监测。首先该项目的微机保护要求如下：
12路交流电压/电流通道，测量三相电流、两路零序电流、三相电压、零序电压。
20路有源开关量输入；10路无源开关量输出，保护元件的出口方式可通过跳闸矩阵进行整定，方便用户选择要动作的继电器。
所有动作跳闸的保护继电器均应有指示标志或装有指示器，并且只能在就地手动复位。
1）10kV电源进线柜：三段式过流、重合闸、过负荷、PT断线告警；独立的操作回路；
2）10kV PT柜: PT监测、PT并列；
3）10kV主变柜：三段式过流、过负荷、PT断线告警、非电量保护；独立的操作回路；
4）10kV出线柜：三段式过流、重合闸、过负荷、PT断线告警；独立的操作回路；
5）10kV电容柜：二段式过流、不平衡电压保护、不平衡电流保护、欠电压保护；独立的操作回路；
6）10kV变频出线柜：三段式过流、重合闸、过负荷、PT断线告警；独立的操作回路；
根据上述继电保护要求，故此选择AM5SE系列微机保护装置。
| 名称 | 外形 | 参数说明 | 安装方式 |
| AM5SE | 面框164*267*17mm，深度204mm；12路交流输入；20DI、10DO；线路保护测控，主变差动保护测控，主变后备保护测控，电动机保护测控，配电变保护测控，电容器保护测控，备自投保护测控，PT监测并列，公共测控；Modbus协议。 | 面板开孔嵌入式安装 |
二，该项目的智能操控要求如下：
1）一次动态模拟图，断路器分合位置动态显示；接地开关位置动态显示；弹簧储能动态显示；
2）（除PT柜1路外）两路温湿度控制器功能，通讯线长6米，数码管显示；
3）语音防误提示功能，人体红外感应探头；
4）加热器断线报警；
5）柜内照明操作；
6）分合闸、储能、远方/就地开关；
7）高压带电显示和闭锁装置；
8）RS485通讯功能，Modbus 通讯协议
根据上述智能操控要求，故此选择ASD200系列智能操控装置。
| 名称 | 外形 | 参数说明 | 安装方式 |
| ASD200 | 面框237.5*177.5*15.3mm，深度67mm，开孔220*165mm；AC85-265V或DC100-300V供电；一路上行RS485接口；；Modbus协议。 | 面板开孔嵌入式安装 |
第三，该项目的无线测温要求如下：
1）每面高压柜出线电缆3点测温；低压进线、无功补偿柜母排3点测温，低压出线重要回路（1250A额定电流以上）每个回路出线电缆3点测温。
2）测温传感器：感应取电，启动电流大于5A；测温范围：-50℃~+125℃；精度：±1℃；无线频率：470MHz；采样频率：15s；通讯距离：空旷150m。
3）无线接收器自带RS485通讯，一个无线数据接收器应能可靠接受不低于60个温度传感器发出的温度信号。
4）监控主机壁挂式安装，可实现温度实时显示、历史数据记录的对比分析、预警及报警、运行状态全程记录等功能电气监控系统分布图；参数设置；实时数据查询；历史数据查询；历史曲线；超温记录、报警等功能。
根据上述要求，故此选择安科瑞的智能操控装置及无线测温产品如下表。
| 名称 | 外形 | 参数说明 | 安装方式 |
| Acrel-2000T/B | 柜体尺寸为480*420*200mm；硬件：内存4G，硬盘128G，以太网口；显示器：12寸，分辨率800*600；操作系统：Windows 7；数据库系统： Microsoft SQL Server 2008 R2；I/O接口：GLAN×2、USB×4、COM×6；可选Web平台/APP服务器 | 壁挂式安装 | |
| ATC450-C | 65*45*28mm(长*宽*高)；DC24V供电；一路上行RS485接口，可接收ATE200/ATE400无线温度传感器温度；Modbus协议。 | 35mm导轨安装螺丝固定(φ4,36mm) | |
| ATE400 | 25.82*20.42*12.8mm(长*宽*高)；CT感应取电，启动电流≥5A；470MHz，空旷距离150米。 | 合金片固定、取电 |
3 产品方案明细
该项目的3个配电房分别为南区中心配电室、北区分配电室和循环水泵分配电室，以南区中心配电室为例，智能操控及无线测温产品和微机保护装置的产品上图如下：
本项目共计使用微机保护装置20只，智能操控装置20只，无源无线传感器339只，接收器17只，监控主机3台。
1）微机保护装置明细
| 序号 | 设备型号及规格 | 型号 | 单位 | 数量 | 备注 |
| 一 | 南区中心配电1层 | ||||
| 线路保护监控装置 | AM5SE-F | 台 | 2 | 进线保护 | |
| 变压器保护监控装置 | AM5SE-T | 台 | 2 | 变压器保护 | |
| PT监控及切换装置 | AM5SE-UB | 台 | 2 | PT监控及并列 | |
| 电容保护监控装置 | AM5SE-C | 台 | 1 | 电容保护 | |
| 线路保护监控装置 | AM5SE-F | 台 | 5 | 馈线保护 | |
| 二 | 北区分配电室2层 | ||||
| 线路保护监控装置 | AM5SE-F | 台 | 2 | 进线保护 | |
| 变压器保护监控装置 | AM5SE-T | 台 | 2 | 变压器保护 | |
| 三 | 循环水泵分配电室 | ||||
| 线路保护监控装置 | AM5SE-F | 台 | 2 | 进线保护 | |
| 变压器保护监控装置 | AM5SE-T | 台 | 2 | 变压器保护 |
2）智能操控产品明细
| 名称 | 安装内容 | 单位 | 数量 |
| 南区中心配电 | |||
| ASD200 | 203AH101 | 台 | 1 |
| ASD200 | 203AH103 | 台 | 1 |
| ASD200 | 203AH104 | 台 | 1 |
| ASD200 | 203AH105 | 台 | 1 |
| ASD200 | 203AH106 | 台 | 1 |
| ASD200 | 203AH201 | 台 | 1 |
| ASD200 | 203AH203 | 台 | 1 |
| ASD200 | 203AH204 | 台 | 1 |
| ASD200 | 203AH205 | 台 | 1 |
| ASD200 | 203AH206 | 台 | 1 |
| ASD200 | 203AH207 | 台 | 1 |
| ASD200 | 203AH208 | 台 | 1 |
| 北区分配电室 | |||
| ASD200 | 204AH101 | 台 | 1 |
| ASD200 | 204AH102 | 台 | 1 |
| ASD200 | 204AH201 | 台 | 1 |
| ASD200 | 204AH202 | 台 | 1 |
| 循环水泵分配电室 | |||
| ASD200 | 205AH101 | 台 | 1 |
| ASD200 | 205AH102 | 台 | 1 |
| ASD200 | 205AH201 | 台 | 1 |
| ASD200 | 203AH202 | 台 | 1 |
3）无线测温产品明细
| 名 称 | 柜 号 | 单 位 | 数 量 | 组号 | 地址 | 编码 |
| 循环水站分配电室4面高压柜 | ||||||
| ACREL2000T/B无线测温采集设备 | 箱 | 1 | 1 | |||
| 无线测温收发器ATC450-C | 205AH101 | 点 | 1 | 1 | 2 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 点 | 3 | 1 | 2-1至1-3 | ||
| 无线测温传感器ATE400 | 205AH102 | 点 | 3 | 1 | 2-4至2-6 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 205AH201 | 点 | 3 | 1 | 2-7至2-9 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 205AH202 | 点 | 3 | 1 | 2-10至2-12 | |
| 循环水站分配电室10面低压柜 | ||||||
| 无线测温收发器ATC450-C | 206AA21 | 点 | 1 | 1 | 1 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 点 | 3 | 1 | 1-1至1-3 | ||
| 无线测温传感器ATE400 | 206AA22 | 点 | 3 | 1 | 1-4至1-6 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 206AA12 | 点 | 3 | 1 | 1-7至1-9 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 206AA23 | 点 | 3 | 1 | 1-10至1-12 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 206AA11 | 点 | 3 | 1 | 1-13至1-15 | |
| 北区分配电室2层4面高压柜 | ||||||
| ACREL2000T/B无线测温采集设备 | 箱 | 1 | 2 | |||
| 无线测温收发器ATC450-C | 204AH202 | 点 | 1 | 2 | 1 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 点 | 3 | 2 | 1-1至1-3 | ||
| 无线测温传感器ATE400 | 204AH201 | 点 | 3 | 2 | 1-4至1-6 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 204AH102 | 点 | 3 | 2 | 1-7至1-9 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 204AH101 | 点 | 3 | 2 | 1-10至1-12 | |
| 北区分配电室2层72面低压柜 | ||||||
| 无线测温收发器ATC450-C | 102AA02 | 点 | 1 | 2 | 2 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 点 | 3 | 2 | 2-1至2-3 | ||
| 无线测温传感器ATE400 | 102AA03 | 点 | 3 | 2 | 2-4至2-6 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 102AA04 | 点 | 3 | 2 | 2-7至2-9 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 102AA05 | 点 | 3 | 2 | 2-10至2-12 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 102AA07 | 点 | 3 | 2 | 2-13至2-15 | |
| 无线测温收发器ATC450-C | 103AA06 | 点 | 1 | 2 | 3 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 点 | 3 | 2 | 3-1至3-3 | ||
| 无线测温传感器ATE400 | 103AA03 | 点 | 3 | 2 | 3-4至3-6 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 103AA04 | 点 | 3 | 2 | 3-7至3-9 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 103AA07 | 点 | 3 | 2 | 3-10至3-11 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 103AA15 | 点 | 3 | 2 | 3-12至3-15 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 105AA03 | 点 | 3 | 2 | 3-16至3-18 | |
| 无线测温收发器ATC450-C | 204EAA01 | 点 | 1 | 2 | 4 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 点 | 6 | 2 | 4-13至4-18 | ||
| 无线测温传感器ATE400 | 点 | 3 | 2 | 4-1至4-3 | ||
| 无线测温传感器ATE400 | 204EAA03 | 点 | 3 | 2 | 4-4至4-6 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 204EAA04 | 点 | 3 | 2 | 4-7至4-9 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 204EAA05 | 点 | 3 | 2 | 4-10至4-12 | |
| 无线测温收发器ATC450-C | 204PC104 | 点 | 1 | 2 | 5 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 点 | 3 | 2 | 5-1至5-3 | ||
| 无线测温传感器ATE400 | 204PC102 | 点 | 3 | 2 | 5-4至5-6 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 204PC103 | 点 | 3 | 2 | 5-7至5-9 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 204PC101 | 点 | 3 | 2 | 5-10至5-12 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 204PC105 | 点 | 6 | 2 | 5-13至5-18 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 204PC108 | 点 | 3 | 2 | 5-19至5-21 | |
| 无线测温收发器ATC450-C | 204PC204 | 点 | 1 | 2 | 6 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 点 | 6 | 2 | 6-1至6-6 | ||
| 无线测温传感器ATE400 | 204PC202 | 点 | 3 | 2 | 6-7至6-9 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 204PC203 | 点 | 3 | 2 | 6-10至6-12 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 204PC201 | 点 | 3 | 2 | 6-13至6-15 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 204PC205 | 点 | 6 | 2 | 6-16至6-21 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 209AA03 | 点 | 3 | 2 | 6-22至6-24 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 209AA04 | 点 | 3 | 2 | 6-25至6-27 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 209AA05 | 点 | 3 | 2 | 6-28至6-30 | |
| 南区中心配电1层14面高压柜 | ||||||
| ACREL2000T/B无线测温采集设备 | 箱 | 1 | 2 | |||
| 无线测温收发器ATC450-C | 203AH101 | 点 | 1 | 3 | 1 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 点 | 3 | 3 | 1-1至1-3 | ||
| 无线测温传感器ATE400 | 203AH102 | 点 | 3 | 3 | 1-4至1-6 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 203AH103 | 点 | 3 | 3 | 1-7至1-9 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 203AH104 | 点 | 3 | 3 | 1-10至1-12 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 203AH105 | 点 | 3 | 3 | 1-13至1-15 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 203AH106 | 点 | 3 | 3 | 1-16至1-18 | |
| 无线测温收发器ATC450-C | 203AH201 | 点 | 1 | 3 | 2 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 点 | 3 | 3 | 2-1至2-3 | ||
| 无线测温传感器ATE400 | 203AH202 | 点 | 3 | 3 | 2-4至2-6 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 203AH203 | 点 | 3 | 3 | 2-7至2-9 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 203AH204 | 点 | 3 | 3 | 2-10至2-12 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 203AH205 | 点 | 3 | 3 | 2-13至2-15 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 203AH206 | 点 | 3 | 3 | 2-16至2-18 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 203AH207 | 点 | 3 | 3 | 2-19至2-21 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 203AH208 | 点 | 3 | 3 | 2-22至2-24 | |
| 南区中心配电3层62面低压柜 | ||||||
| 无线测温收发器ATC450-C | 203PC204 | 点 | 1 | 3 | 3 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 点 | 6 | 3 | 3-1至3-6 | ||
| 无线测温传感器ATE400 | 203PC201 | 点 | 3 | 3 | 3-7至3-9 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 203PC202 | 点 | 3 | 3 | 3-10至3-12 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 203PC203 | 点 | 3 | 3 | 3-13至3-15 | |
| 无线测温收发器ATC450-C | 203PC210 | 点 | 1 | 3 | 4 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 点 | 6 | 3 | 4-1至4-6 | ||
| 无线测温传感器ATE400 | 203PC211 | 点 | 3 | 3 | 4-7至4-9 | |
| 无线测温传感器ATE400 | JL1 | 点 | 3 | 3 | 4-10至4-12 | |
| 无线测温收发器ATC450-C | 203PC113 | 点 | 1 | 3 | 5 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 点 | 6 | 3 | 5-1至5-6 | ||
| 无线测温传感器ATE400 | 203PC118 | 点 | 6 | 3 | 5-7至5-12 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 203PC112 | 点 | 6 | 3 | 5-13至5-18 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 203PC111 | 点 | 6 | 3 | 5-19至5-24 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 203PC109 | 点 | 3 | 3 | 5-25至5-27 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 203PC108 | 点 | 3 | 3 | 5-28至5-30 | |
| 无线测温收发器ATC450-C | 203PC104 | 点 | 1 | 3 | 6 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 点 | 3 | 3 | 6-1至6-3 | ||
| 无线测温传感器ATE400 | 203PC102 | 点 | 3 | 3 | 6-4至6-6 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 203PC103 | 点 | 3 | 3 | 6-7至6-9 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 203PC107 | 点 | 3 | 3 | 6-22至6-24 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 203PC106 | 点 | 3 | 3 | 6-10至6-12 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 203PC105 | 点 | 3 | 3 | 6-13至6-15 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 203PC101 | 点 | 3 | 3 | 6-16至6-18 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 203PC119 | 点 | 3 | 3 | 6-19至6-21 | |
| 无线测温收发器ATC450-C | 203EAA05 | 点 | 1 | 3 | 7 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 点 | 9 | 3 | 7-1至7-9 | ||
| 无线测温传感器ATE400 | 203EAA01 | 点 | 3 | 3 | 7-10至7-12 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 点 | 6 | 3 | 7-25至7-277-28至7-30 | ||
| 无线测温传感器ATE400 | 203EAA02 | 点 | 3 | 3 | 7-13至7-15 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 203EAA03 | 点 | 3 | 3 | 7-16至7-18 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 203EAA04 | 点 | 3 | 3 | 7-19至7-21 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 203EAA06 | 点 | 3 | 3 | 7-22至7-24 | |
| 无线测温收发器ATC450-C | 101AA15 | 点 | 1 | 3 | 8 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 点 | 3 | 3 | 8-1至8-3 | ||
| 无线测温传感器ATE400 | 101AA14 | 点 | 3 | 3 | 8-4至8-6 | |
| 无线测温收发器ATC450-C | 101AA04 | 点 | 1 | 3 | 9 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 点 | 3 | 3 | 9-1至9-3 | ||
| 无线测温传感器ATE400 | 101AA07 | 点 | 3 | 3 | 9-4至9-6 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 101AA06 | 点 | 3 | 3 | 9-7至9-9 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 101AA05 | 点 | 3 | 3 | 9-10至9-12 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 101AA03 | 点 | 3 | 3 | 9-13至9-15 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 101AA02 | 点 | 3 | 3 | 9-16至9-18 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 101AA01 | 点 | 3 | 3 | 9-19至9-21 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 212AA01 | 点 | 3 | 3 | 9-22至9-24 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 212AA02 | 点 | 3 | 3 | 9-25至9-27 | |
| 无线测温传感器ATE400 | 212AA03 | 点 | 3 | 3 | 9-28至9-30 |
4 无线测温系统需求及设计
无线测温监控系统具有遥信、遥测、遥控、遥调、遥设、事件报警、曲线、棒图、报表和用户管理功能。可以监控无线测温系统的设备运行状况，实现快速报警响应，预防严重故障发生。
1）实时监测
监控软件人机界面友好，能够以配电一次图的形式直观显示各测温节点的温度数据及有关故障、告警等信息。
2）温度查询
温度历史曲线、温度实时曲线、温度实时数据查询。
3）运行报表
查询各回路设备运行温度报表。
4）实时报警
应具有实时报警功能，设备能够对温度越限等事件发出告警。
弹出事件报警窗口；实时语音报警功能，能够对所有事件发出语音告警；短信告警，可以向指定手机号码发送告警信息短信（需选配短信猫）。
5）历史事件查询
应能够对所有告警事件记录进行存储和管理，方便用户对系统和告警等事件进行历史追溯，查询统计、事故分析。
6）用户权限管理
保障系统安全稳定运行，设置了用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如数据库修改等）。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行、维护、管理提供可靠的安全保障。
7）定值设置
用于修改高温定值、超温定值
8）遥控功能
应可以对整个配电系统范围内的设备进行远程遥控操作。配电系统维护人员可以通过监控系统的主界面完成遥控操作，并遵循遥控预置、遥控返校、遥控执行的操作顺序，可以及时执行调度系统或站内相应的操作命令。
9）通信管理
应可以对整个配电系统范围内的设备通信情况进行管理、控制、数据的实时监测。配电系统维护人员可以通过监控系统的主程序右键打开通信管理程序，然后选择通信控制启动所有端口或某个端口，快速查看某设备的通信和数据情况。
根据上述需求，设计本项目电力监控系统拓扑图如下：
6 结语
近年来,全国化工企业的数量逐年增多,其在生产上具有很多特点,比如说其生产规模特别的大,具有很强的生产连续性,而且其自动化水平也特别的高,要想使一个化工企业正常生产,安全可靠的电力供应系统必不可少.本文介绍的安科瑞无线测温产品针对高低压开关柜内重要电气节点的温度进行监测，防止在运行过程中因设备受环境污染,设备长期运行,严重超载运行,触点氧化,电弧冲击等原因造成接点接触电阻过大而发热成为隐患，提升设备安全保障。安科瑞智能操控区别于由几个独立的电子装置分别实现带来的集成度低,配线复杂,可靠性差的缺点，实现大大提高开关柜操控的集成度和智能化程度。安科瑞继电保护装置可以在电力系统出现故障的时候，在较短的时间以及范围内，及时地切除或者隔离有问题的器件，继电保护装置不仅能保护设备器件不受损坏，还由于能够自动切断隔离降低了连带故障发生的机会。