王丹丹
抖圈官网 上海嘉定 201801
摘 要：本文先容了一种针对高中压配电盘无线测温与局部放电丈量系统 ，使用该系统在中海油秦皇岛32-6油田海上平台35kV配电盘和10.5kV 配电盘举行应用 ，通过母排无线测温及局部放电监测等功效 ，实现了配电盘内母排温度和盘内局部放电状态的实时监测 ，该手艺能够取代人工举行带电母排温度及局部放电举行实时监测 ，大幅降低职员频仍检测的劳动强度及电气清静危害。
要害词：海上油田 母排温度 局部放电 无线监测
0 小序
海上油田电力系统是海上石油平台的动力命脉和开爆发产的基础 ，在整个供配电系统中 ，配电盘是主要的环节之一。由于配电盘一样平常为密闭系统 ，散热条件差 ，再加上用电装备恒久满负荷甚至超负荷运行 ，导致发热量过大 ，热积累加剧 ，从而引发破损柜内装备绝缘部件短路、火灾等重大清静生产事故。另外 ，高、中压装备绝缘不佳、装置缺陷及清静距离等缘故原由 ，将会造成局部放电的爆发 ，随着局部放电的生长 ，如不实时发明 ，很有可能造成盘柜损毁。相较于陆地电力系统 ，海上采油平台因空间限制 ，配电系统无法凭证陆地电网配电架构设置足够的备用装备 ，特殊是在35 KV及以下的中低压系统 ，无法实现周期性的倒闸停电检查与维护 ，因此实验在线的实时监测与状态剖析就显得尤为主要。同时 ，通过实时的监测数据剖析 ，可以为配电系统开展妄想性磨练提供须要的数据指导 ，从而使得停电磨练更有针对性 ，镌汰非须要的停产对海上油田稳固生产尤为主要。
该系统在中海油秦皇岛32-6油田海上平台35 kV 配电盘和10.5 kV 配电盘举行应用 ，系统包括了母排无线测温及局部放电监测等功效 ，能够便捷、有用地实时监测配电盘内母排温度和盘内局部放电情形 ，能够实时判断威胁开关盘的清静隐患 ，降低装备事故率 ，*大限度阻止直接和间接经济损失。
1 系统组成与原理简介
装置在配电盘无线测温及局部放电监测装置主要分为三部分：控制箱、无线测温传感器、局部放电监测传感器。以本次装置的中海油海上平台为例 ，总计在4面35 kV和25面10.5 kV 配电盘母排和电缆收支线铜排上各设置3个无源无线测温传感器 ，通过不锈钢扎带和螺纹胶牢靠 ，避免松脱脱落而造成短路危害；每面 35 kV 和 10.5 kV 配电盘内都配有一个有源无线局部放电传感器 ，局部放电传感器装置贴柜侧壁板 ，由柜内AC220 转 DC12 V 电源？楣┑？刂葡淠谧爸糜形露任尴呶漳？ ，用以吸收各盘柜内温度传 感器传送的数据 ，控制箱内配有PLC？ ，PLC通过对各？檠爸范寥「髋坦衲概盼露 ，并通过显示器举行显示？刂葡淠谧坝形尴呤缣ㄓ靡晕站植糠诺绱衅鞯氖 ，再通过 SIS413 将 RS232 协议转换为 RS485 协议 ，由控制箱内 PLC 对局部放电传感器寻址读取数据举行处置惩罚 ，将局部放电相关数据、报警等数据在显示器上举行显示。如下图 1 所述关系：
图 1 线温度及局部放电丈量系统示意图
1.1无线测温
无线测温系统的结构一样平常包括测温数据收罗、通讯终端和通讯治理三个主要部分组成。测温数 据收罗是基于感应式原理 ，通过传感器实现对母排主要部位温度的丈量。通讯终端对测温终端发出下令 ，将温度值等信息传输到无线通讯的主要治理部位。通讯终端是其他两个部分的举行交流的主要机构 ，能够通过对信息的网络再经由无线将信息发送至测温现场显示终端 ，受到数据后再 转发给通讯治理 ，进而实现数据的转换 ，也包管了数据的完整与可靠。
无线温度传感器主要是指安排在各测温点的无线信号发送、吸收装置和无线温度丈量装置 ，本应用的无线测温手艺 ，选择阿米特 AT-Ⅱ-C5 型无线温度传感器。每个无线传感器设置有 ID 编号 ，将编号存入到盘算机数据库中 ，丈量温度规模设置为-50℃~125℃。本系统温度传感器地点凭证16进制举行编码 ，无线测温收发器通过读取ID来确定目今传感器收罗温度值。传感器结构、装置方法如图 2、3。
图 2 温度传感器
（1-温度传感器主体；2-合金底座 ，与温度探头接出；3- 锁扣 ，用于牢靠合金片；4-取电合金片 ，用于感应取电； 5-配件 ，用于支持合金片；6-合金片装置孔 ，用于装置合金片）
图 3 测温传感器装置位置（红圈所示）
图 4 温度吸收单位及接线端口
测温通讯终端在现实使用历程中主要认真吸收无线温度传感器传输的温度数据 ，并将数据上传到远程治理盘算机事情站中。为了提高终端的响应速率 ，通常一个终端*多治理 100 个测温探头。温度在线监测事情站 ，主要是指一台装有治理终端的盘算机 ，盘算机通过 RS485 串口或者互联网与测温通讯终端建设毗连 ，实时对各监测点运行温度数据举行监控比对 ，对监测点的温度转变曲线举行剖析 ，一旦发明温度过热和急剧升高 ，连忙报警。
1.2 局放监测
当绝缘材质爆发局部放电时 ，放电效应会对周围材质举行一直侵蚀 ，*终导致整个绝缘系统的失效 ，进而对电网系统的清静运行造成威胁。因此相识好局部放电的爆发原理和类型 ，使用合适的检测要领对其检测 ，做好预防事情 ，阻止爆发严重事故。
局部放电监测主要通过暂态对地电压监测和超声法监测两种方法综合判断。
1)暂态地电压监测原理：
政府部放电运动泛起在高压配电盘当中时 ，它会爆发无线电频率规模内的电磁波 ，它可以通过金属外壳上的开孔 ，从配电盘内走漏到外外貌。这些开孔可以是外壳或密封垫圈或其它绝缘部件周围的间隙。
当电磁波撒播到配电盘外面时 ，它会在接地的金属外壳上对地爆发暂态电压。暂态地电压 (TEV)在几个毫伏至几伏的规模内 ，保存时间很短 ，只有几个纳秒的上升时间？梢栽谂涞缗陶谑虑槭 ，将探头放在配电盘的外貌 ，接纳这种非侵入方法来检测局部放电运动。
2)超声法监测原理：
介质爆发局部放电时 ，其瞬间释放的能量使分子间爆发强烈碰撞 ，并在宏观上形成一种压力爆发超声波脉冲 ，此时势部放电源犹如一个声源 ， 向外发出超声波。由于放电一连时间很短 ，以是其发射的声源频谱很宽 ，可以抵达数百千赫兹 ， 另外由于超声波波长较短 ，因此它的偏向性较强 ， 从而它的能量较为集中 ，可以从配电盘误差处检测到有用的超声信号 ，举行对局部放电的诊断。 使用以上两个基来源理制成的监测传感器 ，能有用实现对局部放电的实时监测。
图 5 无线数传电台
如图 5 所示 ，无线数传电台的主要作用是吸收无线局部放电传感器的数据 ，通过SIS413协议转换器将 RS232 转换为RS485 ，然后将数据传给PLC举行处置惩罚。以下为各端口说明：
1-SMA 天线接口 ，外螺内孔
2-模式选择拨码开关
3-DC 电源接口（5.5*2.1） ，接 DC8~28V 电 源 ，（3 和 6 同时只接一个）
4-RS232 接口（RS232 和 RS485 同时只能 用一个）
5-RS485 接口（RS232 和 RS485 同时只能 用一个）
6-DC 电源接口 ，接 DC8~28V 电源（3 和 6 同时只能接一个）
7-电源指示灯
8-串口发送指示灯
9-串口吸收指示灯
如图6 ，控制箱主要功效为数据处置惩罚、数据转发、报警显示、数据显示等功效？刂葡淠谏柚糜蠵LC、无线测温收发器、无线数传电台等要害器件 ，PLC 通过对无线温度收发器和无线数传电台对现场各无线温度和局部放电传感器牢靠的16进制地点举行寻址读取 ，然后由PLC对数据举行处置惩罚。显示器主要将PLC 处置惩罚的效果举行显示。
图 6 母排无线测温及配电盘局部放电监测控制箱
2 系统优点
2.1 数据准确 ，即时传输 ，能够识别参数转变趋势
无线测温传感器直接包裹在母排上 ，包管母排温度的收罗数据越发真实准确；同时势部放电监测是通过暂态对地电压监测和超声法监测两种方法综合判断 ，并且局部放电探头安排在盘柜内部 ，相比于之前的局部放电仪外部丈量也越发准确。此系统将母排温度和局部放电的数据通过无线温度和局部放电传感器都传输到 PLC 内举行处置惩罚和盘算。显示器将各母排温度和盘内局部放电即时数据、报警信息、转变曲线情形都清晰的展现出来。
2.2 清静且高效的智能化收罗取代人工丈量和检查
古板的热成像和局部放电丈量 ，都是要通过热成像仪和局部放电仪举行人工丈量 ，并且是每个月才举行一次 ，很是的费时艰辛 ，并且都是在外部 ，数据收罗滋扰因素许多 ，数据往往不敷贴近现场的现真相形。热成像只能通过视察孔检测 ， 数据准确性差 ，只能通停电并拆开柜门磨练外观和紧固检查 ，不可准确判断装备发热状态。通过配电盘无线测温及局部放电监测系统的应用 ，不但实现了温度和局部放电实时监测 ，同时也大大的节约了人力 ，很大的利便了现场的事情。另外 ， 通过无线局放实时监测 ，阻止职员开盖检测而造成的触电危害。
2.3 无线传输 ，包管了高中压配电盘的完整性和清静性
对原配电系统刷新升级后 ，盘内温度和局部放电传感器全都接纳无线传输方法 ，阻止了对增添的电缆击穿对高中盘母排清静运行造成清静威胁。另外 ，无线传输 ，无需对盘柜开孔 ，包管了盘柜的防护品级和实质清静。该系统能够实时发明装备潜在的隐患 ，一旦发明影响装备正常运行的隐患 ，现场将制订整改妄想 ，实时纠正装备状态 ，提升高中压盘清静性和稳固性。该系统作为高中压盘实时“体检医生” ，可以阻止由于未察觉的重大隐患而导致配电盘损坏 ，从而阻止了因生产电力系统故障 ，给能源企业造成重大损失。
3、抖圈官网温度在线监测系统解决计划
3.1、概述
电气接点在线测温装置适用于崎岖压开关柜内电缆讨论、断路器触头、刀闸开关、高压电缆中心头、干式变压器、低压大电流等装备的温度监测 ，避免在运行历程中因氧化、松动、灰尘等因素造成接点接触电阻过大而发热成为清静隐患 ，提高装备清静包管 ，实时、一连、准确反应装备运行状态 ，降低装备事故率。
Acrel-2000T无线测温监控系统通过RS485总线或以太网与距离层的装备直接举行通讯 ，系统设计遵照国际标准Modbus-RTU、Modbus-TCP等传输规约 ，清静性、可靠性和开放性都获得了较大地提高。该系统具有遥信、遥测、？亍⒁５鳌⒁Ｉ琛⑹挛癖ň⑶摺敉肌⒈ū砗陀没е卫砉π ，可以监控无线测温系统的装备运行状态 ，实现快速报警响应 ，预防严重故障爆发。
3.2、应用场合
适合在泛在电力物联网、钢厂、化工、水泥、数据中心、医院、机场、电厂、煤矿等厂矿企业、变配电所等电力装备的温度监测。
3.3、系统结构
温度在线监测系统结构图
3.4、系统功效
测温系统主机Acrel-2000T装置于值班监控室 ，可以远程监视系统内所有开关装备运行温度状态。系统具有以下主要功效：
1）温度显示：显示配电系统内每个测温点的实时值 ，也可实现电脑WEB/手机APP远程审查数据。
2）温度曲线：审查每个测温点的温度趋势曲线。
3）运行报表：盘问及打印各测温点指准时间的温度数据。
4）实时告警：系统能够对各测温点异常温度发出告警。系统具有实时语音报警功效 ，能够对所有事务发出语音告警 ，告警方法有弹窗、语音告警等 ，还可以短信/APP推送告警新闻 ，实时提醒值班职员。
5）历史事务盘问：能够温度越限等事务纪录举行存储和治理 ，利便用户对系统事务和报警举行历史追溯 ，盘问统计、事故剖析等。
3.5、系统硬件设置
温度在线监测系统主要由装备层的温度传感器和温度收罗/显示单位 ，通讯层的边沿盘算网关以及站控层的测温系统主机组成 ，实现变配电系统要害电气部位的温度在线监测。
4 结语
母排无线测温及配电盘局部放电监测系统作 为自动监测电气装备局部放电及温度检测系统 ， 其抗滋扰能力强 ，监测数据准确 ，同时能够提供 多种报警方法。母排无线测温及配电盘局部放电 监测系统的*大优势在于 ，能够全天候实时监控 配电盘母排温度及内部局部放电情形 ，真实反应 出装备运行状态。当爆发异常情形时 ，现场职员 可以实时对装备举行干预 ，大幅降低经济损失及 事故爆发几率 ，包管了电气装备的平稳运行 ，具 有较大的经济和社会效益 ，将助力我国海上油田 油气开爆发产事业。
参考文献
[1]徐世军 ，鲁醒悟.配电盘无线测温与局部放电丈量系统的应用.
[2]亓俊良,谭静轩, 穆胜军, 等. 海洋石油 161 低压配电系统优化刷新[J]. 船海工 程 , 2013, 42(03): 133-135.
[3]纪小松,电气装备无线测温手艺的优势与应用[J]. 电工手艺, 2019(04): 73-74.
[4] 抖圈官网企业微电网设计与应用手册2022年05版.
作者简介
王丹丹 ，现任职于抖圈官网 ，主要从事配电监测的研究与应用。手机:13774416408（微信同号） ，QQ:2880581696,邮箱：2880581696@qq.com。
