您好, 歡迎來到化工儀器網(wǎng)
產(chǎn)品分類品牌分類
-
新能源電表 4G數(shù)據(jù)融合終端 多回路電表 遠(yuǎn)程抄表 電力監(jiān)測 無線傳輸電表 智能電力測控終端 無線計量電能表 4G智能電表 直流電表 環(huán)保用電 通信管理機(jī) 抄表采集設(shè)備 通信網(wǎng)關(guān)機(jī) 鐵塔基站 直流計量 能耗監(jiān)測 物聯(lián)網(wǎng)電表 組網(wǎng)模塊 APP電表 直流電能表 多用戶計量箱 無線計量儀表 環(huán)保電表 無線通信終端 宿舍電力儀表 多用戶多回路 導(dǎo)軌電能表 電能計量 電能表 網(wǎng)關(guān) 電能 多用戶電表 灌溉 預(yù)付費
淺談插接母線溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)研究與應(yīng)用
閱讀：415 發(fā)布時間：2023-2-17
摘要：低壓封閉式插接母線是供配電設(shè)施的關(guān)鍵部件，安裝在生產(chǎn)車間內(nèi)部高空，不易保養(yǎng)和維護(hù)，在安裝不良或保養(yǎng)不當(dāng)時易發(fā)生故障。插接點溫度的異常變化與母線故障的發(fā)生有著密切的關(guān)系，以汽車整車制造工廠為例，提出母線接頭監(jiān)測系統(tǒng)，具有測溫的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
關(guān)鍵詞：插接母線；溫度；在線監(jiān)測；系統(tǒng)研究
0引言
在工廠供配電系統(tǒng)中，電能傳輸和電力輸送靠架空導(dǎo)線或電纜進(jìn)行，低壓配電電力傳輸承受較大的電流。在近距離的廠房大電流傳輸中，封閉式插接母線配電在工藝布局較緊湊的地方具有便捷的優(yōu)勢，因其通過表面的鋁制材質(zhì)散熱較好，應(yīng)用越來越廣泛。
1整車工廠母線維護(hù)存在的安全隱患
某整車工廠各工程插接母線共86條，其中涂裝、沖壓車間有9條母線無檢修通道（和車間其他物事干涉無法制作），動力人員檢修時登高存在重大的安全隱患；因受限于空間，點檢作業(yè)時間較長（維護(hù)時間增至4960 h/年）。對此，可將溫度傳感器安裝到插接箱插爪部位，另一端由采集器采集溫度信息傳輸至無線網(wǎng)關(guān)，由無線網(wǎng)關(guān)經(jīng)通信基站傳輸信號至監(jiān)控后臺建立的插接母線溫度監(jiān)控系統(tǒng)，對母線故障的監(jiān)測和診斷具有重要意義。
2封閉式母線系統(tǒng)
封閉式母線系統(tǒng)是一個高效輸送電流的配電裝置，其內(nèi)部是A、B、C三相導(dǎo)電排、零線排及其表面附著絕緣材料，外部由散熱較好的鋁材封閉，附件包括終端箱、始端箱、固定式插接口、連接器、變?nèi)莨?jié)等，靠表面環(huán)繞絕緣材質(zhì)杜絕帶電體每相之間的絕緣安全間距不足問題，且避開了外部濕氣、灰塵的影響，尤其適用于較大規(guī)模工廠經(jīng)濟(jì)選擇配電形式的要求。其常用規(guī)格適用于交電流50 Hz，額定電壓400～1000V，額定電流500～4000A的三相五線制供配電系統(tǒng)。它可制成每隔一段距離設(shè)有固定式插接口的插接型封閉母線，也可制成中間不帶固定式插接口的饋電型封閉式母線[1]。
廣州XXX有限公司鄭州分公司采用的插接母線為L形垂直（水平）彎通母線，由母線、固定式插接口、插接箱、始端箱、終端箱、變?nèi)莨?jié)等組成。通常母線處于長期帶電和全封閉狀態(tài)。目前母線負(fù)荷較高，溫升較明顯，插接箱和連接器作為連接電源點部位，常因安裝原因?qū)е聹囟冗^高燒壞插接口甚至局部出現(xiàn)短路。日?？繜岢上駜x測溫并不具備高時效性，因此設(shè)計了母線溫度監(jiān)測系統(tǒng)對母線連接部位的溫度進(jìn)行監(jiān)測，以此提高母線供電的可靠性。該設(shè)計采用了不同的溫度采集方式、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、報警系統(tǒng)，在一定程度上實現(xiàn)了溫度的實時監(jiān)測、預(yù)警[2]。
3母線測溫系統(tǒng)架構(gòu)
母線表面、始端頭、終端頭、固定式插接箱、母線連接器等部位均在電能傳輸過程中產(chǎn)生熱能，其導(dǎo)體連續(xù)部位在使用過程中有很多局限性，尤其是插接箱連接母線部位的插爪易高溫，通過監(jiān)測插接箱插爪溫度就能把握母線溫度變化趨勢。為此，在插爪與母排連接部位安裝溫度傳感器，通過無線采集器將采集的溫度通過無線Rola信號傳輸至無線網(wǎng)關(guān)，無線網(wǎng)關(guān)至監(jiān)控后臺通過光纖傳輸，建立一套插接母線測溫系統(tǒng)，實時測溫，異常時報警，提醒值班人員及時應(yīng)對，服務(wù)于日常點檢以減少故障頻次。
通過Rola建立無線通信系統(tǒng)（圖1），適用于車間復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)形成的信號屏蔽。
圖1母線測溫系統(tǒng)通信拓?fù)鋱D
后臺程序通常由很多組件組成。如果運行期發(fā)生接口調(diào)用性能下降情況，知道是哪些組件性能下降引起的。實時掌握所有接口的性能數(shù)據(jù)（圖2），問題便可迎刃而解。
圖 2 后臺監(jiān)控曲線
4系統(tǒng)構(gòu)建
系統(tǒng)基于能源管理系統(tǒng)云端構(gòu)架，通過建立WEB發(fā)布，將建立的溫度監(jiān)控系統(tǒng)并入能源管理系統(tǒng)中，主要包含以下內(nèi)容：
圖 3 系統(tǒng)構(gòu)建
（1）工具：通信接口層主要負(fù)責(zé)與各類數(shù)據(jù)源的通信，可對其中的部分通信協(xié)議、規(guī)約轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，方便與數(shù)據(jù)庫鏈接。由通信協(xié)議模塊、轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)采集模塊組成。
（2）數(shù)據(jù)存儲層：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的集中處理，并將歷史數(shù)據(jù)等寫入關(guān)系數(shù)據(jù)庫中。
（3）應(yīng)用層：為展示層模塊提供軟件支撐，包括統(tǒng)計分析、圖形服務(wù)、報表服務(wù)、計算服務(wù)、報務(wù)、打印服務(wù)和時間服務(wù)等。
（4）展示層：負(fù)責(zé)能源管理系統(tǒng)的WEB數(shù)據(jù)發(fā)布、應(yīng)用展示等，提供與現(xiàn)有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口。
采用以上溫度監(jiān)控數(shù)據(jù)分析技術(shù)，預(yù)測溫度趨勢及提前預(yù)警異常信息。在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持下，采用云端服務(wù)器存儲數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余處理。經(jīng)過測試，本系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠，滿足母線溫升在線監(jiān)測系統(tǒng)的要求，為實現(xiàn)母線溫升在線監(jiān)測提供了一種非常有效的手段。
自系統(tǒng)應(yīng)用以來，已提前發(fā)現(xiàn)5次潛在故障隱患，處理后消除生產(chǎn)長停故障300min以上，同時也減少了日常點檢維護(hù)工時2000h/年，減少人力1人，同時能有效預(yù)測溫度趨勢變化，提前安排定期檢修計劃。因此，對母線溫升狀態(tài)的監(jiān)測十分必要，并為以后其他工廠或行業(yè)提供了較好的應(yīng)用案例。
本項目實施，對比以往的母線溫度監(jiān)控系統(tǒng)，采集溫度信號的通信線采用Modubus、TCP/IP等通信方式布線，施工時存在高空作業(yè)等安全風(fēng)險大、施工周期長、問題出現(xiàn)時排查困難、經(jīng)濟(jì)成本高、后期維護(hù)困難問題，故采用無線通信方式會逐漸適用于復(fù)雜工況的現(xiàn)場環(huán)境[7]。
5安科瑞智能母線監(jiān)控解決方案
5.1概述
數(shù)據(jù)中心IT服務(wù)器配電傳統(tǒng)采用精密配電柜,占用空間較大,配電線纜多,新增設(shè)備不便,為了節(jié)省面積,智能小母線方案由于不占用機(jī)房面積、可按需靈活插拔,受到很多數(shù)據(jù)中心的青睞,被越來越多的應(yīng)用。
安科瑞智能母線監(jiān)控產(chǎn)品分為交流和直流母線監(jiān)控兩類,包括始端箱監(jiān)測模塊、插接箱監(jiān)測模塊以及觸摸屏,另外還可以搭配母線槽連接器紅外測溫模塊用于監(jiān)測母線槽的運行溫度,確保母線槽配電安全。通過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線手拉手簡單組網(wǎng),可以實現(xiàn)任意插接箱檢修或更換時不影響其他在線運行的插接箱的數(shù)據(jù)上傳通訊。
5.2 應(yīng)用場所
適用于運營商、金融、政府、互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)等數(shù)據(jù)中心
5.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
5.4 系統(tǒng)功能
1）實時監(jiān)測
在主頁點擊數(shù)據(jù)采集按鈕后,進(jìn)入系統(tǒng)圖界面：此界面顯示了每個箱子的電壓。
2）基本參數(shù)界面
顯示電壓、電流、功率、電能等電參數(shù)數(shù)據(jù),在設(shè)備地址旁邊的輸入框輸入本箱子對應(yīng)的儀表地址,即可實現(xiàn)對箱子中儀表數(shù)據(jù)的采集。
3）諧波數(shù)據(jù)
通過點擊“箭頭"來左右切換2-63次諧波數(shù)據(jù)。
4）大需量
顯示電壓、電流、功率的大需量的數(shù)值及發(fā)生時間。
5）電能查詢
電能情況可以查詢上12月份的每個月用電量、上一年總用電量、本年已用電量、根據(jù)選擇不同時間查詢電能值。
6 系統(tǒng)硬件配置
6 結(jié)束語
隨著電氣自動化技術(shù)迅速發(fā)展，電氣設(shè)備逐步傾向于現(xiàn)場應(yīng)用的便捷性、經(jīng)濟(jì)性。電氣系統(tǒng)有著它的特點，封閉式插接母線能承受較高的電力載流量及載荷能力，且散熱良好。機(jī)械壓鑄成型的外殼結(jié)構(gòu)支撐強(qiáng)度高，使用壽命較長，為設(shè)備維護(hù)人員帶來極大的便利。
本文設(shè)計的母線插接口及連接頭溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，由無線網(wǎng)關(guān)經(jīng)通信基站傳輸信號至監(jiān)后臺控系統(tǒng)，對母線故障的監(jiān)測和診斷具有重要意義。
參考文獻(xiàn)
[1]韋鐵權(quán).插接母線溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)研究.
[2]孫國霞，關(guān)向雨，金向朝，等.基于多場耦合計算的氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線接頭過熱性故障分析[J].高電壓技術(shù)，2014，40（11）：3445-3451.
[3]A.K.GUPTA，黃程偉.確保大型電動機(jī)高質(zhì)量的絕緣系統(tǒng)：設(shè)計和測試要求[J].國外大電機(jī)，2017（1）：22-24，29.
[4]AcrelEMS-IDC數(shù)據(jù)中心綜合能效管理解決方案-樣本.
[5]數(shù)據(jù)中心解決方案樣本2022.04版