淺談關于礦用移動變電站無線溫度檢測技術的研究

江蘇安科瑞電器制造有限公司 范宏博

摘要：針對目前國內礦用移動變電站配置溫度檢測功能的技術落后、數據采集不全面、模式單一等問題，在使用過程中隔爆型移動變電站燒毀的絕大部分與過熱有關，然而高壓分接頭、低壓星角轉換接頭、高壓隔離刀閘、斷路器與變壓器連換的穿墻套管是主要的發熱起火位置。因此，研究移動變電站在線溫度檢測，已經成為煤礦井下供電系統中安全運行所急需解決的實際問題，是提高移動變電站可靠運行的迫切需要，采用移動變電站無線溫度檢測技術，保證了煤礦井下供電系統中安全運行。

關鍵詞：移動變電站 無線溫度檢測 安全運行

1引言

隨著煤礦井下高產高效工作面自動化水平的提高，礦用隔爆型移動變電站普及與應用，以及移動變電站的不斷擴容，對移動變電站的可靠性要求越來越高。其中，移動變電站自身安全運行問題是影響智能化礦山供電安全運行的重要因素。

因移動變電站為隔爆型封閉結構，散熱采用波紋殼體散熱，且經常在大電流和滿負荷的條件下運行，如果不對溫升采取有效的檢測措施，將會危及與其連接的電氣設備的安全運行。特別是短路故障時，強大的電流使隔爆變電站內部溫升加劇，可能出現變壓器一次分接連接件、低壓星角的固定換點松動，按觸電阻加大的情況，造成移動變電站燒毀的嚴重事故。

據統計，隔爆型移動變電站燒毀的絕大部分與過熱有關，高壓分接頭、低壓星角轉換接頭、高壓隔離刀閘、斷路器與變壓器連換的穿墻套管，是主要的發熱起火位置處。因此，移動變電站在線溫度檢測，已經成為煤礦井下供電系統中安全運行所急需解決的實際問題，是提高移動變電站可靠運行的迫切需要，然而目前的移動變壓器中并不具備溫度檢測功能。

2溫度檢測技術的現狀

2.1移動變電站主要結構

礦用隔爆型移動變電站用于有甲烷混合氣體和煤塵，并有爆炸危險的礦井中，作為煤礦井下綜合機械化采掘設備的配電裝置，見圖1。

圖1礦用隔爆型移動變電站結構

該裝置主要包括3打部分組成：隔爆型高壓負荷開關箱、礦用隔爆型干式變壓器、隔爆低壓保護箱。

2.2溫度測試的現狀及存在問題

目前，礦用隔爆型移動變電站主要的溫度保護是對移動變電站變壓器的保護，然而在實際的生產使用過程中，移動變電站燒毀的絕大部分表現在高壓分接頭、低壓星角轉換接頭、高壓隔離刀閘、斷路器與變壓器連換的穿墻套管處，因這些位置接觸部位氧化、松動、負荷過大、相間短路，散熱環境等原因使溫度升高，造成移動變電站燒毀。如不能及時發現處理將會造成安全事故，影響礦井供電系統的安全運行。從長期安全運行要求考慮，移動變電站的各個接點溫度應限制在一定的范圍內。因此，移動變電站在線溫度檢測，已經成為煤礦井下供電系統中安全運行所急需解決的實際問題，是提高移動變電站可靠運行的迫切需要。

3無線溫度檢測技術

因移動變電站為隔爆型封閉結構，散熱采用波紋殼體散熱，經常在大電流和滿負荷的條件下運行，造成移動變電站內部溫度較高，且移動變電站內部空間受限，走線不方便且后期維護難度較大等。因此，急需探索研究一種移動變電站無線溫度檢測技術。

3.1無線溫度檢測系統組成

圖2礦用隔爆型移動變電站無線溫度檢測系統

移動變電站無線溫度檢測系統見圖1，包括該系統①無線溫度傳感器，設置于移動變電站內部，用于檢測所述移動變電站內部的溫度值，其輸出端輸出表征所述溫度值大小的溫度信號。②溫度控制模塊，其內部有無線溫度信號接收模塊，可將接收到所述溫度信號傳輸至高壓綜合保護器。③信號導向板，設置于所述無線發送模塊上，用于使所述溫度信號延特定方向傳播，所述特定方向為背向所述移動變電站的變壓器的方向。④高壓綜合保護器，其輸入端和溫度控制模塊的輸出端相連接，通過溫度控制模塊輸入各檢測點的溫度信號。高壓綜合保護器的顯示屏可顯示溫度值，并且通過高壓綜合保護器的內部計算和設定值進行比較，高壓綜合保護器做出適當的動作，如溫度變化異常、超溫報警、超溫跳閘等。

3.2系統的工作原理

移動變電站無線溫度檢測系統，適用于各接點的接觸檢測。當檢測接點溫度出現異常時，采用的紅外線測溫傳感器采集溫度數據，通過無線傳輸模塊將數據發送出去。期間加裝弧形鋁材料信號導向板，無線溫度傳感器位于所述弧形板所圍成的空間內，用于反射所述溫度信號，使所述溫度信號延特定方向傳播，且可避開變壓器產生的磁場干擾，減少溫度信號的損失。溫度控制模塊負責數據的收發和傳輸，通過RS485串口通信至移動變電站高壓綜合保護器。高壓綜合保護器將接收到的溫度值與綜合保護器內數值進行比對，發出告警或輸出跳閘，也可以通過移動變電站用高壓綜合保護器的顯示屏或通過上位機實時記錄溫度數據

，并設置預警、報警溫度值，實現自動聲光預警。維修及維護人員可以通過該移動變壓器的溫度歷史數據，對移動變電站例行檢修，并進行預判分析。

3.3無線溫度檢測系統優點和積極效果

能夠實現移動變電站隔離刀閘、斷路器與變壓器連換的穿墻套管、高壓分接頭、低壓星角轉換點的溫度在線檢測和數據分析，提前實現接點的溫度狀態檢測告警，避免接點的燒毀損壞，造成煤礦井下大面積停電事故的發生。

通過無線溫度傳感器檢測移動變電站各連接點溫度，通過無線上傳至移變綜合保護器及上位機，進行數據存儲、分析、故障報警及跳閘輸出。

4安科瑞Acrel-2000T無線測溫監控系統及在線測溫產品介紹

4.1系統介紹

Acrel-2000T無線測溫監控系統，是我司根據電力設備安全性的要求，總結國內外的研究和生產的先進經驗，專門研制出的新一代無線測溫監控系統。本系統具有超溫告警等功能，可以幫助值班人員盡早發現問題，消除隱患，確保電力系統的安全運行。為電力設備的安全、經濟、可靠運行提供了全新的解決方案。

4.2結構圖

4.3主要功能

數據采集與處理（模擬量、開關量、電度、SOE、定值）

控制操作（斷路器、隔離開關、分接頭、復歸）

報警及處理功能（設備狀態異常或故障、測量值越限，聲音、顏色、閃爍）

事件順序記錄SOE（分合閘記錄、保護及自動裝置的動作順序記錄）

遠動功能（為調度中心提供相關運行數據和設備狀態）

時鐘同步（北斗GPS納秒級，滿足間隔層子系統標準時鐘誤差不大于1ms）

人機聯系與運行管理（控制、查看、數據庫定義修改、報警確認、二次開發、事故記錄檢索、在線設備管理）

與其他設備接口（微機保護、電力儀表、直流屏、故障錄波儀、模擬屏、調度）

4.4軟件功能

4.5測溫產品介紹

溫度傳感器

a.電池供電型無線溫度傳感器

安裝于發熱部位，采集溫度量并通過無線方式傳輸的傳感器。

目前安科瑞無線溫度傳感器：

b.CT感應取電無線溫度傳感器

安裝于斷路器觸頭、母排、電纜搭接點等大電流處，采集溫度量并通過無線方式傳輸的傳感器。

目前無線溫度傳感器：

接收/顯示單元

a.接收單元

b.顯示單元

5結束語

（1）移動變電站無線溫度檢測技術符合煤炭工業向自動化、智能化發展的技術趨勢。

（2）移動變電站無線溫度檢測技術能夠滿足煤礦自動化生產的需求，可提高礦井供電系統的安全可靠運行，降低設備的故障率。

（3）此項技術已經向國家知識產權局提交實用新型ZL申請。

參考文獻

[1]唐麗靜.變電站隔離開關觸頭溫度監測裝置設計［D］.東北農業大學，2016.

[2]白仁喜.關于礦用移動變電站無線溫度檢測技術的研究.

[3]安科瑞用戶變電站綜合自動化與運維解決方案.2020.05月版.

[4]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06月版.