安科瑞 劉邁

　　摘要：在現(xiàn)代工業(yè)體系中，氧化鋁是一種關(guān)鍵的無極非金屬材料，其本身有著多樣優(yōu)異性能，可以在冶金、電子、陶瓷、環(huán)保等多個領(lǐng)域中使用、是推動我國產(chǎn)業(yè)升級的重要材料。從日常用品到工業(yè)設(shè)備，氧化鋁的使用無處不在，作為一種環(huán)境友好型材料，氧化鋁無毒無味、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、不會對生態(tài)系統(tǒng)造成過多的負面影響，這使其在環(huán)保、生物等領(lǐng)域也可以使用；而作為生產(chǎn)這種材料工廠，其電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行無疑對材料生產(chǎn)制作穩(wěn)定是十分重要的，使用智能操控裝置可以監(jiān)測變電所開關(guān)柜環(huán)境、開關(guān)狀態(tài)；使用無線測溫裝置可以對電氣接點容易由于長期載流導(dǎo)致升溫的問題進行實時溫度監(jiān)測；同時對開關(guān)柜局放的監(jiān)測也十分有必要，監(jiān)測開關(guān)柜內(nèi)是否有局放情況產(chǎn)生可以用來判斷是否要對開關(guān)柜進行絕緣老化的檢測，對維護變配電穩(wěn)定性有著重要作用。

　　關(guān)鍵詞：氧化鋁、智能操控、無線測溫、開關(guān)柜局放

　　1概述

　　該項目位于廣西北海市合浦縣，是北海市打造的鋁工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟項目，一期工程年產(chǎn)480萬噸氧化鋁，與廣投北海綠色生態(tài)鋁項目共同形成400萬噸年產(chǎn)能，預(yù)計年產(chǎn)值達700億元，為區(qū)域生態(tài)鋁產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展奠定基礎(chǔ)。項目依托海外鋁土礦資源和港口優(yōu)勢，響應(yīng)廣西鋁產(chǎn)業(yè)"兩頭在內(nèi)、中間在外"發(fā)展策略，打造綠色循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈。項目建成后將與下游電解鋁、光伏玻璃等產(chǎn)業(yè)形成聯(lián)動，提升鋁資源本地轉(zhuǎn)化率。項目在2025年6月開工，將在10KV中變配電站使用安科瑞智能操控、無線測溫與局放監(jiān)測產(chǎn)品，監(jiān)測并控制開關(guān)柜內(nèi)環(huán)境、接點溫度，同時監(jiān)測開關(guān)柜局放情況。

　　2產(chǎn)品需求、配置方案及產(chǎn)品介紹

　　2.1產(chǎn)品需求

　　本次針對東方希望北海氧化鋁項目需要配置智能操控、無線測溫以及局放監(jiān)測產(chǎn)品，對廠區(qū)10KV變電所中的開關(guān)柜柜內(nèi)環(huán)境監(jiān)測，開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測，柜內(nèi)電氣接點測溫以及對開關(guān)柜局放監(jiān)測。

　　首先該項目需求對10KV開關(guān)柜配置智能操控裝置，能夠?qū)崟r監(jiān)測系統(tǒng)運行的電參量、同時能監(jiān)測運行中的物理量，包括開關(guān)狀態(tài)動態(tài)模擬顯示，高壓帶電顯示及閉鎖，驗電及核相功能、無線測溫顯示、開關(guān)柜局放監(jiān)測、環(huán)境溫濕度監(jiān)測、電壓電流功率等參數(shù)進行監(jiān)測并顯示；同時還應(yīng)具有強制加熱，強制照明，人體感應(yīng)，語音報警提示、集成遠方就地開關(guān)，分合閘開關(guān)、儲能開關(guān)等功能；

　　對于開關(guān)柜局放的詳細要求為：

　　1）       工作電源：DC 12-36V；

　　2）       測量內(nèi)容：超聲波（AE）、地電波（TEV）、特高頻（UHF）、噪聲、溫度、濕度；

　　3）       超聲波（AE）：AE測量范圍：0dBμV~60dBμV；AE諧振頻率：40kHz±1kHz；

　　4）       地電波（TEV）：TEV測量范圍：0dBmV~60dBmV；TEV測量信號帶寬：3MHz~100MHz；

　　5）       特高頻（UHF）：UHF測量范圍：-70dBm~10dBm；UHF測量頻段：300MHz~1500MHz；UHF等效高度：≥10mm；

　　6）       環(huán)境噪聲測量范圍：30dB~130dB；

　　7）       環(huán)境溫度測量范圍：-40℃~85℃；

　　8）       環(huán)境濕度測量范圍：0~100%RH；

　　9）       通訊協(xié)議：MODBUS-RTU；

　　10）       安裝方式：磁吸式；

　　對無線測溫的詳細要求為：

　　1）       工作電源：CT感應(yīng)取電，感應(yīng)電流≥5A；

　　2）       采樣頻率：15S;

　　3）       無線頻率：470MHz;

　　4）       通訊距離：150m（空曠）；

　　5）       測溫范圍：-50-125℃；

　　6）       測溫精度：±1℃；

　　7）       安裝方式：合金片固定；

　　根據(jù)上述要求，故此選擇安科瑞的智能操控和局放監(jiān)測產(chǎn)品如下表

　　2.2配置方案

　　本次項目主要針對10KV高壓柜進行智能操控產(chǎn)品以及局放監(jiān)測產(chǎn)品的配置，智能操控裝置ASD500安裝在儀表室柜門上，每個柜子一臺裝置；局放監(jiān)測裝置APD300-L安裝在電纜室柜壁上，每個柜子一臺裝置；每個柜子安裝9點無線測溫傳感器。

　　以下圖片為部分變電所開關(guān)柜圖紙：

　　本次東方希望北海氧化鋁項目中使用智能操控裝置ASD500共計347臺，開關(guān)柜局放監(jiān)測裝置APD300-L共計347臺，無線測溫傳感器共3123點。

　　以下是部分配置方案表格：

　　2.3產(chǎn)品介紹

　　本次東方希望北海氧化鋁項目中使用了智能操控裝置ASD500、開關(guān)柜局放監(jiān)測裝置APD300-L、以及無線測溫傳感器ATE400，下面將對項目中使用的三款裝置進行產(chǎn)品介紹。

　　以上圖片為ASD500、ATE400、APD300-L組網(wǎng)圖。

　　2.3.1 智能操控ASD500

　　ASD500開關(guān)柜綜合測控裝置用于3~35kV戶內(nèi)開關(guān)柜，適用于中置柜、手車柜、固定柜、環(huán)網(wǎng)柜等多種開關(guān)柜。具有一次回路模擬圖及開關(guān)狀態(tài)指示，高壓帶電顯示及核相，自動溫濕度控制，加熱回路故障告警，分合閘回路完好指示、分合閘回路電壓測量、預(yù)分預(yù)合閃光指示、電氣節(jié)點無線測溫，人體感應(yīng)自動照明，語音提示，電參數(shù)測量，局放監(jiān)測，RS485及以太網(wǎng)通訊接口等眾多功能，集操作、顯示于一體。

　　1）溫濕度顯示界面：采用數(shù)字式溫濕度控制，當(dāng)環(huán)境相對濕度≥85%，啟動加熱，當(dāng)相對濕度≤77%，停止加熱；當(dāng)環(huán)境溫度≥40℃，啟動風(fēng)扇鼓風(fēng)，當(dāng)溫度≤35℃，停止鼓風(fēng)。當(dāng)環(huán)境溫度≤5℃，啟動加熱，當(dāng)環(huán)境溫度≥13℃，停止加熱。ASD500可測量并采用LCD顯示現(xiàn)場環(huán)境的溫度和濕度，帶有加熱、鼓風(fēng)控制接點，可根據(jù)需要，自行設(shè)定加熱、除濕、鼓風(fēng)的上下限。

　　2）無線測溫顯示界面：裝置通過無線溫度接收器和各無線溫度傳感器直接進行溫度值的傳輸，并采用液晶顯示各無線溫度傳感器所測溫度。當(dāng)溫度超過無線測溫的高溫定值，會產(chǎn)生告警記錄，提示節(jié)點高溫告警。

　　3）       局放顯示界面：局放裝置APD300-L磁吸在開關(guān)柜內(nèi)，再通過RS485接ASD500的第二路RS485（即背部端子85、86），測控裝置可以顯示超聲波（AE）、地電波（TEV）、特高頻（UHF）的放電幅值、均值和次數(shù)，以及環(huán)境噪聲、濕度和溫度。AE幅值超過AE報警定值同時AE放電次數(shù)超過25次，AE報警標(biāo)志位致1；TEV幅值超過TEV報警定值同時TEV放電次數(shù)超過25次，TEV報警標(biāo)志位致1；UHF幅值超過UHF報警定值同時UHF放電次數(shù)超過25次，UHF報警標(biāo)志位致1。

2.3.2 局放監(jiān)測APD300-L

　　APD300-L中壓開關(guān)柜局部放電監(jiān)測裝置通過通過特高頻傳感器（UHF）、地電波傳感器（TEV）和超聲波傳感器（AE）監(jiān)測檢測電氣設(shè)備運行時的局部放電信號，從而判斷高壓電氣設(shè)備內(nèi)部是否存在絕緣隱患，提前預(yù)警，保障電力系統(tǒng)安全可靠運行。

　　2.3.3無線測溫傳感器ATE400

　　無線測溫傳感器ATE400可用于3~35kV戶內(nèi)開關(guān)柜，包括中置柜、手車柜、固定柜、環(huán)網(wǎng)柜等多種開關(guān)柜；也可用于0.4kV低壓柜，包括固定柜，抽屜柜等。可安裝于柜內(nèi)任何發(fā)熱點上，利用無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)實時發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)，再通過接收裝置將溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示裝置或者遠程監(jiān)控系統(tǒng)。

　　3現(xiàn)場安裝圖片

　　現(xiàn)場10KV開關(guān)柜儀表室柜門安裝智能操控裝置ASD500，電纜室柜壁安裝局放監(jiān)測裝置APD300-L。

4結(jié)語

　　10KV變電所是電力分配的核心環(huán)節(jié)，其承接高壓110KV與低壓400V，電纜可能由于長期帶大量負載，由于多種原因?qū)е陆^緣老化，破壞電氣絕緣的穩(wěn)定性，導(dǎo)致火災(zāi)甚至大規(guī)模停電，而開關(guān)柜局部放電監(jiān)測的意義就在與能夠通過放電幅值和放電次數(shù)反應(yīng)近期開關(guān)柜內(nèi)的放電情況，一旦出現(xiàn)一段時間內(nèi)的放電情況連續(xù)多次的發(fā)生，反應(yīng)的情況就是該柜內(nèi)可能存在絕緣問題，需要進一步檢修判斷。對于開關(guān)柜內(nèi)的電氣接點，由于其長期載流，長時間工作后可能會導(dǎo)致電氣接點溫度升高，使用無線測溫裝置可以實時監(jiān)測電氣接點的溫度變化，及時預(yù)警溫度的異常升高，避免事故發(fā)生。而對于10KV中壓開關(guān)柜，智能操控裝置也是非常有必要安裝的裝置，其本身可以對開關(guān)柜的物理量和電氣量進行監(jiān)測，并顯示在智能操控的面板上，同時其高壓帶電顯示功能和語音防誤報警功能也對變電所工作人員的人身安全有進一步的保障，智能操控裝置還可以接入溫濕度傳感器、局放傳感器和無線測溫傳感器實時顯示柜內(nèi)的環(huán)境以及放電情況，為開關(guān)柜維護提供了數(shù)據(jù)支持，這三種裝置共同構(gòu)成了對中壓開關(guān)柜的設(shè)備狀態(tài)和環(huán)境狀態(tài)的監(jiān)測，保障變電所開關(guān)柜的安全穩(wěn)定運行。

　　參考文獻

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　　[3] 安科瑞35KV以及下變電所智能配電系統(tǒng)設(shè)計與產(chǎn)品二次原理圖集.2019.7月版

　　[4] 安科瑞用戶變電站綜合自動化與運維解決方案.2020.1月版