摘要：在現(xiàn)代工業(yè)體系中，氧化鋁是一種關(guān)鍵的無(wú)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(gè)領(lǐng)域中使用、是推動(dòng)我國(guó)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要材料。從日常用品到工業(yè)設(shè)備，氧化鋁的使用無(wú)處不在，作為一種環(huán)境友好型材料，氧化鋁無(wú)毒無(wú)味、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、不會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成過(guò)多的負(fù)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)這種材料的工廠，其電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行無(wú)疑對(duì)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(cè)變電所開(kāi)關(guān)柜環(huán)境、開(kāi)關(guān)狀態(tài)；使用無(wú)線測(cè)溫裝置可以對(duì)電氣接點(diǎn)容易由于長(zhǎng)期載流導(dǎo)致升溫的問(wèn)題進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)；同時(shí)對(duì)開(kāi)關(guān)柜局放的監(jiān)測(cè)也十分有必要，監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)是否有局放情況產(chǎn)生可以用來(lái)判斷是否要對(duì)開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行絕緣老化的檢測(cè)，對(duì)維護(hù)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(wú)線測(cè)溫、開(kāi)關(guān)柜局放

1概述

該項(xiàng)目位于廣西北海市合浦縣，是北海市重點(diǎn)打造的鋁工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)項(xiàng)目，一期工程年產(chǎn)480萬(wàn)噸氧化鋁，與廣投北海綠色生態(tài)鋁項(xiàng)目共同形成400萬(wàn)噸年產(chǎn)能，預(yù)計(jì)年產(chǎn)值達(dá)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(xiàng)目依托海外鋁土礦資源和港口優(yōu)勢(shì)，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(jì)產(chǎn)業(yè)鏈。項(xiàng)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(dòng)，提升鋁資源本地轉(zhuǎn)化率。項(xiàng)目在2025年6月開(kāi)工，將在10KV中變配電站使用安科瑞智能操控、無(wú)線測(cè)溫與局放監(jiān)測(cè)產(chǎn)品，監(jiān)測(cè)并控制開(kāi)關(guān)柜內(nèi)環(huán)境、接點(diǎn)溫度，同時(shí)監(jiān)測(cè)開(kāi)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(duì)東方希望北海氧化鋁項(xiàng)目需要配置智能操控、無(wú)線測(cè)溫以及局放監(jiān)測(cè)產(chǎn)品，對(duì)廠區(qū)10KV變電所中的開(kāi)關(guān)柜柜內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)，開(kāi)關(guān)狀態(tài)監(jiān)測(cè)，柜內(nèi)電氣接點(diǎn)測(cè)溫以及對(duì)開(kāi)關(guān)柜局放監(jiān)測(cè)。

首先該項(xiàng)目需求對(duì)10KV開(kāi)關(guān)柜配置智能操控裝置，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行的電參量、同時(shí)能監(jiān)測(cè)運(yùn)行中的物理量，包括開(kāi)關(guān)狀態(tài)動(dòng)態(tài)模擬顯示，高壓帶電顯示及閉鎖，驗(yàn)電及核相功能、無(wú)線測(cè)溫顯示、開(kāi)關(guān)柜局放監(jiān)測(cè)、環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)、電壓電流功率等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)并顯示；同時(shí)還應(yīng)具有強(qiáng)制加熱，強(qiáng)制照明，人體感應(yīng)，語(yǔ)音報(bào)警提示、集成遠(yuǎn)方就地開(kāi)關(guān)，分合閘開(kāi)關(guān)、儲(chǔ)能開(kāi)關(guān)等功能；

對(duì)于開(kāi)關(guān)柜局放的詳細(xì)要求為：

1）       工作電源：DC 12-36V；

2）       測(cè)量?jī)?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(cè)量范圍：0dBμV~60dBμV；AE諧振頻率：40kHz±1kHz；

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

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

6）       環(huán)境噪聲測(cè)量范圍：30dB~130dB；

7）       環(huán)境溫度測(cè)量范圍：-40℃~85℃；

8）       環(huán)境濕度測(cè)量范圍：0~100%RH；

9）       通訊協(xié)議：MODBUS-RTU；

10）       安裝方式：磁吸式；

對(duì)無(wú)線測(cè)溫的詳細(xì)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(wú)線頻率：470MHz;

4）       通訊距離：150m（空曠）；

5）       測(cè)溫范圍：-50-125℃；

6）       測(cè)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(cè)產(chǎn)品如下表

2.2配置方案

本次項(xiàng)目主要針對(duì)10KV高壓柜進(jìn)行智能操控產(chǎn)品以及局放監(jiān)測(cè)產(chǎn)品的配置，智能操控裝置ASD500安裝在儀表室柜門上，每個(gè)柜子一臺(tái)裝置；局放監(jiān)測(cè)裝置APD300-L安裝在電纜室柜壁上，每個(gè)柜子一臺(tái)裝置；每個(gè)柜子安裝9點(diǎn)無(wú)線測(cè)溫傳感器。

以下圖片為部分變電所開(kāi)關(guān)柜圖紙：

本次東方希望北海氧化鋁項(xiàng)目中使用智能操控裝置ASD500共計(jì)347臺(tái)，開(kāi)關(guān)柜局放監(jiān)測(cè)裝置APD300-L共計(jì)347臺(tái)，無(wú)線測(cè)溫傳感器共3123點(diǎn)。

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(xiàng)目中使用了智能操控裝置ASD500、開(kāi)關(guān)柜局放監(jiān)測(cè)裝置APD300-L、以及無(wú)線測(cè)溫傳感器ATE400，下面將對(duì)項(xiàng)目中使用的三款裝置進(jìn)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(kāi)關(guān)柜綜合測(cè)控裝置用于3~35kV戶內(nèi)開(kāi)關(guān)柜，適用于中置柜、手車柜、固定柜、環(huán)網(wǎng)柜等多種開(kāi)關(guān)柜。具有一次回路模擬圖及開(kāi)關(guān)狀態(tài)指示，高壓帶電顯示及核相，自動(dòng)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(cè)量、預(yù)分預(yù)合閃光指示、電氣節(jié)點(diǎn)無(wú)線測(cè)溫，人體感應(yīng)自動(dòng)照明，語(yǔ)音提示，電參數(shù)測(cè)量，局放監(jiān)測(cè)，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(duì)濕度≥85%，啟動(dòng)加熱，當(dāng)相對(duì)濕度≤77%，停止加熱；當(dāng)環(huán)境溫度≥40℃，啟動(dòng)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(dòng)加熱，當(dāng)環(huán)境溫度≥13℃，停止加熱。ASD500可測(cè)量并采用LCD顯示現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的溫度和濕度，帶有加熱、鼓風(fēng)控制接點(diǎn)，可根據(jù)需要，自行設(shè)定加熱、除濕、鼓風(fēng)的上下限。

2）無(wú)線測(cè)溫顯示界面：裝置通過(guò)無(wú)線溫度接收器和各無(wú)線溫度傳感器直接進(jìn)行溫度值的傳輸，并采用液晶顯示各無(wú)線溫度傳感器所測(cè)溫度。當(dāng)溫度超過(guò)無(wú)線測(cè)溫的高溫定值，會(huì)產(chǎn)生告警記錄，提示節(jié)點(diǎn)高溫告警。

3）       局放顯示界面：局放裝置APD300-L磁吸在開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，再通過(guò)RS485接ASD500的第二路RS485（即背部端子85、86），測(cè)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(guò)AE報(bào)警定值同時(shí)AE放電次數(shù)超過(guò)25次，AE報(bào)警標(biāo)志位致1；TEV幅值超過(guò)TEV報(bào)警定值同時(shí)TEV放電次數(shù)超過(guò)25次，TEV報(bào)警標(biāo)志位致1；UHF幅值超過(guò)UHF報(bào)警定值同時(shí)UHF放電次數(shù)超過(guò)25次，UHF報(bào)警標(biāo)志位致1。

2.3.2 局放監(jiān)測(cè)APD300-L

APD300-L中壓開(kāi)關(guān)柜局部放電監(jiān)測(cè)裝置通過(guò)通過(guò)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(cè)檢測(cè)電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)的局部放電信號(hào)，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(yùn)行。

2.3.3無(wú)線測(cè)溫傳感器ATE400

無(wú)線測(cè)溫傳感器ATE400可用于3~35kV戶內(nèi)開(kāi)關(guān)柜，包括中置柜、手車柜、固定柜、環(huán)網(wǎng)柜等多種開(kāi)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(diǎn)上，利用無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)實(shí)時(shí)發(fā)送監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，再通過(guò)接收裝置將溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示裝置或者遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。

3現(xiàn)場(chǎng)安裝圖片

現(xiàn)場(chǎng)10KV開(kāi)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(cè)裝置APD300-L。

4結(jié)語(yǔ)

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(zhǎng)期帶大量負(fù)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(kāi)關(guān)柜局部放電監(jiān)測(cè)的意義就在與能夠通過(guò)放電幅值和放電次數(shù)反應(yīng)近期開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的放電情況，一旦出現(xiàn)一段時(shí)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(wèn)題，需要進(jìn)一步檢修判斷。對(duì)于開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的電氣接點(diǎn)，由于其長(zhǎng)期載流，長(zhǎng)時(shí)間工作后可能會(huì)導(dǎo)致電氣接點(diǎn)溫度升高，使用無(wú)線測(cè)溫裝置可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電氣接點(diǎn)的溫度變化，及時(shí)預(yù)警溫度的異常升高，避免事故發(fā)生。而對(duì)于10KV中壓開(kāi)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(duì)開(kāi)關(guān)柜的物理量和電氣量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并顯示在智能操控的面板上，同時(shí)其高壓帶電顯示功能和語(yǔ)音防誤報(bào)警功能也對(duì)變電所工作人員的人身安全有進(jìn)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(wú)線測(cè)溫傳感器實(shí)時(shí)顯示柜內(nèi)的環(huán)境以及放電情況，為開(kāi)關(guān)柜維護(hù)提供了數(shù)據(jù)支持，這三種裝置共同構(gòu)成了對(duì)中壓開(kāi)關(guān)柜的設(shè)備狀態(tài)和環(huán)境狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，保障變電所開(kāi)關(guān)柜的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2019.11月版

[2] 安科瑞智能電網(wǎng)用戶端電力監(jiān)控/電能管理/電氣安全（產(chǎn)品報(bào)價(jià)手冊(cè)）.2020.01月版

[3] 安科瑞35KV以及下變電所智能配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(dòng)化與運(yùn)維解決方案.2020.1月版