摘要：優(yōu)選目前極*的無(wú)源無(wú)線(xiàn)測(cè)溫裝置產(chǎn)品，將無(wú)源無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)應(yīng)用于銅冶煉轉(zhuǎn)爐供電系統(tǒng)開(kāi)關(guān)柜中，不僅提高 了開(kāi)關(guān)柜保護(hù)的智能化程度，也提高了供電系統(tǒng)的安全可靠性。
關(guān)鍵詞：無(wú)源無(wú)線(xiàn)測(cè)溫傳感器 ；EH 技術(shù) ；無(wú)線(xiàn)溫度接收終端 ；后臺(tái)

0 引言
江西銅業(yè)集團(tuán)公司貴溪冶煉廠(chǎng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“貴冶”）是目前中國(guó)規(guī)模大、技術(shù)*的閃速煉銅工廠(chǎng)。在30多年的發(fā)展過(guò)程中，貴冶始終堅(jiān)持吸收世界銅冶煉新成果，積極采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，不斷創(chuàng)新，不斷發(fā)展，帶動(dòng)了中國(guó)銅工業(yè)的發(fā)展。貴冶一系統(tǒng)轉(zhuǎn)爐6 kV供電系統(tǒng)設(shè)備是一期從日本成套引進(jìn)的進(jìn)口設(shè)備，到2017年已經(jīng)使用了三十多年，由于電氣元器件的老化、淘汰，電氣設(shè)備故障率逐年上升，為此，貴冶決定在2017年一系統(tǒng)年修期間對(duì)一系統(tǒng)轉(zhuǎn)爐6 kV供電系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行更新改造。此次更新改造范圍為貴冶一系統(tǒng)轉(zhuǎn)爐6 kV供電系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)柜、無(wú)功補(bǔ)償裝置、直流屏等。改造的設(shè)計(jì)原則：采用成熟、可靠的*工藝方案及設(shè)備，力求推廣*的節(jié)能技術(shù)、節(jié)能產(chǎn)品，結(jié)合智能化工廠(chǎng)建設(shè)要求，增設(shè)一套后臺(tái)電力綜合自動(dòng)化在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)。同時(shí)，為提高開(kāi)關(guān)柜安全性能，在開(kāi)關(guān)柜內(nèi)增設(shè)了溫度在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置。

1 溫度在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置的測(cè)溫方法選擇
目前，測(cè)溫方法種類(lèi)繁多，如紅外測(cè)溫、有源無(wú)線(xiàn)測(cè)溫、CT取電測(cè)溫、無(wú)源無(wú)線(xiàn)測(cè)溫等。常見(jiàn)測(cè)溫設(shè)備性能比較如表1所示。
表1 常見(jiàn)測(cè)溫設(shè)備性能比較

通過(guò)表1中常見(jiàn)測(cè)溫設(shè)備性能比較可知，無(wú)源無(wú)線(xiàn)測(cè)溫方式與其它的測(cè)溫方式相比更具*性，其*的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)成為開(kāi)關(guān)柜溫度檢測(cè)的主流方式，所以貴冶一系統(tǒng)轉(zhuǎn)爐6 kV供電系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)柜在線(xiàn)測(cè)溫裝置選擇了無(wú)源無(wú)線(xiàn)測(cè)溫方式。

2 無(wú)源無(wú)線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)產(chǎn)品的選型
通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外所有無(wú)源無(wú)線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)產(chǎn)品性能的比對(duì)、篩選，發(fā)現(xiàn)目前國(guó)內(nèi)外較*的無(wú)源無(wú)線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)裝置是由杭州休普電子技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“杭州休普”）生產(chǎn)的無(wú)源無(wú)線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)裝置，并將該無(wú)源無(wú)線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)裝置成功地應(yīng)用到貴冶一系統(tǒng)轉(zhuǎn)爐供電系統(tǒng)中。該產(chǎn)品性能優(yōu)于世界同類(lèi)產(chǎn)品，具有以下產(chǎn)品特點(diǎn)：（1）無(wú)線(xiàn)溫度傳感器為無(wú)源，無(wú)需任何形式電源；（2）傳感器供電方式采用能量收集技術(shù)，啟動(dòng)電流不大于5A，僅這一性能參數(shù)就遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于世界同類(lèi)產(chǎn)品，即使許多國(guó)際電氣品牌公司生產(chǎn)同類(lèi)產(chǎn)品的實(shí)際啟動(dòng)電流需要大于20A。（3）無(wú)線(xiàn)溫度傳感器體積小，尺寸大小僅為22×28×9.8 mm，可方便、安全地安裝在開(kāi)關(guān)柜的銅母排上和斷路器的動(dòng)、靜觸頭上，便于日常檢修和維護(hù)；（4）傳感器本身具有防護(hù)等級(jí)IP68，防塵、防水，戶(hù)內(nèi)戶(hù)外通用；（5）傳感器測(cè)溫范圍-45~125℃，測(cè)溫精度高，誤差不大于±1℃。（6）采用433 MHz頻率，發(fā)射距離遠(yuǎn)，穿透性強(qiáng)，適用于各類(lèi)開(kāi)關(guān)柜，變壓器，輸配電線(xiàn)纜實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)；（7）無(wú)線(xiàn)接收終端數(shù)據(jù)接口統(tǒng)一遵循IEC61850、IEC103/104、Modbus RTU或CDT等標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約，通信方式統(tǒng)一采用RS485、RS232、光纖或以太網(wǎng)的方式；（8）后臺(tái)監(jiān)測(cè)軟件能支持電腦和手機(jī)瀏覽器登錄，可查詢(xún)和保存實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)，溫度數(shù)據(jù)可保存1年以上。

3 無(wú)源無(wú)線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)
3.1 無(wú)源無(wú)線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)構(gòu)成
無(wú)源無(wú)線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)主要由三部分構(gòu)成 ：無(wú)源無(wú)線(xiàn)測(cè)溫傳 感器、無(wú)線(xiàn)溫度接收終端、數(shù)據(jù)服務(wù)器及后臺(tái)。效果結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

無(wú)源無(wú)線(xiàn)溫度傳感器作為系統(tǒng)的感知層，分布于各個(gè)發(fā)熱點(diǎn)，實(shí)時(shí)測(cè)量設(shè)備設(shè)施表面溫度，并將溫度數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式上傳給接收終端。
接收終端在系統(tǒng)中承擔(dān)著數(shù)據(jù)中繼功能，其接收到傳感器的數(shù)據(jù)之后再通過(guò)光纖、485或者無(wú)線(xiàn)方式傳輸給數(shù)據(jù)后臺(tái)，形成了系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)層。
數(shù)據(jù)到達(dá)后臺(tái)后，用戶(hù)可以通過(guò)瀏覽器方式監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)每個(gè)傳感器采集的實(shí)時(shí)溫度、歷史曲線(xiàn)。如果出現(xiàn)超溫情況，可以快速定位并及時(shí)通知相關(guān)人員。構(gòu)成系統(tǒng)的應(yīng)用層。
3.2 無(wú)源無(wú)線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)單元
3.2.1 無(wú)源無(wú)線(xiàn)溫度傳感器
杭州休普無(wú)源無(wú)線(xiàn)溫度傳感器是基于無(wú)線(xiàn)數(shù)字通信技術(shù)及低功耗技術(shù)、EH（EnergyHarvesting）技術(shù)而研制的高性能產(chǎn)品，其參數(shù)如表2所示。該產(chǎn)品正是利用微電子技術(shù)、低功耗技術(shù)以及能量管理技術(shù)收集開(kāi)關(guān)柜中的電磁能，并將其能量轉(zhuǎn)化為無(wú)線(xiàn)溫度傳感器所需之電源。產(chǎn)品獲得國(guó)家發(fā)明授權(quán)，號(hào)：ZL201210122418.0。
表2 無(wú)源無(wú)線(xiàn)溫度傳感器參數(shù)

新一代無(wú)源無(wú)線(xiàn)溫度傳感器采用了多重抗干擾措施以及*的軟件算法，經(jīng)過(guò)了國(guó)內(nèi)西高所、開(kāi)普實(shí)驗(yàn)室、浙江省中試所、浙江省質(zhì)監(jiān)局等多家機(jī)構(gòu)測(cè)試認(rèn)證，并且在國(guó)內(nèi)許多工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)得以成功應(yīng)用。其優(yōu)勢(shì)在于不再需要電源供電，*解決電池高溫性能差、壽命有限的問(wèn)題；且體積小巧，安裝方式靈活多樣，可方便、安全地安裝在開(kāi)關(guān)柜的銅母排上和斷路器的動(dòng)、靜觸頭上，將開(kāi)關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)提升到一個(gè)新的高度。無(wú)源無(wú)線(xiàn)溫度傳感器參數(shù)如表2所示。圖2為無(wú)源無(wú)線(xiàn)溫度傳感器外形。圖3~圖5為其安裝場(chǎng)合。

3.2.2 無(wú)線(xiàn)接收終端
SPW2000F杭州休普無(wú)線(xiàn)溫度接收終端是在上一代產(chǎn)品基礎(chǔ)上研制的新產(chǎn)品，與上一代及其他公司的類(lèi)似產(chǎn)品比較，該產(chǎn)品具備更強(qiáng)大的功能和可靠的性能，雙光口、雙無(wú)線(xiàn)、雙485、單網(wǎng)口，光纖可以直接接入測(cè)溫設(shè)備產(chǎn)品，亦可采用多通訊口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中繼功能。無(wú)線(xiàn)接收終端的參數(shù)如表3所示。圖6為無(wú)線(xiàn)接收終端外形。圖7為安裝方式。
表3 無(wú)線(xiàn)接收終端的參數(shù)

3.2.3無(wú)線(xiàn)監(jiān)控后臺(tái)
無(wú)線(xiàn)測(cè)溫后臺(tái)采用品牌工控機(jī)或由客戶(hù)型號(hào)的計(jì)算機(jī)，后臺(tái)軟件采用B/S結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)立的軟件著作權(quán)。具有人機(jī)界面友好、操作方便、數(shù)據(jù)全面、功能完善的特點(diǎn)，同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)短信報(bào)警和Web訪(fǎng)問(wèn)功能。監(jiān)控后臺(tái)的參數(shù)如表4所示。
表4 監(jiān)控后臺(tái)參數(shù)

4無(wú)源無(wú)線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)在轉(zhuǎn)爐6 kV供電系統(tǒng)的應(yīng)用
貴冶一系統(tǒng)轉(zhuǎn)爐6 kV供電系統(tǒng)的無(wú)源無(wú)線(xiàn)測(cè)溫裝置對(duì)開(kāi)關(guān)柜的斷路器三相動(dòng)、靜觸頭接點(diǎn)及三相電纜與搭接點(diǎn)的溫度做在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，開(kāi)關(guān)柜的溫度測(cè)點(diǎn)數(shù)量按照進(jìn)線(xiàn)柜9個(gè)點(diǎn)配置，饋線(xiàn)柜、母聯(lián)柜各按6個(gè)點(diǎn)配置。開(kāi)關(guān)柜內(nèi)各檢測(cè)點(diǎn)的無(wú)源無(wú)線(xiàn)溫度傳感器將檢測(cè)到的溫度數(shù)據(jù)發(fā)射到SPW2000F無(wú)線(xiàn)溫度接收終端，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)接收終端把溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)睫D(zhuǎn)爐后臺(tái)電力綜合自動(dòng)化在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)中，并進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和控制，如圖8、圖9所示，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)由開(kāi)關(guān)柜內(nèi)搭接點(diǎn)部位接觸不良、電流過(guò)載等因素引起的溫升過(guò)高的故障隱患，大限度地保證開(kāi)關(guān)配電設(shè)備的安全運(yùn)行，提高了供電系統(tǒng)的安全可靠性

5 安科瑞無(wú)線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)介紹與選型
安科瑞無(wú)線(xiàn)測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)是根據(jù)當(dāng)前無(wú)線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)的要求，在廣泛征求用戶(hù)和家意見(jiàn)的基礎(chǔ)上,充分吸收當(dāng)前國(guó)內(nèi)外廠(chǎng)家的成功案例，并結(jié)合安科瑞多年來(lái)的豐富經(jīng)驗(yàn)，采用面向?qū)ο蟮姆謱臃植际皆O(shè)計(jì)思想，結(jié)合自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)而設(shè)計(jì)的一款專(zhuān)業(yè)的無(wú)線(xiàn)測(cè)溫軟件。
5.1 Acrel-2000T無(wú)線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
Acrel-2000T無(wú)線(xiàn)測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)RS485總線(xiàn)或以太網(wǎng)與間隔層的設(shè)備直接進(jìn)行通信（如圖10），系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU, Modbus TCP等傳輸規(guī)約，安全性、可靠性和開(kāi)放性都得到了很大地提高。
Acrel-2000T無(wú)線(xiàn)測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)具有遙信、遙測(cè)、遙控、遙調(diào)、遙設(shè)、事件報(bào)警、曲線(xiàn)、棒圖、報(bào)表和用戶(hù)管理功能。可以監(jiān)控?zé)o線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)快速報(bào)警響應(yīng)，預(yù)防嚴(yán)重故障發(fā)生。
Acrel-2000T無(wú)線(xiàn)測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)主要特點(diǎn)是開(kāi)放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，硬件兼容性強(qiáng)，軟件移植性好，應(yīng)用功能豐富。該系統(tǒng)具有強(qiáng)大的處理能力，快速的事件響應(yīng)，友好的人機(jī)界面，方便的擴(kuò)充手段。其軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依據(jù)軟件工程的設(shè)計(jì)規(guī)范,模塊劃分合理，接口簡(jiǎn)捷明了，主要包括主控模塊、人機(jī)界面、圖形組態(tài)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、通信管理等幾大模塊。。

5.2 Acrel-2000T無(wú)線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)功能
■實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
Acrel-2000T無(wú)線(xiàn)測(cè)溫監(jiān)控軟件人機(jī)界面友好，能夠以配電一次圖的形式直觀(guān)顯示各測(cè)溫節(jié)點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)及有關(guān)故障、告警等信息
■溫度查詢(xún)
溫度歷史曲線(xiàn)（1分鐘、5分鐘、60分鐘可選）
■運(yùn)行報(bào)表
查詢(xún)各回路設(shè)備運(yùn)行溫度報(bào)表.
■實(shí)時(shí)報(bào)警
壁掛式無(wú)線(xiàn)測(cè)溫監(jiān)控設(shè)備具有實(shí)時(shí)報(bào)警功能，設(shè)備能夠?qū)囟仍较薜仁录l(fā)出告警。
■設(shè)備提供以下凡種告警方式：
a.彈岀事件報(bào)驚窗口.
b.實(shí)時(shí)語(yǔ)音報(bào)警功能，能夠?qū)λ惺录l(fā)出語(yǔ)音告警.
C.短信吿警，可以向吿警信息短信（需選配）.
■歷史告警査詢(xún)
Acrel-2000T無(wú)線(xiàn)測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)λ袇叹录涗涍M(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)和告警等事件進(jìn)行歷史追溯，查詢(xún)統(tǒng)計(jì)、事故分析。
■用戶(hù)權(quán)限管理
Acrel-2000T無(wú)線(xiàn)測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)置了用戶(hù)權(quán)限管理功能。
通過(guò)用戶(hù)權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如數(shù)據(jù)庫(kù)修改等）。可以定義不同級(jí)別用戶(hù)的 登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。
■定值設(shè)置
用于修改高溫定值、超溫定值。
■WEB（可選）
展示頁(yè)面顯示變電站數(shù)量、變壓器數(shù)量、監(jiān)測(cè)點(diǎn)位數(shù)量等概況信息， 設(shè)備溫度、通信狀態(tài)，用電分析和事件記錄。首頁(yè)顯示場(chǎng)站的變壓器數(shù)量、回路個(gè)數(shù)、有功功率、無(wú)功功率、用電量、事件記錄等概況信息，可通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控、變壓器、通信模塊切換到需要查看的界面。
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線(xiàn)可監(jiān)測(cè)各個(gè)回路的測(cè)點(diǎn)溫度、電壓、電流、功率曲線(xiàn)信息。
接線(xiàn)圖頁(yè)面通過(guò)一次圖實(shí)時(shí)反映電氣參數(shù)變化，包括測(cè)量量、信號(hào)量等信息（信號(hào)量 需要斷路器提供輔助觸點(diǎn)支持）。
能耗統(tǒng)計(jì)頁(yè)面顯示各回路的功率峰值和用電量峰值，功率、電能趨勢(shì)曲線(xiàn)，電能環(huán)比，

用電排名。
運(yùn)維管理\通信狀態(tài)顯示監(jiān)測(cè)接入系統(tǒng)設(shè)備的通信狀態(tài)。
■手機(jī)APP（可選）
設(shè)備數(shù)據(jù)員面顯示各設(shè)備的電參量數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)以及曲線(xiàn)。
5.3 安科瑞ARTM系列無(wú)線(xiàn)測(cè)溫終端產(chǎn)品選型
安科瑞電氣接點(diǎn)無(wú)線(xiàn)測(cè)溫方案由無(wú)線(xiàn)溫度傳感器、收發(fā)器、顯示單元組成。溫度傳感器直接安裝于斷路器動(dòng)觸頭、靜觸頭、電纜接頭、母排等發(fā)熱接點(diǎn)，將測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)傳至接收裝置，再由接收器485通訊至測(cè)溫終端或無(wú)線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)（如圖11）

5.3.3 安科瑞顯示終端
顯示裝置通過(guò)RS485連接收發(fā)器，可嵌入式安裝于柜體上，若柜體開(kāi)孔不便，也可選擇壁掛式安裝于配電室內(nèi)。方便操作人員現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)查看電氣節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)溫度的同時(shí)，也可以通過(guò)RS485或以太網(wǎng)通訊的方式在后臺(tái)系統(tǒng)查看現(xiàn)場(chǎng)情況。。