無線溫度測量在化學工業配電系統的應用

抽象的： 穩定的電力供應是保障企業正常生產的基礎。因此，如何保障電力設備的正常運作是企業關注的重點問題。溫度是表徵電力設備正常運作的重要參數。電力設備運作過程中，若出現過溫狀況，會降低設備的效能和使用壽命，導致設備故障，影響電網正常運行，甚至引發電氣火災，造成巨大的經濟損失。即時採集電力設備關鍵接點的溫度，克服了有線溫度監測系統多線路、佈線複雜等缺點，針對維護困難、高壓隔離等問題，將溫度感測器與無線通訊技術結合，並整合物聯網技術和電力自動化技術，實現了智慧無線測溫系統解決方案。此無線測溫系統結構簡單可靠、可擴展性佳、部署靈活，能夠滿足產業深層需求並與其他技術整合。進一步推廣及應用此技術於工業配電系統。

關鍵字： 化學工業溫度測量 被動無線溫度測量 電溫度測量 溫度測量系統

1 化工產業配電系統溫度測量需求分析 隨著中國經濟建設的快速發展，湧現許多化工企業。化工產業是一個龐大的產業，複雜的工業生產體系，以及企業穩定可靠的電力供應與分配，是保障正常生產的基礎。化工企業電力分配系統具有以下特點：（1）可靠性要求高。化學生產是連續的，一旦電力供應和分配系統出現問題導致生產中斷，就會造成原材料浪費；（2）負荷大且相對穩定。化工產業的電力供應和分配系統需要穩定的電力供應才能滿足生產需求。生產設備具有較高的連續性。整個供電配電系統相對穩定，變化較小；（3）產能逐漸擴大。化工企業生產規模的擴大和新的改造項目將帶來新的電力負荷；（4）存在大量高功率馬達負荷，生產活動需要大量馬達提供動力。化工供電配電系統使用大量馬達。
中低壓開關櫃、電機等電氣設備，其自動化和連續生產的高要求，不僅對供電可靠性提出了越來越高的要求，也對鋼鐵行業系統中關鍵配電和電機設備的穩定性和可靠性提出了更高的要求。在工業系統中，溫度是表徵設備正常運作的重要參數。隨著工業電力負荷的不斷增長，為了避免設備過熱引發事故，自動溫度監測已成為工業安全生產的重要組成部分。化學生產中的電氣設備通常長時間在高壓大電流下運行，設備中的某些缺陷會導致設備零件溫度異常升高。溫度和接觸電阻值的惡性循環最終會導致設備無法正常工作甚至燒毀。過高的溫度可能引發燃燒、爆炸，甚至造成設備損壞或品質事故。由於故障偵測方法有限，高壓電氣設備的故障偵測難度較大，尤其是在開關櫃等設備內部。隨著溫升時間的增加，溫度過限點會因熱作用加劇氧化程度，可能導致母線​​、接點等燒毀，進而造成下游大型供電線路或重要電力設備突發斷電，造成巨大的直接和間接經濟損失。近年來，感測器和物聯網、設備線上監控以及大數據分析技術的快速發展，結合化學產業的特性和需求，為解決此類問題提供了新的解決方案。應用方案及專案案例總結：某高分子合成公司堅持科技創新，在新環保、新材料、新能源等領域掌握了大量自主知識產權，在新環保製冷劑、氟矽高新技術材料、離子膜等領域打破了多項國外技術壟斷，實現了國產替代，是格力、美的、海爾、海信江、大金、三家外寶、大市外企業的優秀供應商。目前，公司牢牢掌握中央供給側結構性改革和全省新舊動能轉型升級的重大機遇，緊密聚焦科技創新主線，努力打造「兩替代」和「智慧製造」的新引擎，為新常態下的經濟注入了活力，營運效率持續提升。全廠10KV配電系統採用單母線分段，兩段進線互為備用；每段進線容量依12500KVA設計，足以滿足整個廠區的生產運作需求。兩段進線及母線聯絡線的3個斷路器中，只需閉合2個即可，母線聯絡線配備備用自動脫扣裝置。馬達迴路需單獨控制，機櫃頂部小母線閉合、控制母線及設備供電均採用雙小母線。 0.4kV系統採用變壓器獨立運行，中間設有母線聯絡櫃，並採用反並聯鎖，母線聯絡櫃配備備用自動切換裝置。製程負載二次側的主電源取自各母線段，備用電源取自工廠箱式變壓器。 UPS、DCS及控制室的主電源取自1號變壓器母線段，備用電源取自緊急母線段（緊急母線段配備雙電源轉換開關，主電源取自2號變壓器母線段，備用電源取自工廠箱型變壓器的630A斷路器）。

本計畫對關鍵電氣連接進行溫度監測高壓櫃中10kV高壓櫃和低壓櫃中0.4kV低壓櫃的點工廠區域的低壓配電室。該項目要求溫度測量產品可以長時間穩定運行，並實現配送中心及遠端的本地溫度監測及警報溫度監測。經技術比較，採用以下方案：無線被動式溫度感測器+溫度擷取與顯示
採用此設備+溫度監測系統精確擷取數據關鍵部件的溫度訊號。透過無線溫度控制中心的測量和監控系統，即時溫度訊號監測，精確定位過溫部件和設備，過溫警報，確保延長關鍵設備的使用壽命，保障生產連續性，並減少與避免…潛在事故風險。此外，還有溫度測量。該系統實現了溫度的移動操作和維護測量訊號。它不僅可以監測關鍵部件的溫度。透過智慧型手機即時操控設備，並自動發送當發生過溫情況時，發出警報訊號，並將其推送至智慧型裝置。及時將電話終端機交給特定負責人，以便實現高效率的問題處理，大幅降低事故風險
配電裝置和電氣設備的供電，並確保電力供應可靠性、生產連續性和安全生產。
2.1 無線被動式溫度測量：溫度感測器 + Sub-1G經過技術對比，ATE400 無源無線溫度感測器此感測器被選用於測量高溫關鍵部件的溫度。低壓開關櫃。其主要性能參數如下所示。見表3。

ATE400 被動無線溫度感測器採用初級電流用於感應和與測量點直接接觸，以確保高性能、高精度的溫度監測。此外，ATE400體積非常小，不佔空間，因此安裝起來很方便。調試和維護。 ATE400 無線通訊採用 Sub-1G 頻段。
通訊技術確保可靠和強大的通信功能。 ATE400 的圖片和項目中的場景。應用示例如圖 1 所示。該專案的每個迴路都配備了配備 6 個溫度感測器，總計超過 3,000 個溫度感測器。