智能无线测温技术在高压电气上的解决方案
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摘要：高压变频器、变压器是集团公司重点管控的设备，其关键部位的温度数据直接关系到设备运行的安全性及稳定性，通常情况下高压电气设备空间封闭狭小，有安全距离的要求，无法直接进行人工点检，传统有线的测温也无法有效解决这一问题。
炼钢厂一次除尘高压电机采用利德华福生产的高压变频，控制1800KW电机的启动和调速，高压变频移相变压器是一台巨大的发热源，当因变频器风机停转或吸风口堵、室内制冷设备制冷效果差、变频柜内设备损坏等原因，会因功率单元故障造成设备停机。严重会造成功率单元损坏、移相变压器烧坏，造成长时间停产，损失严重，目前点检人员无法实时检测高压变频运行温度；另外一炼钢精炼炉变压器采用长春三鼎变压器有限公司生产的型号：HBSSPZ-16000/35；额定容量：16000KVA；额定电压：35000/290V；额定电流：264/31854A。精炼炉变压器承担着炼钢炉内精炼供电任务，负荷大、温度高，是炼钢关键设备，目前值班室人员也无法实时检测精炼炉变压器运行温度。
因此，考虑到设备运行的可靠性，使用智能无线在线检测系统对高压变频器、变压器进行温度实时检测，解决了无法布线测温的难题，可以实时检测设备的运行温度，实现温度异常报警，生成裂化曲线，实施预知维修，最大限度地降低故障，减少损失。
关键词：高压变频器；无线测温技术
一、无线测温技术
1.智能无线在线检测系统是针对用户专门开发的一套新型的实时在线监测系统。系统的设计思想是：物联、安全、准确、及时。首先采用分散式就地安装的温度传感器，检测变频器和变压器的温度，通过无线方式将这些前端传感器采集的数据发送到采集仪的显示器上，根据自定义的温度上限和下限报警设定进行相应的智能控制。然后无线温度采集仪通过RS485通讯线或无线与工控机相连，构成设备监控系统。最后用户通过上位机或移动端（手机）实现实时监控。本系统由智能无线采集仪、无线温度传感器、后台监测系统（包括工控机、温度软件和移动端）组成。
（1）智能无线采集仪
智能无线采集仪可以实时将现场无线温湿度传感器、无线电流传感器、无线转速传感器数据进行采集并显示，可以连续监测现场设备的运行温度、电流、转速，当检测数据发生异常时，无线采集仪发出报警指示，也可以将检测数据通过通讯接口传到上位计算机作进一步处理，实现设备运行数据的集中监测，对异常点进行分析并报警。
数据显示：可显示9-120个检测点名称及相对应的实时温度、电流、转速。可图形显示检测点的实时数据。报警功能：可设置上、下限报警值。可实现声、光报警。可查询历史报警信息，包括超上限报警的数值、超下超报警的数值。
存储功能：系统内置2G存储空间，可存储10万条以上的数据。综合查询功能：可查询历史数据，历史最低、历史平均、历史最高等。可分析每个点、每个设备的数据变化曲线，掌控变化趋势，并以图形的方式显示。汉字输入功能：系统采用嵌入式技术，内置汉字字库，可手写录入信息。开关量输出功能：可最多内置四路开关量输出功能。通讯功能：NB-IOT，射频、RS485、TCP/IP等功能可选。
（2）无线温度传感器
无线温湿度传感器是集成温度传感、无线通信、低功耗等技术的无线传感网络产品，采用粘贴或固定式安装在被测设备表面，采集现场温度信息无线发送到温度采集仪上显示。
无线温度传感器具有测量精度高、灵敏度高；温度数据无线传输，无需布线；防护技术先进，不影响其它设备，也不受环境干扰；金属外壳设计，形成电磁屏蔽，可在强电磁场下稳定工作；传感器采用高精度感温元件，接触式安装在测温点上，温度效果更精确；体积小；适用各种环境等特点。可广泛应用于机械设备、高压开关柜断路器动触头、电缆接头等处测温。
（3）后台监控系统
后台监控系统为一台工控计算机，在该计算机上运行专用软件，用来定时循环读取通信终端中收集的温度、电流、转速数据，并写入本地硬盘中作长期保存。计算机与温度采集仪通过RS485或无线通信，实时显示被测设备数值。监控系统具有数据异常报警、预警、查询曲线、打印本系统监测的全部历史数据等功能。
二、技术方案思路
1.安装方式：先将传感器测温面均匀涂抹航空胶粘剂与被测物体粘接，粘接后用扎带将传感器与被测物体绑扎在一起，外部再用耐高温绝缘硅胶带绑扎，确保安装牢固可靠。
2.数据采集：通过安装在控制室的采集仪无线传输数据，最终通过安装在控制室的上位机显示各点位的报警及趋势。
三、应用效果
1.安装无线测温装置，与测温枪的误差控制在±1℃，以实时监控设备温度，判断设备的运行状态，通过生成温度裂化曲线，更直观反映设备的裂化趋势，如
2.设备维护人员也可以通过上位机查询历史记录，分析设备运行情况.
3.本次安装29个点，其中高压变频器内部安装10个点，属于内部空间密闭，精炼炉变压器出线短网16个点，上下分层也不容易测温，但通过安装无线测温从而实现了智能点检替代人工点检，并有效的解决了以往很难实现的封闭空间点检的技术难点。
4.智能无线测温系统实现对被测设备异常温变的报警，已达到预防性维修的目的。在2018年6月22日下午，设备调试完毕后，二次风机房高压变频室，室内温度超温报警.
根据集团公司的相关规定，高压变频器室内温度不能高于30℃，而当天下午气温炎热，机房空调制冷效果下降，室温超过标准，在收到传感器温度数值后及时发出报警信号，控制室人员立刻通过对讲系统联系电钳人员入场检查维修。这一案例充分说明了智能无线测温系统可以有效的对炼钢厂设备进行有效及时的保护。在此后的多个时段里，机房室温发生多次报警，达到替代人工巡检的目的，有效的保障了设备运行温度的稳定。
截止目前试运行1个半月的时间，无线测温系统具有见效快、稳定性好、准确性高等技术亮点，可以有效替代人工点检，准确的反映出设备的裂化趋势。
4.7月份，根据我公司的需求，开发了手机APP功能，可以实现远程查看温度数据，数据历史记录查询，报警记录查询.
（1）以上在手机APP的页面中可以看到，实时界面中，最高温与最低温直接显示在首页，可以让管理人员直观看到设备运行的最高与最低温度，并且点击后可直接进入设备详情页面，快速直观的找到问题设备。
（2）手机APP可以实现24小时随时巡检测温点的功能，在一定程度上缓解了人工巡检的压力并补足人工巡检的漏洞，能够替代人工进行智能点检。
四、小结
该系统正常投运后，可以有效替代人工点检，实时检测高压变频、精炼炉变压器运行温度，准确的反映出设备的裂化趋势，能够在设备异常时进行报警，及时进行预知维修，极大推动设备的“零事故”管理的提升。避免电气设备故障的发生，按炼钢高压变频器发生一次设备事故2小时计算，减少产量330t钢水，减少经济损失约60万元。
作者简介：冯，磊（1980-），男，山东泰安人，2001年毕業于辽宁工程技术大学自动化仪表及应用专业，2015年获齐鲁工业大学控制工程硕士学位，高级工程师，现从事检测技术及自动化装置研究。
（作者单位：石横特钢集团有限公司）
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