安科瑞 崔庭宇
摘要：在现代工业体系中，氧化铝是一种关键的无极非金属材料，其本身有着多样优异性能，可以在冶金、电子、陶瓷、环保等多个领域中使用、是推动我国产业升级的重要材料。从日常用品到工业设备，氧化铝的使用无处不在，作为一种环境友好型材料，氧化铝无毒无味、化学性质稳定、不会对生态系统造成过多的负面影响，这使其在环保、生物等领域也可以使用；而作为生产这种材料工厂，其电力系统的稳定运行无疑对材料生产制作稳定是十分重要的，使用智能操控装置可以监测变电所开关柜环境、开关状态；使用无线测温装置可以对电气接点容易由于长期载流导致升温的问题进行实时温度监测；同时对开关柜局放的监测也十分有必要，监测开关柜内是否有局放情况产生可以用来判断是否要对开关柜进行绝缘老化的检测，对维护变配电稳定性有着重要作用。
关键词：氧化铝、智能操控、无线测温、开关柜局放
1概述
该项目位于广西北海市合浦县，是北海市打造的铝工业循环经济项目，一期工程年产480万吨氧化铝，与广投北海绿色生态铝项目共同形成400万吨年产能，预计年产值达700亿元，为区域生态铝产业链发展奠定基础。项目依托海外铝土矿资源和港口优势，响应广西铝产业"两头在内、中间在外"发展策略，打造绿色循环经济产业链。项目建成后将与下游电解铝、光伏玻璃等产业形成联动，提升铝资源本地转化率。项目在2025年6月开工，将在10KV中变配电站使用安科瑞智能操控、无线测温与局放监测产品，监测并控制开关柜内环境、接点温度，同时监测开关柜局放情况。
2产品需求、配置方案及产品介绍
2.1产品需求
本次针对东方希望北海氧化铝项目需要配置智能操控、无线测温以及局放监测产品，对厂区10KV变电所中的开关柜柜内环境监测，开关状态监测，柜内电气接点测温以及对开关柜局放监测。
首先该项目需求对10KV开关柜配置智能操控装置，能够实时监测系统运行的电参量、同时能监测运行中的物理量，包括开关状态动态模拟显示，高压带电显示及闭锁，验电及核相功能、无线测温显示、开关柜局放监测、环境温湿度监测、电压电流功率等参数进行监测并显示；同时还应具有强制加热，强制照明，人体感应，语音报警提示、集成远方就地开关，分合闸开关、储能开关等功能；
对于开关柜局放的详细要求为：
1）工作电源：DC 12-36V；
2）测量内容：超声波（AE）、地电波（TEV）、特高频（UHF）、噪声、温度、湿度；
3）超声波（AE）：AE测量范围：0dBμV~60dBμV；AE谐振频率：40kHz±1kHz；
4）地电波（TEV）：TEV测量范围：0dBmV~60dBmV；TEV测量信号带宽：3MHz~100MHz；
5）特高频（UHF）：UHF测量范围：-70dBm~10dBm；UHF测量频段：300MHz~1500MHz；UHF等效高度：≥10mm；
6）环境噪声测量范围：30dB~130dB；
7）环境温度测量范围：-40℃~85℃；
8）环境湿度测量范围：0~100%RH；
9）通讯协议：MODBUS-RTU；
10）安装方式：磁吸式；
对无线测温的详细要求为：
1）工作电源：CT感应取电，感应电流≥5A；
2）采样频率：15S;
3）无线频率：470MHz;
4）通讯距离：150m（空旷）；
5）测温范围：-50-125℃；
6）测温精度：±1℃；
7）安装方式：合金片固定；
根据上述要求，故此选择安科瑞的智能操控和局放监测产品如下表
2.2配置方案
本次项目主要针对10KV高压柜进行智能操控产品以及局放监测产品的配置，智能操控装置ASD500安装在仪表室柜门上，每个柜子一台装置；局放监测装置APD300-L安装在电缆室柜壁上，每个柜子一台装置；每个柜子安装9点无线测温传感器。
以下图片为部分变电所开关柜图纸：
本次东方希望北海氧化铝项目中使用智能操控装置ASD500共计347台，开关柜局放监测装置APD300-L共计347台，无线测温传感器共3123点。
以下是部分配置方案表格：
2.3产品介绍
本次东方希望北海氧化铝项目中使用了智能操控装置ASD500、开关柜局放监测装置APD300-L、以及无线测温传感器ATE400，下面将对项目中使用的三款装置进行产品介绍。
以上图片为ASD500、ATE400、APD300-L组网图。
2.3.1 智能操控ASD500
ASD500开关柜综合测控装置用于3~35kV户内开关柜，适用于中置柜、手车柜、固定柜、环网柜等多种开关柜。具有一次回路模拟图及开关状态指示，高压带电显示及核相，自动温湿度控制，加热回路故障告警，分合闸回路完好指示、分合闸回路电压测量、预分预合闪光指示、电气节点无线测温，人体感应自动照明，语音提示，电参数测量，局放监测，RS485及以太网通讯接口等众多功能，集操作、显示于一体。
1）温湿度显示界面：采用数字式温湿度控制，当环境相对湿度≥85%，启动加热，当相对湿度≤77%，停止加热；当环境温度≥40℃，启动风扇鼓风，当温度≤35℃，停止鼓风。当环境温度≤5℃，启动加热，当环境温度≥13℃，停止加热。ASD500可测量并采用LCD显示现场环境的温度和湿度，带有加热、鼓风控制接点，可根据需要，自行设定加热、除湿、鼓风的上下限。
2）无线测温显示界面：装置通过无线温度接收器和各无线温度传感器直接进行温度值的传输，并采用液晶显示各无线温度传感器所测温度。当温度超过无线测温的高温定值，会产生告警记录，提示节点高温告警。
3）局放显示界面：局放装置APD300-L磁吸在开关柜内，再通过RS485接ASD500的第二路RS485（即背部端子85、86），测控装置可以显示超声波（AE）、地电波（TEV）、特高频（UHF）的放电幅值、均值和次数，以及环境噪声、湿度和温度。AE幅值超过AE报警定值同时AE放电次数超过25次，AE报警标志位致1；TEV幅值超过TEV报警定值同时TEV放电次数超过25次，TEV报警标志位致1；UHF幅值超过UHF报警定值同时UHF放电次数超过25次，UHF报警标志位致1。
2.3.2 局放监测APD300-L
APD300-L中压开关柜局部放电监测装置通过通过特高频传感器（UHF）、地电波传感器（TEV）和超声波传感器（AE）监测检测电气设备运行时的局部放电信号，从而判断高压电气设备内部是否存在绝缘隐患，提前预警，保障电力系统安全可靠运行。
2.3.3无线测温传感器ATE400
无线测温传感器ATE400可用于3~35kV户内开关柜，包括中置柜、手车柜、固定柜、环网柜等多种开关柜；也可用于0.4kV低压柜，包括固定柜，抽屉柜等。可安装于柜内任何发热点上，利用无线数据传输技术实时发送监测数据，再通过接收装置将温度数据传输到显示装置或者远程监控系统。
3现场安装图片
现场10KV开关柜仪表室柜门安装智能操控装置ASD500，电缆室柜壁安装局放监测装置APD300-L。
4结语
10KV变电所是电力分配的核心环节，其承接高压110KV与低压400V，电缆可能由于长期带大量负载，由于多种原因导致绝缘老化，破坏电气绝缘的稳定性，导致火灾甚至大规模停电，而开关柜局部放电监测的意义就在与能够通过放电幅值和放电次数反应近期开关柜内的放电情况，一旦出现一段时间内的放电情况连续多次的发生，反应的情况就是该柜内可能存在绝缘问题，需要进一步检修判断。对于开关柜内的电气接点，由于其长期载流，长时间工作后可能会导致电气接点温度升高，使用无线测温装置可以实时监测电气接点的温度变化，及时预警温度的异常升高，避免事故发生。而对于10KV中压开关柜，智能操控装置也是非常有必要安装的装置，其本身可以对开关柜的物理量和电气量进行监测，并显示在智能操控的面板上，同时其高压带电显示功能和语音防误报警功能也对变电所工作人员的人身安全有进一步的保障，智能操控装置还可以接入温湿度传感器、局放传感器和无线测温传感器实时显示柜内的环境以及放电情况，为开关柜维护提供了数据支持，这三种装置共同构成了对中压开关柜的设备状态和环境状态的监测，保障变电所开关柜的安全稳定运行。
参考文献
[1] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2019.11月版
[2] 安科瑞智能电网用户端电力监控/电能管理/电气安全（产品报价手册）.2020.01月版
[3] 安科瑞35KV以及下变电所智能配电系统设计与产品二次原理图集.2019.7月版
[4] 安科瑞用户变电站综合自动化与运维解决方案.2020.1月
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