浅谈关于矿用移动变电站无线温度检测技术的研究

摘要：针对目前国内矿用移动变电站配置温度检测功能的技术落后、数据采集不全面、模式单一等问题，在使用过程中隔爆型移动变电站烧毁的绝大部分与过热有关，然而高压分接头、低压星角转换接头、高压隔离刀闸、断路器与变压器连换的穿墙套管是主要的发热起火位置。因此，研究移动变电站在线温度检测，已经成为煤矿井下供电系统中安全运行所急需解决的实际问题，是提高移动变电站可靠运行的迫切需要，采用移动变电站无线温度检测技术，保证了煤矿井下供电系统中安全运行。

关键词：移动变电站 无线温度检测 安全运行

1引言

随着煤矿井下高产高效工作面自动化水平的提高，矿用隔爆型移动变电站普及与应用，以及移动变电站的不断扩容，对移动变电站的可靠性要求越来越高。其中，移动变电站自身安全运行问题是影响智能化矿山供电安全运行的重要因素。

因移动变电站为隔爆型封闭结构，散热采用波纹壳体散热，且经常在大电流和满负荷的条件下运行，如果不对温升采取有效的检测措施，将会危及与其连接的电气设备的安全运行。特别是短路故障时，强大的电流使隔爆变电站内部温升加剧，可能出现变压器一次分接连接件、低压星角的固定换点松动，按触电阻加大的情况，造成移动变电站烧毁的严重事故。

据统计，隔爆型移动变电站烧毁的绝大部分与过热有关，高压分接头、低压星角转换接头、高压隔离刀闸、断路器与变压器连换的穿墙套管，是主要的发热起火位置处。因此，移动变电站在线温度检测，已经成为煤矿井下供电系统中安全运行所急需解决的实际问题，是提高移动变电站可靠运行的迫切需要，然而目前的移动变压器中并不具备温度检测功能。

2温度检测技术的现状

2.1移动变电站主要结构

矿用隔爆型移动变电站用于有甲烷混合气体和煤尘，并有爆炸危险的矿井中，作为煤矿井下综合机械化采掘设备的配电装置，见图1。

图1矿用隔爆型移动变电站结构

该装置主要包括3打部分组成：隔爆型高压负荷开关箱、矿用隔爆型干式变压器、隔爆低压保护箱。

2.2温度测试的现状及存在问题

目前，矿用隔爆型移动变电站主要的温度保护是对移动变电站变压器的保护，然而在实际的生产使用过程中，移动变电站烧毁的绝大部分表现在高压分接头、低压星角转换接头、高压隔离刀闸、断路器与变压器连换的穿墙套管处，因这些位置接触部位氧化、松动、负荷过大、相间短路，散热环境等原因使温度升高，造成移动变电站烧毁。如不能及时发现处理将会造成安全事故，影响矿井供电系统的安全运行。从长期安全运行要求考虑，移动变电站的各个接点温度应限制在一定的范围内。因此，移动变电站在线温度检测，已经成为煤矿井下供电系统中安全运行所急需解决的实际问题，是提高移动变电站可靠运行的迫切需要。

3无线温度检测技术

因移动变电站为隔爆型封闭结构，散热采用波纹壳体散热，经常在大电流和满负荷的条件下运行，造成移动变电站内部温度较高，且移动变电站内部空间受限，走线不方便且后期维护难度较大等。因此，急需探索研究一种移动变电站无线温度检测技术。

3.1无线温度检测系统组成

图2矿用隔爆型移动变电站无线温度检测系统

移动变电站无线温度检测系统见图1，包括该系统①无线温度传感器，设置于移动变电站内部，用于检测所述移动变电站内部的温度值，其输出端输出表征所述温度值大小的温度信号。②温度控制模块，其内部有无线温度信号接收模块，可将接收到所述温度信号传输至高压综合保护器。③信号导向板，设置于所述无线发送模块上，用于使所述温度信号延特定方向传播，所述特定方向为背向所述移动变电站的变压器的方向。④高压综合保护器，其输入端和温度控制模块的输出端相连接，通过温度控制模块输入各检测点的温度信号。高压综合保护器的显示屏可显示温度值，并且通过高压综合保护器的内部计算和设定值进行比较，高压综合保护器做出适当的动作，如温度变化异常、超温报警、超温跳闸等。

3.2系统的工作原理

移动变电站无线温度检测系统，适用于各接点的接触检测。当检测接点温度出现异常时，采用的红外线测温传感器采集温度数据，通过无线传输模块将数据发送出去。期间加装弧形铝材料信号导向板，无线温度传感器位于所述弧形板所围成的空间内，用于反射所述温度信号，使所述温度信号延特定方向传播，且可避开变压器产生的磁场干扰，减少温度信号的损失。温度控制模块负责数据的收发和传输，通过RS485串口通信至移动变电站高压综合保护器。高压综合保护器将接收到的温度值与综合保护器内数值进行比对，发出告警或输出跳闸，也可以通过移动变电站用高压综合保护器的显示屏或通过上位机实时记录温度数据

，并设置预警、报警温度值，实现自动声光预警。维修及维护人员可以通过该移动变压器的温度历史数据，对移动变电站例行检修，并进行预判分析。

3.3无线温度检测系统优点和积极效果

能够实现移动变电站隔离刀闸、断路器与变压器连换的穿墙套管、高压分接头、低压星角转换点的温度在线检测和数据分析，提前实现接点的温度状态检测告警，避免接点的烧毁损坏，造成煤矿井下大面积停电事故的发生。

通过无线温度传感器检测移动变电站各连接点温度，通过无线上传至移变综合保护器及上位机，进行数据存储、分析、故障报警及跳闸输出。

4安科瑞Acrel-2000T无线测温监控系统及在线测温产品介绍

4.1系统介绍

Acrel-2000T无线测温监控系统，是我司根据电力设备安全性的要求，总结国内外的研究和生产的先进经验，专门研制出的新一代无线测温监控系统。本系统具有超温告警等功能，可以帮助值班人员尽早发现问题，消除隐患，确保电力系统的安全运行。为电力设备的安全、经济、可靠运行提供了全新的解决方案。

4.2结构图

4.3主要功能

数据采集与处理（模拟量、开关量、电度、SOE、定值）

控制操作（断路器、隔离开关、分接头、复归）

报警及处理功能（设备状态异常或故障、测量值越限，声音、颜色、闪烁）

事件顺序记录SOE（分合闸记录、保护及自动装置的动作顺序记录）

远动功能（为调度中心提供相关运行数据和设备状态）

时钟同步（北斗GPS纳秒级，满足间隔层子系统标准时钟误差不大于1ms）

人机联系与运行管理（控制、查看、数据库定义修改、报警确认、二次开发、事故记录检索、在线设备管理）

与其他设备接口（微机保护、电力仪表、直流屏、故障录波仪、模拟屏、调度）

4.4软件功能

4.5测温产品介绍

温度传感器

a.电池供电型无线温度传感器

安装于发热部位，采集温度量并通过无线方式传输的传感器。

目前安科瑞无线温度传感器：

b.CT感应取电无线温度传感器

安装于断路器触头、母排、电缆搭接点等大电流处，采集温度量并通过无线方式传输的传感器。

目前无线温度传感器：

接收/显示单元

a.接收单元

b.显示单元

5结束语

（1）移动变电站无线温度检测技术符合煤炭工业向自动化、智能化发展的技术趋势。

（2）移动变电站无线温度检测技术能够满足煤矿自动化生产的需求，可提高矿井供电系统的安全可靠运行，降低设备的故障率。

（3）此项技术已经向国家知识产权局提交实用新型ZL申请。

参考文献

[1]唐丽静.变电站隔离开关触头温度监测装置设计［D］.东北农业大学，2016.

[2]白仁喜.关于矿用移动变电站无线温度检测技术的研究.

[3]安科瑞用户变电站综合自动化与运维解决方案.2020.05月版.

[4]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06月版.