淺談煤礦井下高防開關無線測溫係統

侯文莉

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：本文利用觸摸屏、表帶式無線測溫傳(chuan) 感器、無線測溫收發器，結合Zigbee射頻技術、MODBUS通信技術、計算機網絡技術設計了煤礦井下高防開關(guan) 的無線測溫係統。係統能夠實時監測高防開關(guan) 內(nei) 各相動靜觸頭的溫度。

關(guan) 鍵詞：高防開關(guan) 無線測溫 MODBUS

1引言

隨著科技的發展，無線測溫技術在電力係統中的應用迅猛發展，已成為(wei) 各種高壓設備安全運行的重要保障。然而，在煤礦領域，由於(yu) 行業(ye) 的特殊性，井下所有高壓開關(guan) 均為(wei) 隔爆型，受安裝空間、幹擾、行業(ye) 規範等方麵的影響，傳(chuan) 統的無線測溫技術無法直接應用於(yu) 煤礦高壓開關(guan) 櫃測溫。為(wei) 此，本文設計了煤礦隔爆型高壓開關(guan) 無線測溫係統，順應了煤礦智能化發展的方向，解決(jue) 了煤礦高壓測溫安全性的難題，實現了溫度的實時在線監測。從(cong) 而有效防止火災事故的發生，保證高壓設備的安全運行，並為(wei) 運行人員和管理決(jue) 策層提供直接可靠的數據依據。

2係統設計

2.1係統需求

無線測溫係統應能連續監測高壓設備的運行溫度，可確定設備的過熱程度，當發生超溫時，係統能夠發出報警指示。

對於(yu) 高防開關(guan) 測溫，一般每個(ge) 高防開關(guan) 配一個(ge) 無線測溫收發器，一套監測裝置可帶3至12個(ge) 無線測溫傳(chuan) 感器。

所有的無線測溫收發器可通過標準RS485總線將數據傳(chuan) 至礦用本安型顯示控製器，實現就地監視與(yu) 報警，並可通過本安顯示控製器接入工業(ye) 以太網實現數據到地麵的上傳(chuan) 。

2.2係統結構

係統整體(ti) 結構如圖1所示，無線測溫傳(chuan) 感器固定在高防開關(guan) 三相動觸頭上，內(nei) 置紐扣電池，無線測溫收發器固定在高防開關(guan) 前麵板，兩(liang) 者之間采用Zigbee方式進行無線通信。多個(ge) 高防開關(guan) 內(nei) 的無線測溫收發器組成RS-485串行總線接入一台礦用本安型顯示控製器，顯示控製器的使用觸摸屏。

3軟件設計

3.1無線測溫收發器通信協議

本文采用的是安科瑞ATC200無線測溫收發器，支持標準MODBUS-RTU通信協議，讀取溫度數據的發送數據格式如

表1所示，返回響應數據格式如表2所示，通信地址表如表3 所示。

表1發送數據格式

表2響應數據格式

表3通信地址表

3.2觸摸屏的MODBUS通信

打開MCGS嵌入版軟件後，新建工程選擇好對應觸摸屏型號，在設備窗口進行設備組態，首先添加通用串口父設備，雙擊並進入圖2所示的設置，其次添加*康ModbusRTU,如找不到可在設備管理中的通用設備—ModBusRTU中添加，雙擊並進入圖3所示界麵，增加設備通道，根據表3，要讀取溫度值，其起始地址為(wei) 04H，根據MODBUS通信規約，在主站發送數據時要加1，因此讀取地址從(cong) 05開始，如圖4所示。此外根據表3，溫度的通信值為(wei) 16位整數，為(wei) 實際溫度值的十倍，因此要顯示正確溫度的話，需要進行處理。本文是利用窗口屬性裏的循環腳本功能實現的。

圖2通用串口父設備設置

圖3 ModbusRTU設置

觸摸屏界麵如圖4所示。

圖4觸摸屏界麵

4安科瑞無線測溫監控係統及在線測溫產(chan) 品介紹

4.1概述

開關(guan) 櫃溫度在線監測係統是基於(yu) 470MHz無線測溫技術開發的針對開關(guan) 櫃進行測溫的係統，可對開關(guan) 櫃分別為(wei) 母線排、上下觸頭、電纜接頭，櫃體(ti) 表麵等部位溫度進行實時監測，方便運維人員及遠程監控中心掌握現場設備運行情況。

4.2應用場所

變電所，配電室，箱變等

配電室箱變數據中心機房

4.3係統架構

開關(guan) 櫃無線測溫係統由無線溫度傳(chuan) 感器、測溫通訊終端（溫度顯示儀(yi) ）、溫度監測預警工作站三部分組成，

4.4係統功能

4.4.1實時監測

Acrel-2000T無線測溫監控軟件人機界麵友好，能夠以配電一次圖的形式直觀顯示各測溫節點的溫度數據及有關(guan) 故障、告警等信息。

4.4.2溫度查詢

溫度曆史曲線（1分鍾、5分鍾、60分鍾可選）：

4.4.3運行報表

查詢各回路設備運行溫度報表。

4.4.4實時報警

壁掛式無線測溫監控設備具有實時報警功能，設備能夠對溫度越限等事件發出警告。設備提供以下幾種告警方式：

1）彈出事件報警窗口。

2）實時語音報警功能，能夠對所有事件發出語音告警。

3）短信警告。可以向發送告警信息短信（需選配）。

4.4.5曆史告警查詢

Acrel-2000T無線測溫監控係統能夠對所有告警事件記錄進行存儲(chu) 和管理，方便用戶對係統和告警等事件進行曆史追溯，查詢統計、事故分析。

4.4.6用戶權限管理

Acrel-2000T無線測溫監控係統為(wei) 保障係統安全穩定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作（如數據庫修改等）。可以定義(yi) 不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為(wei) 係統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

4.4.7定值設置

用於(yu) 修改高溫定值、超溫定值。

WEB，手機APP（可選）：

通過和手機APP展示頁麵顯示變電站數量、變壓器數量、監測點位數量等概況信息，設備溫度、通信狀態，用電分析和事件記錄。

4.5.產(chan) 品選型

4.5.1無線測溫傳(chuan) 感器選型

4.5.2收發器選型

4.6典型配置方案

4.6.1高低壓櫃內(nei) 電氣接點無線測溫（單櫃就地顯示）

a）配置方案

說明：ARTM-Pn通過RS485接口連接ATC實現開關(guan) 櫃溫度集中顯示，可接收60隻無線溫度傳(chuan) 感器ATE100/100M/200/400/100P/200P。

b）安裝實例

4.6.2高壓櫃內(nei) 電氣接點無線測溫帶操顯功能（單櫃就地顯示）

a）配置方案

說明：ASD320通過RS485接口連接ATC實現開關(guan) 櫃溫度集中顯示，可接收12隻無線溫度傳(chuan) 感器ATE100/100M/200/400/100P/200P。

b）安裝實例

ASD320ATE200觸頭測溫ATE400母排測溫ATE100M櫃體(ti) 測溫

4.6.3高低壓櫃內(nei) 電氣接點無線測溫（集中就地顯示/就地無顯示）

a）配置方案

說明：觸摸屏通過RS485接口連接ATC實現開關(guan) 櫃溫度集中顯示，可接收240隻無線溫度傳(chuan) 感器ATE100/100M/200/400/100P/200P。如果現場不需要就地顯示，可以直接通過ATC的RS485接口，把數據傳(chuan) 送到值班室的遠程溫度監控係統。

b）安裝實例

ATP070ATCATE200接點測溫ATE200電容器表麵測溫

4.6.4就地壁掛式集中顯示方案（適用於(yu) 改造，不方便在櫃子上加裝顯示屏的現場）

方案一：Acrel-2000T/A就地集中顯示：

說明：Acrel-2000/A通過RS485接口連接ATC實現開關(guan) 櫃溫度集中顯示，可接收240隻無線溫度傳(chuan) 感器ATE100/100M/200/400/100P/200P。

方案二：Acrel-2000T/B就地集中顯示：

說明：Acrel-2000T/B不僅(jin) 可以通過RS485連接多種ATC收發器接收所有型號傳(chuan) 感器實現集中顯示，還可以通訊連接配電室內(nei) 無線測溫相關(guan) 就地顯示裝置實現集中顯示，同時還可以連接配電室內(nei) 智能操控、微機保護、電力儀(yi) 表等18luck新客户端設備進行監測。

4.6.5低壓電氣接點有線測溫、變壓器繞組測溫

a）配置方案

說明：ARTM-8溫度巡檢儀(yi) 可配8路Pt100傳(chuan) 感器，有線連接，Pt100傳(chuan) 感器客戶自配，測量低壓電氣接點時Pt100傳(chuan) 感器需做好絕緣處理。

b）安裝實例

5結束語

本文介紹了基於(yu) MODBUS和MCGS組態軟件的煤礦井下高防開關(guan) 無線測溫係統。係統能夠實時監測高防開關(guan) 內(nei) 動靜觸點的溫度，同時具備故障報警功能。本係統具有結構簡單、可靠性高、功能齊全等特點，其應用能夠大大提高高防開關(guan) 運行的安全可靠性，具有良好的推廣性。

參考文獻

[1]餘(yu) 洋，徐鵬鵬，龐誌國.煤礦井下高防開關(guan) 無線測溫係統.

[2]安科瑞用戶變電站綜合自動化與(yu) 運維解決(jue) 方案.2021.02月版.

[3]安科瑞企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用手冊(ce) .2020.06月版.

作者簡介：侯文莉，女，  安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為(wei) 智能電網供配電