配電系統諧波治理設備遠程監控及自動降溫改進

張向偉 付新明 徐丹 劉洛宜

【摘 要】隨著煙草工業的發展，由4臺變壓器組成的配電系統已經成為全廠供配電的核心。本文介紹配電系統諧波治理設備遠程監控以及自動降溫改進的應用。實際運行效果表明，通過系統橫流風機自動運行，最高降溫可達20℃，效果非常明顯，保證了諧波治理設備的安全穩定運行，提高了低壓供電系統的可靠性，為低壓系統提供優質電能做好保障。

【關鍵詞】配電系統，諧波治理，遠程監控，自動降溫改進

【中圖分類號】 TM421【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）07-0371-02

1引言

隨著煙草工業的發展，配電系統是全廠供配電的核心部分，配置有4臺變壓器（2臺1600KVA、2臺2000KVA）將10KV高壓變為400V低壓供用戶使用。在每臺變壓器低壓側安裝有200A及150A有源濾波設備共4臺，用于消除低壓電網中的高頻諧波，提高供電質量，有效節約電能。但是，有源濾波設備的主要電氣元件為電抗器，線圈發熱量大，柜內溫度高達80-90℃，曾造成控制板燒炸，低壓回路跳閘，造成大面積停電，影響生產，給設備運行帶來不安全因素，存在極大的安全隱患。

2.配電系統諧波治理改進措施

首先對設計系統的電氣圖紙進行改造（如下圖），對現有已安裝的四臺諧波治理柜內部安裝測溫裝置，測量諧波柜中主要造成溫度上升元器件電抗器的鐵芯（發熱區域），通過模擬量模塊，將實時的鐵芯溫度通過工業以太網傳送到配電系統服務器數據庫中。在配電系統上位監控計算上，開發程序，直接顯示鐵芯溫度，用于監控。當鐵芯溫度達到警戒溫度時，上位機發出報警提示，值班電工做好監控。同時，在諧波柜內部安裝橫流風機，通過開發程序，根據諧波柜溫度，自動控制風機的啟停，起到自動節能降溫的效果。具體措施如下：

1 安裝紅外測溫裝置

在現有已安裝的4臺諧波治理柜內部安裝雷泰遠紅外測溫儀，測量諧波柜中主要造成溫度升高的電抗器鐵芯（發熱區域），將溫度信號通過模擬量送入各自對應的遠程I/O子站，通過PROFIBUS-DP網絡傳輸到主站PLC，又通過工業以太網與服務器進行通訊，將實時的鐵芯溫度數據傳送到配電系統服務器數據庫中。

2 加裝橫流風機

在諧波治理柜底部安裝橫流風機，通過開發PLC自控程序塊，依據測溫儀所檢測的諧波治理設備溫度，通過監控計算機設置好溫度上下限值，對PLC內部進行運算，超上限自動啟動風機運行，風冷降溫；溫度降至下限自動停止風機運行，達到節能目的。

3 PLC自控改造

在每臺變壓器低壓自控系統遠程I/O子站箱中，新增模擬量模塊及數字量輸入輸出模塊，通過主站CPU硬件組態，完成各個子站的硬件配置，針對每個控制子站，開發編寫溫度檢測及風機控制功能塊，實現諧波治理電抗線圈溫度的采集及降溫橫流風機的自動啟?？刂?。

（1） 對新增硬件進行組態配置

4 上位機監控系統改造

對上位監控計算機操作畫面進行重新設計，增加溫度數據模擬量及風機運行數字量標簽，修改相應數據庫。直接顯示鐵芯溫度和橫流風機的運行狀況，用于實時監控 。

對上位監控計算機報警畫面重新制作，當諧波柜溫度出現時，故障信息會立即彈出并伴有聲音提示，在此期間值班電工密切關注橫流風機運行降溫情況，確保系統安全運行。

改進后的報警畫面 監控計算機音響報警

3 治理效果

配電系統值班電工可以實時觀察諧波柜中電氣元件溫度，并根據現場情況，采取及時有效的措施。通過系統橫流風機自動運行，最高降溫可達20℃，效果非常明顯，保證了諧波治理設備的安全穩定運行，提高了低壓供電系統的可靠性，為低壓系統提供優質電能做好保障。此種遠程監控及自動降溫方式已在我廠現有的四臺諧波治理設備中推廣應用，還可應用于所有的高發熱的配電柜、控制柜及變壓器設備系統中。

4 結論

隨著煙草工業企業的技術發展及設備更新換代，橫流風機設備應用愈加廣泛，這些新技術的應用在提高了勞動生產率的同時也解決了供電系統電網諧波污染問題，通過系統橫流風機自動運行，效果非常明顯，保證了諧波治理設備的安全穩定運行，提高了低壓供電系統的可靠性，為低壓系統提供優質電能做好保障。有利于經濟和社會發展的影響。

參考文獻

[1] GB/T14549-93.電能質量 公用電網諧波[S].

[2] 中國電能質量網.變頻器是怎樣產生諧波電流的？[EB/OL].http：//www.chinapqc.com/View_Affiche.asp？Id=370. 2011-01-06.

[3] 李良仁.變頻調速與應用[M].北京：電子工業出版社，2004.

[4] 王樹.變頻調速系統設計與應用[M].北京：機械工業出版社，2005.

[5] GB12325-90.電能質量 供電電壓允許誤差[S].

[6] 王兆安，楊君，劉進軍，等.諧波抑制和無功功率補償：第2版[M].北京：機械工業出版社，2006.