安科瑞 繆凱倫

摘 要：半導體被譽為“制造業(yè)的大腦"，在關(guān)系國家安全和國民經(jīng)濟命脈的主要行業(yè)和關(guān)鍵領(lǐng)域占據(jù)支配地位，是國民經(jīng)濟的重要支柱。 隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展和數(shù)字經(jīng)濟在國民經(jīng)濟中所占比重越來越高，半導體產(chǎn)業(yè)的重要性還會進一步提升。安全可靠的電力供應是安全生產(chǎn)的基本保障。本文針對半導體生產(chǎn)的供配電系統(tǒng)工程項目,按照具體要求,合理選擇無線測溫裝置實現(xiàn)對變電站內(nèi)的敏感設備進行溫度檢測，防止設備局部溫度過高而發(fā)生火災,并采用無線測溫系統(tǒng)進行監(jiān)測與控制,實現(xiàn)了供配電系統(tǒng)和企業(yè)生產(chǎn)的電氣自動化。該系統(tǒng)可以安全,可靠,便捷地獲取電力設備實時溫度信息,實現(xiàn)遠程故障預警和狀態(tài)分析的目的,為保障半導體工廠電網(wǎng)的安全運行提供支持。

關(guān)鍵詞：半導體；無線測溫；無線測溫系統(tǒng) 

1 概述

浙江某半導體項目需根據(jù)用戶配電系統(tǒng)實時監(jiān)測和故障預警管理需求，需要對半導體工廠10kV、0.4kV配電室各回路進行電力數(shù)據(jù)采集和配電柜內(nèi)電氣節(jié)點實時溫度監(jiān)測，做到有隱患提前預警，早發(fā)現(xiàn)早排查，保證半導體車間配電系統(tǒng)的正常運行。

結(jié)合用戶實際生產(chǎn)工藝要求，本次對廠房1和廠房2的10kV和0.4kV所有回路加裝智能電力儀表，對廠房1和廠房2的0.4kV進線柜、電容柜、母聯(lián)柜及各出線柜加裝6個測溫傳感器。在廠房1的一樓監(jiān)控中心設置1套電力監(jiān)控系統(tǒng)，將電力儀表及無線測溫數(shù)據(jù)實時采集、管理，保障半導體配電系統(tǒng)的運行的可靠運行。

2 產(chǎn)品方案

2.1 產(chǎn)品需求

本次針對浙江某半導體項目，需要配置無線測溫產(chǎn)品，該項目的對傳感器要求如下：

1）非電池供電（采用感應取電方式供電）的無線溫度傳感器

2）無線頻率：470MHz；

3）啟動電流：≥5A； 

4）測溫范圍：-50 ℃～+125 ℃；

5）采樣頻率：15s；

6）發(fā)射頻率：15s；

7）精    度：±1℃；

8）工作溫度：-40 ℃～+85 ℃；

9）至大工作電流：一次額定電流 5000 A；

10）溫升要求：在額定工作條件下，裝置不應達到可能影響開關(guān)柜一次設備絕緣及被測點正常工作的溫度，裝置的電流互感器線圈通過1250 A，30 min，環(huán)境溫度為20 ℃時，無線溫度傳感器表面溫升不應超過10 K。

11）傳輸距離：空曠距離不大于150米。

該項目的對接收器要求如下：

1）工作電源：AC/DC85V-264V供電；DC12~48V供電；

2）傳輸距離：空曠距離不大于150米；

3）通訊接口：1路RS485串行通訊接口，Modbus-RTU通訊協(xié)議 ；

4）安裝方式：35mm導軌式；

5）測點數(shù)量：不少于240點；

6）高溫告警：2路告警出口。

根據(jù)上述要求，故此選擇安科瑞的無線測溫產(chǎn)品如下表。

2.2 產(chǎn)品方案

以其中二#廠房配電室為例說明，其他配電室情況可再根據(jù)實際情況調(diào)整。本配電室有0.4kV3段母線，其中1號母線（T7）有5面出線柜、1面UPS柜、1面有緣濾波柜，2面無功補償SVG柜，出線柜共有35個出線抽屜，2號母線（T8）有3面出線柜、1面有緣濾波柜，1面無功補償SVG柜，出線柜共有19個出線回路，3號母線（T9）有一面出線柜、一面進線柜、一面無功補償SVG柜，出線柜共有9個出線回路。母線平面圖如圖1，配電房平面圖如圖2網(wǎng)關(guān)距離至遠的0.4kV開關(guān)柜距離不超過30米。

2.3 產(chǎn)品明細

本項目使用無線無源測溫傳感器共計1200只，無線測溫收發(fā)器共計18只。詳細配置方案和安裝情況如下表。

3 系統(tǒng)需求

本項目的監(jiān)控范圍除了本次方案中的無線測溫傳感器之外，還包含原配電柜內(nèi)各類智能電表、10kV微機保護等，通訊組網(wǎng)原則如下：

針對微機保護裝置，根據(jù)微機保護裝置的通訊接口及協(xié)議而定，如果現(xiàn)場微機保護裝置通訊接口是以太網(wǎng)接口，103規(guī)約，那么每臺微機保護均通過網(wǎng)線接入交換機，并通過交換機接入數(shù)據(jù)融合終端，由數(shù)據(jù)融合終端通過光纖局域網(wǎng)接入電力監(jiān)控系統(tǒng)平臺；如果現(xiàn)場微機保護是RS485接口，Modbus-RTU協(xié)議，那么通過屏蔽雙絞線進行手拉手的方式組網(wǎng)，每條485總線至多接入不超過5臺微機保護，并接入數(shù)據(jù)融合終端，再由數(shù)據(jù)融合終端通過光纖局域網(wǎng)接入電力監(jiān)控系統(tǒng)平臺。

針對無線測溫，無線測溫接收器通過RS485總線將信號上傳至數(shù)據(jù)融合終端。經(jīng)過光纖局域網(wǎng)接入電力監(jiān)控系統(tǒng)平臺。

針對多功能電表，該部分主要通過RS485接口，Modbus-RTU協(xié)議，由屏蔽雙絞線進行手拉手的方式組網(wǎng)，每條485總線至多接入不超過20臺多功能電表，并接入數(shù)據(jù)融合終端，再由數(shù)據(jù)融合終端通過光纖局域網(wǎng)接入企電力監(jiān)控系統(tǒng)平臺。

系統(tǒng)架構(gòu)圖

開閉所網(wǎng)絡拓撲圖

2#廠房配電室網(wǎng)絡拓撲圖

4 系統(tǒng)功能

電力監(jiān)控系統(tǒng)可以直觀顯示一次系統(tǒng)圖，并實時顯示從10kV~0.4kV各電壓等級各回路的遙測量、遙信量和報警信號等。遙測量包括電壓、電流、功率、功率、電能等電參量，高低壓柜內(nèi)電氣節(jié)點溫度值等；遙信量包括中壓開關(guān)柜內(nèi)路斷路器、手車、隔離開關(guān)、負荷開關(guān)、地刀開關(guān)的分合狀態(tài)。

無線測溫系統(tǒng)人機界面友好，能夠以配電一次圖的形式直觀顯示各測溫節(jié)點的溫度數(shù)據(jù)，及有關(guān)故障、告警等信號。

歷史溫度曲線、實時溫度曲線查詢、實時溫度數(shù)據(jù)查詢

查詢各回路設備運行溫度報表

Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)具有實時告警功能，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲鳌⒏綦x開關(guān)、接地刀等遙信變位，保護動作、事故跳閘等事件發(fā)出告警?？蛇x擇以下告警方式：

1.圖元閃爍；

2.彈出事件報警窗口；

3.實時語音功能，系統(tǒng)能夠?qū)λ惺录l(fā)出語音告警；

4.短信告警，可以向定向號碼發(fā)送告警信息短信；

5.電話告警，可以向定向號碼電話；

6.聲光報警器報警。

5 現(xiàn)場安裝圖片

針對變壓器出線柜、SVG、APF柜型，上下采集各 3 個點（ABC 三相，共 6 個點）；UPS 及低壓各抽屜柜采集進出線共 6 個點，每個點上采用ATE400傳感器一只。

無線測溫收發(fā)器安裝于柜內(nèi)電纜室處。

接收器和傳感器安裝圖

6 結(jié)束語

本文介紹的安科瑞無線測溫產(chǎn)品在浙江某半導體項目的應用，針對低壓開關(guān)柜內(nèi)框架斷路器、出線抽屜塑殼斷路器的電氣連接點的溫度進行監(jiān)測。半導體產(chǎn)業(yè)應用領(lǐng)域廣泛，是國家加速支持發(fā)展的新型產(chǎn)業(yè)，其生產(chǎn)的電網(wǎng)安全可靠運行尤為重要。其中為防止因氧化、松動、灰塵等因素造成接點接觸電阻過大而發(fā)熱產(chǎn)生安全問題，則需要對溫度進行在線監(jiān)測，及時、持續(xù)、準確反映設備運行狀態(tài)，避免安全事故的發(fā)生，降低設備事故率。

參考文獻

[1] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2019.11月版 

[2] 安科瑞智能電網(wǎng)用戶端電力監(jiān)控/電能管理/電氣安全（產(chǎn)品報價手冊）.2020.01月版

[3] 安科瑞35KV以及下變電所智能配電系統(tǒng)設計與產(chǎn)品二次原理圖集.2019.7月版

[4] 安科瑞用戶變電站綜合自動化與運維解決方案.2020.1月版