摘 要：半導體被譽(yù)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)域占據支配地位，是國民經(jīng)濟的重要支柱。 隨著(zhù)數字技術(shù)的發(fā)展和數字經(jīng)濟在國民經(jīng)濟中所占比重越來(lái)越高，半導體產(chǎn)業(yè)的重要性還會(huì )進(jìn)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)的供配電系統工程項目,按照具體要求,合理選擇無(wú)線(xiàn)測溫裝置實(shí)現對變電站內的敏感設備進(jìn)行溫度檢測，防止設備局部溫度過(guò)高而發(fā)生火災,并采用無(wú)線(xiàn)測溫系統進(jìn)行監測與控制,實(shí)現了供配電系統和企業(yè)生產(chǎn)的電氣自動(dòng)化。該系統可以安全,可靠,便捷地獲取電力設備實(shí)時(shí)溫度信息,實(shí)現遠程故障預警和狀態(tài)分析的目的,為保障半導體工廠(chǎng)電網(wǎng)的安全運行提供支持。
1 概述
浙江某半導體項目需根據用戶(hù)配電系統實(shí)時(shí)監測和故障預警管理需求，需要對半導體工廠(chǎng)10kV、0.4kV配電室各回路進(jìn)行電力數據采集和配電柜內電氣節點(diǎn)實(shí)時(shí)溫度監測，做到有隱患提前預警，早發(fā)現早排查，保證半導體車(chē)間配電系統的正常運行。
結合用戶(hù)實(shí)際生產(chǎn)工藝要求，本次對廠(chǎng)房1和廠(chǎng)房2的10kV和0.4kV所有回路加裝智能電力儀表，對廠(chǎng)房1和廠(chǎng)房2的0.4kV進(jìn)線(xiàn)柜、電容柜、母聯(lián)柜及各出線(xiàn)柜加裝6個(gè)測溫傳感器。在廠(chǎng)房1的一樓監控中心設置1套電力監控系統，將電力儀表及無(wú)線(xiàn)測溫數據實(shí)時(shí)采集、管理，保障半導體配電系統的運行的可靠運行。
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(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)溫度傳感器
2)無(wú)線(xiàn)頻率：470MHz;
3)啟動(dòng)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(kāi)關(guān)柜一次設備絕緣及被測點(diǎn)正常工作的溫度，裝置的電流互感器線(xiàn)圈通過(guò)1250 A，30 min，環(huán)境溫度為20 ℃時(shí)，無(wú)線(xiàn)溫度傳感器表面溫升不應超過(guò)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(diǎn)數量：不少于240點(diǎn);
6)高溫告警：2路告警出口。
根據上述要求，故此選擇安科瑞的無(wú)線(xiàn)測溫產(chǎn)品如下表。
2.2 產(chǎn)品方案
以其中二#廠(chǎng)房配電室為例說(shuō)明，其他配電室情況可再根據實(shí)際情況調整。本配電室有0.4kV3段母線(xiàn)，其中1號母線(xiàn)(T7)有5面出線(xiàn)柜、1面UPS柜、1面有緣濾波柜，2面無(wú)功補償SVG柜，出線(xiàn)柜共有35個(gè)出線(xiàn)抽屜，2號母線(xiàn)(T8)有3面出線(xiàn)柜、1面有緣濾波柜，1面無(wú)功補償SVG柜，出線(xiàn)柜共有19個(gè)出線(xiàn)回路，3號母線(xiàn)(T9)有一面出線(xiàn)柜、一面進(jìn)線(xiàn)柜、一面無(wú)功補償SVG柜，出線(xiàn)柜共有9個(gè)出線(xiàn)回路。母線(xiàn)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(kāi)關(guān)柜距離不超過(guò)30米。
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2.3 產(chǎn)品明細
本項目使用無(wú)線(xiàn)無(wú)源測溫傳感器共計1200只，無(wú)線(xiàn)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 系統需求
本項目的監控范圍除了本次方案中的無(wú)線(xiàn)測溫傳感器之外，還包含原配電柜內各類(lèi)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，根據微機保護裝置的通訊接口及協(xié)議而定，如果現場(chǎng)微機保護裝置通訊接口是以太網(wǎng)接口，103規約，那么每臺微機保護均通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)接入交換機，并通過(guò)交換機接入數據融合終端，由數據融合終端通過(guò)光纖局域網(wǎng)接入電力監控系統平臺;如果現場(chǎng)微機保護是RS485接口，Modbus-RTU協(xié)議，那么通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)進(jìn)行手拉手的方式組網(wǎng)，每條485總線(xiàn)至多接入不超過(guò)5臺微機保護，并接入數據融合終端，再由數據融合終端通過(guò)光纖局域網(wǎng)接入電力監控系統平臺。
針對無(wú)線(xiàn)測溫，無(wú)線(xiàn)測溫接收器通過(guò)RS485總線(xiàn)將信號上傳至數據融合終端。經(jīng)過(guò)光纖局域網(wǎng)接入電力監控系統平臺。
針對多功能電表，該部分主要通過(guò)RS485接口，Modbus-RTU協(xié)議，由屏蔽雙絞線(xiàn)進(jìn)行手拉手的方式組網(wǎng)，每條485總線(xiàn)至多接入不超過(guò)20臺多功能電表，并接入數據融合終端，再由數據融合終端通過(guò)光纖局域網(wǎng)接入企電力監控系統平臺。
系統架構圖
開(kāi)閉所網(wǎng)絡(luò )拓撲圖
2#廠(chǎng)房配電室網(wǎng)絡(luò )拓撲圖
4 系統功能
電力監控系統可以直觀(guān)顯示一次系統圖，并實(shí)時(shí)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，高低壓柜內電氣節點(diǎn)溫度值等;遙信量包括中壓開(kāi)關(guān)柜內路斷路器、手車(chē)、隔離開(kāi)關(guān)、負荷開(kāi)關(guān)、地刀開(kāi)關(guān)的分合狀態(tài)。
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無(wú)線(xiàn)測溫系統人機界面友好，能夠以配電一次圖的形式直觀(guān)顯示各測溫節點(diǎn)的溫度數據，及有關(guān)故障、告警等信號。
歷史溫度曲線(xiàn)、實(shí)時(shí)溫度曲線(xiàn)查詢(xún)、實(shí)時(shí)溫度數據查詢(xún)
查詢(xún)各回路設備運行溫度報表
Acrel-2000Z電力監控系統具有實(shí)時(shí)告警功能，系統能夠對配電回路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地刀等遙信變位，保護動(dòng)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(shí)時(shí)語(yǔ)音功能，系統能夠對所有事件發(fā)出語(yǔ)音告警;
4.短信告警，可以向定向發(fā)送告警信息短信;
5.電話(huà)告警
6.聲光報警器報警。
5 現場(chǎng)安裝圖片
針對變壓器出線(xiàn)柜、SVG、APF柜型，上下采集各 3 個(gè)點(diǎn)(ABC 三相，共 6 個(gè)點(diǎn));UPS 及低壓各抽屜柜采集進(jìn)出線(xiàn)共 6 個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)上采用ATE400傳感器一只。
無(wú)線(xiàn)測溫收發(fā)器安裝于柜內電纜室處。
接收器和傳感器安裝圖
6 結束語(yǔ)
本文介紹的安科瑞無(wú)線(xiàn)測溫產(chǎn)品在浙江某半導體項目的應用，針對低壓開(kāi)關(guān)柜內框架斷路器、出線(xiàn)抽屜塑殼斷路器的電氣連接點(diǎn)的溫度進(jìn)行監測。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(dòng)、灰塵等因素造成接點(diǎn)接觸電阻過(guò)大而發(fā)熱產(chǎn)生安全問(wèn)題，則需要對溫度進(jìn)行在線(xiàn)監測，及時(shí)、持續、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
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