胡冠楠

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

摘 要：半導(dǎo)體被譽(yù)為“制造業(yè)的大腦"，在關(guān)系國(guó)家安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈的主要行業(yè)和關(guān)鍵領(lǐng)域占據(jù)支配地位，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱。隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展和數(shù)字經(jīng)濟(jì)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所占比重越來(lái)越高，半導(dǎo)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(yīng)是安全生產(chǎn)的基本保障。本文針對(duì)半導(dǎo)體生產(chǎn)的供配電系統(tǒng)工程項(xiàng)目,按照具體要求,合理選擇無(wú)線(xiàn)測(cè)溫裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站內(nèi)的敏感設(shè)備進(jìn)行溫度檢測(cè)，防止設(shè)備局部溫度過(guò)高而發(fā)生火災(zāi),并采用無(wú)線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制,實(shí)現(xiàn)了供配電系統(tǒng)和企業(yè)生產(chǎn)的電氣自動(dòng)化。該系統(tǒng)可以安全,可靠,便捷地獲取電力設(shè)備實(shí)時(shí)溫度信息,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程故障預(yù)警和狀態(tài)分析的目的,為保障半導(dǎo)體工廠電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供支持。

　　關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體；無(wú)線(xiàn)測(cè)溫；無(wú)線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)。

　　1、概述

　　浙江某半導(dǎo)體項(xiàng)目需根據(jù)用戶(hù)配電系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和故障預(yù)警管理需求，需要對(duì)半導(dǎo)體工廠10kV、0.4kV配電室各回路進(jìn)行電力數(shù)據(jù)采集和配電柜內(nèi)電氣節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)，做到有隱患提前預(yù)警，早發(fā)現(xiàn)早排查，保證半導(dǎo)體車(chē)間配電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

　　結(jié)合用戶(hù)實(shí)際生產(chǎn)工藝要求，本次對(duì)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(duì)廠房1和廠房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(cè)溫傳感器。在廠房1的一樓監(jiān)控中心設(shè)置1套電力監(jiān)控系統(tǒng)，將電力儀表及無(wú)線(xiàn)測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、管理，保障半導(dǎo)體配電系統(tǒng)的運(yùn)行的可靠運(yùn)行。

　　2、產(chǎn)品方案

　　2.1 產(chǎn)品需求

　　本次針對(duì)浙江某半導(dǎo)體項(xiàng)目，需要配置無(wú)線(xiàn)測(cè)溫產(chǎn)品，該項(xiàng)目的對(duì)傳感器要求如下：

　　1）非電池供電（采用感應(yīng)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(cè)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(yīng)達(dá)到可能影響開(kāi)關(guān)柜一次設(shè)備絕緣及被測(cè)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(yīng)超過(guò)10 K。

　　11）傳輸距離：空曠距離不大于150米。

　　該項(xiàng)目的對(duì)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(dǎo)軌式；

　　5）測(cè)點(diǎn)數(shù)量：不少于240點(diǎn)；

　　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(wú)線(xiàn)測(cè)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(shuō)明，其他配電室情況可再根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。本配電室有0.4kV3段母線(xiàn)，其中1號(hào)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(bǔ)償SVG柜，出線(xiàn)柜共有35個(gè)出線(xiàn)抽屜，2號(hào)母線(xiàn)（T8）有3面出線(xiàn)柜、1面有緣濾波柜，1面無(wú)功補(bǔ)償SVG柜，出線(xiàn)柜共有19個(gè)出線(xiàn)回路，3號(hào)母線(xiàn)（T9）有一面出線(xiàn)柜、一面進(jìn)線(xiàn)柜、一面無(wú)功補(bǔ)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(yuǎn)的0.4kV開(kāi)關(guān)柜距離不超過(guò)30米。

2.3 產(chǎn)品明細(xì)

　　本項(xiàng)目使用無(wú)線(xiàn)無(wú)源測(cè)溫傳感器共計(jì)1200只，無(wú)線(xiàn)測(cè)溫收發(fā)器共計(jì)18只。詳細(xì)配置方案和安裝情況如下表。

　　3、系統(tǒng)需求

　　本項(xiàng)目的監(jiān)控范圍除了本次方案中的無(wú)線(xiàn)測(cè)溫傳感器之外，還包含原配電柜內(nèi)各類(lèi)智能電表、10kV微機(jī)保護(hù)等，通訊組網(wǎng)原則如下：

　　針對(duì)微機(jī)保護(hù)裝置，根據(jù)微機(jī)保護(hù)裝置的通訊接口及協(xié)議而定，如果現(xiàn)場(chǎng)微機(jī)保護(hù)裝置通訊接口是以太網(wǎng)接口，103規(guī)約，那么每臺(tái)微機(jī)保護(hù)均通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)接入交換機(jī)，并通過(guò)交換機(jī)接入數(shù)據(jù)融合終端，由數(shù)據(jù)融合終端通過(guò)光纖局域網(wǎng)接入電力監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)；如果現(xiàn)場(chǎng)微機(jī)保護(hù)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(tái)微機(jī)保護(hù)，并接入數(shù)據(jù)融合終端，再由數(shù)據(jù)融合終端通過(guò)光纖局域網(wǎng)接入電力監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)。

　　針對(duì)無(wú)線(xiàn)測(cè)溫，無(wú)線(xiàn)測(cè)溫接收器通過(guò)RS485總線(xiàn)將信號(hào)上傳至數(shù)據(jù)融合終端。經(jīng)過(guò)光纖局域網(wǎng)接入電力監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)。

　　針對(duì)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(tái)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(guò)光纖局域網(wǎng)接入企電力監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)。

系統(tǒng)架構(gòu)圖

開(kāi)閉所網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

2#廠房配電室網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

　　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(shí)時(shí)顯示從10kV~0.4kV各電壓等級(jí)各回路的遙測(cè)量、遙信量和報(bào)警信號(hào)等。遙測(cè)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(diǎn)溫度值等；遙信量包括中壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)路斷路器、手車(chē)、隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)、地刀開(kāi)關(guān)的分合狀態(tài)。

　　無(wú)線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)人機(jī)界面友好，能夠以配電一次圖的形式直觀顯示各測(cè)溫節(jié)點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)，及有關(guān)故障、告警等信號(hào)。

　　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(shù)據(jù)查詢(xún)。

　　查詢(xún)各回路設(shè)備運(yùn)行溫度報(bào)表。

　　Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)告警功能，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲鳌⒏綦x開(kāi)關(guān)、接地刀等遙信變位，保護(hù)動(dòng)作、事故跳閘等事件發(fā)出告警。可選擇以下告警方式：

　　1.圖元閃爍；

　　2.彈出事件報(bào)警窗口；

　　3.實(shí)時(shí)語(yǔ)音功能，系統(tǒng)能夠?qū)λ惺录l(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，可以向定向電話(huà)；

　　6.聲光報(bào)警器報(bào)警。

　　5 、現(xiàn)場(chǎng)安裝圖片

　　針對(duì)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(cè)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(yǔ)

　　本文介紹的安科瑞無(wú)線(xiàn)測(cè)溫產(chǎn)品在浙江某半導(dǎo)體項(xiàng)目的應(yīng)用，針對(duì)低壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)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(jiān)測(cè)。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，是國(guó)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(yùn)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(duì)溫度進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，及時(shí)、持續(xù)、準(zhǔn)確反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，避免安全事故的發(fā)生，降低設(shè)備事故率。