配电系统谐波治理设备远程监控及自动降温改进

张向伟 付新明 徐丹 刘洛宜

【摘 要】随着烟草工业的发展，由4台变压器组成的配电系统已经成为全厂供配电的核心。本文介绍配电系统谐波治理设备远程监控以及自动降温改进的应用。实际运行效果表明，通过系统横流风机自动运行，最高降温可达20℃，效果非常明显，保证了谐波治理设备的安全稳定运行，提高了低压供电系统的可靠性，为低压系统提供优质电能做好保障。

【关键词】配电系统，谐波治理，远程监控，自动降温改进

【中图分类号】 TM421【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0371-02

1引言

随着烟草工业的发展，配电系统是全厂供配电的核心部分，配置有4台变压器（2台1600KVA、2台2000KVA）将10KV高压变为400V低压供用户使用。在每台变压器低压侧安装有200A及150A有源滤波设备共4台，用于消除低压电网中的高频谐波，提高供电质量，有效节约电能。但是，有源滤波设备的主要电气元件为电抗器，线圈发热量大，柜内温度高达80-90℃，曾造成控制板烧炸，低压回路跳闸，造成大面积停电，影响生产，给设备运行带来不安全因素，存在极大的安全隐患。

2.配电系统谐波治理改进措施

首先对设计系统的电气图纸进行改造（如下图），对现有已安装的四台谐波治理柜内部安装测温装置，测量谐波柜中主要造成温度上升元器件电抗器的铁芯（发热区域），通过模拟量模块，将实时的铁芯温度通过工业以太网传送到配电系统服务器数据库中。在配电系统上位监控计算上，开发程序，直接显示铁芯温度，用于监控。当铁芯温度达到警戒温度时，上位机发出报警提示，值班电工做好监控。同时，在谐波柜内部安装横流风机，通过开发程序，根据谐波柜温度，自动控制风机的启停，起到自动节能降温的效果。具体措施如下：

1 安装红外测温装置

在现有已安装的4台谐波治理柜内部安装雷泰远红外测温仪，测量谐波柜中主要造成温度升高的电抗器铁芯（发热区域），将温度信号通过模拟量送入各自对应的远程I/O子站，通过PROFIBUS-DP网络传输到主站PLC，又通过工业以太网与服务器进行通讯，将实时的铁芯温度数据传送到配电系统服务器数据库中。

2 加装横流风机

在谐波治理柜底部安装横流风机，通过开发PLC自控程序块，依据测温仪所检测的谐波治理设备温度，通过监控计算机设置好温度上下限值，对PLC内部进行运算，超上限自动启动风机运行，风冷降温；温度降至下限自动停止风机运行，达到节能目的。

3 PLC自控改造

在每台变压器低压自控系统远程I/O子站箱中，新增模拟量模块及数字量输入输出模块，通过主站CPU硬件组态，完成各个子站的硬件配置，针对每个控制子站，开发编写温度检测及风机控制功能块，实现谐波治理电抗线圈温度的采集及降温横流风机的自动启停控制。

（1） 对新增硬件进行组态配置

4 上位机监控系统改造

对上位监控计算机操作画面进行重新设计，增加温度数据模拟量及风机运行数字量标签，修改相应数据库。直接显示铁芯温度和横流风机的运行状况，用于实时监控 。

对上位监控计算机报警画面重新制作，当谐波柜温度出现时，故障信息会立即弹出并伴有声音提示，在此期间值班电工密切关注横流风机运行降温情况，确保系统安全运行。

改进后的报警画面 监控计算机音响报警

3 治理效果

配电系统值班电工可以实时观察谐波柜中电气元件温度，并根据现场情况，采取及时有效的措施。通过系统横流风机自动运行，最高降温可达20℃，效果非常明显，保证了谐波治理设备的安全稳定运行，提高了低压供电系统的可靠性，为低压系统提供优质电能做好保障。此种远程监控及自动降温方式已在我厂现有的四台谐波治理设备中推广应用，还可应用于所有的高发热的配电柜、控制柜及变压器设备系统中。

4 结论

随着烟草工业企业的技术发展及设备更新换代，横流风机设备应用愈加广泛，这些新技术的应用在提高了劳动生产率的同时也解决了供电系统电网谐波污染问题，通过系统横流风机自动运行，效果非常明显，保证了谐波治理设备的安全稳定运行，提高了低压供电系统的可靠性，为低压系统提供优质电能做好保障。有利于经济和社会发展的影响。

参考文献

[1] GB/T14549-93.电能质量 公用电网谐波[S].

[2] 中国电能质量网.变频器是怎样产生谐波电流的？[EB/OL].http：//www.chinapqc.com/View_Affiche.asp？Id=370. 2011-01-06.

[3] 李良仁.变频调速与应用[M].北京：电子工业出版社，2004.

[4] 王树.变频调速系统设计与应用[M].北京：机械工业出版社，2005.

[5] GB12325-90.电能质量 供电电压允许误差[S].

[6] 王兆安，杨君，刘进军，等.谐波抑制和无功功率补偿：第2版[M].北京：机械工业出版社，2006.