电子说
一、摘要
电力系统安全运行关系到国民经济的稳定发展。近年来,电厂自动化、信息化飞速发展,加快了对高压开关柜内的温度检测技术的研究。一系列的开关柜的无线测温监测技术也因此应运而生,并且发挥着越来越重要的作用。高压开关柜是发电厂、变电站、动力车间最重要的电气设备,每个开关柜都有多个进出线接头盒开关触头。在运行过程中,开关的触点、母线连接头等部位因长期负荷较大、老化等原因会导致接触电阻过大而发热。由于开关柜密闭运行、内部空间狭小和绝缘保护等原因,这些发热部位的温度在运行状态下几乎无法监测,最终可能会因过热造成火灾和大面积停电事故的发生。因此,设计一套高压开关柜无线测温系统是势在必行。
二、什么是高压开关柜
高压开关柜是指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用,高压开关柜按作电压等级在3.6kV~550kV的电器产品,高压隔离开关与接地开关、高压负荷开关、高压自动重合与分段器,高压操作机构、高压防爆配电装置和高压开关柜等几大类。
三、无线测温系统的应用前景
近年来,电力系统已发生多起因设备过热而发生火灾和大面积停电事故。据统计分析,我国每年发生的电力事故,有40%是由高压电气设备过热所致;而在采用高压开关柜和电力电缆的供电系统中,有70%以上的电缆运行故障是因为连接部位接触电阻变大、过负荷等引起接头温度过高所致。因此,对高压开关柜连接点的温度变化进行实时监测及预警是非常必要的。目前电厂高压开关柜触头温度监测有多种方式。近年来出现了采用无线传输方式进行温度采集的监测系统,满足了非接触检测的要求,检测系统中的通信控制器不仅能发送接收数据,而且具有了数据存储、液晶显示、报警等功能。
四、无线测温系统与其它测温方式的对比优势
(1)普通测温
常规的热电偶、热电阻、半导体温度传感器等测温方式,需要金属导线传输信号,绝缘性能不能保证。
无线测温具有优异的绝缘性能,能够隔离开关柜的高压,因此能够直接安装到开关柜内的高压触点上,准确测量高压触点的运行温度。
(2)红外测温
红外成像仪无法透过柜门测量内部设备,开关柜运行时必须关闭柜门,导致红外方式无法测量。
无线测温系统温度传感器直接安装到带点物体的表面,可在封闭的柜体内直接测量设备温度后,以无线网络方式传出。
(3)光纤测温
光纤式温度测温仪采用光纤传递信号,其温度传感器安装在带电物体的表面,测温仪与温度传感器间用光纤连接。光纤具有易折、易断、不耐高温。积累灰尘后易使绝缘性能降低,且在柜内布线难度较大,造价高。
无线测温系统没有复杂的引线,完全绝缘,造价低廉。
五、无线测温系统组成
无线测温系统由无线温度传感器、无线集中接收显示装置和上层温度监测管理中心构成。
无线集中接收显示装置负责对高压开关柜内的温度进行采集,用于接收无线温度传感器发射的无线数字信号, 并将信号转换成电信号,经内部电路处理,通过彩色液晶显示屏显示当前所测温度。同时上传到监控主机,并在温度监测管理中心计算机中进行显示、存储、分析与报警。使运行人员能够对温度进行实时在线准确地巡检,对高压电气设备接点温度状态能够及时地掌握。
此方案的高压开关柜无线测温系统,能够实现对分散地域的多个高压开关柜内温度进行集中有效监测,能大大提高高压开关柜的安全运行。
图二(系统拓扑图)
无源无线温度传感器通过卡扣绑扎方式,将具有绝缘外护套的电磁合金片固定在测温点上。
无线接收显示装置和光电转换器安装到控制箱内,每个配电室安装一套,用于接收显示本配电室电缆接头温度,具有两个独立上传接口RS485和RJ45网口,可通过标准modbusRTU和modbusTCP协议上传数据。
各个配电室,变电站之间通过光缆建立TCP/IP通信网络,测温数据不但可以在本站变电所能够集中显示,而且同时能通过网络将测温数据远传至化南变,建立电缆测温数据系统。
六、无线测温系统的功能优势
1)通信的先进性
电气接点测温数据采用数字信号无线传输,隔离彻底、抗干扰性强,体积小巧,可在电磁场环境下稳定运行。
2)通信的可靠性
通信系统要长期经受恶劣环境例如较强的电磁干扰和高温的考验,并保持通信的畅通;
3)双向通信
不仅能实现信息量的上传,还要实现控制量的下达;
4)手机APP功能
带有手机APP功能,与系统云平台同步。可以实时查看温度数据,产品发生报警时信息及时推送联系人。
5)通信的灵活性和可扩展性
标准化设计,可方便扩展与其它系统互联,费用低廉,安装灵活。
七、结束语
现代工业中,工作温度的升降反映了设备运行状态和许多物理特征的变化,工业设备异常或故障常表现出温度的异常变化。因此工业设备运行温度监测是设备安全监控最为有效、最为经济的手段,对设备的安全运行具有重大的意义。随着无线测温系统的发展和应用,基于2G/3G/4G网络的无线测温系统是目前世界上最先进、最有效的温度在线监测系统,特别是在电力系统、石油化工、交通运输、工业消防等领域得到广泛的使用。
审核编辑 黄宇
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