無(wú)源無(wú)線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)在智能變電站10kV開(kāi)關(guān)柜中的應(yīng)用
目前我國(guó)電力系統(tǒng)正向著大電網(wǎng)、高可靠性、高自動(dòng)化水平方向迅猛發(fā)展。電網(wǎng)運(yùn)行自動(dòng)化、智能化的監(jiān)控水平已成為我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題。高壓配電開(kāi)關(guān)柜是配電系統(tǒng)中的重要設(shè)備,承擔(dān)著開(kāi)斷和關(guān)合電力線(xiàn)路等重要作用,但在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中,開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)、母線(xiàn)及出線(xiàn)連接等部位因氧化腐蝕或因緊固螺栓松動(dòng)等原因至使接觸電阻變大,在高負(fù)荷運(yùn)行情況下,連接點(diǎn)發(fā)熱并形成惡性循環(huán),且發(fā)熱點(diǎn)溫度無(wú)法監(jiān)測(cè),導(dǎo)致連接部位溫度過(guò)高甚至燒毀,造成事故停電。因此,對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜連接點(diǎn)處安裝開(kāi)關(guān)柜無(wú)源無(wú)線(xiàn)測(cè)溫裝置對(duì)其溫度變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警是非常有必要的。
智能變電站開(kāi)關(guān)柜無(wú)源無(wú)線(xiàn)測(cè)溫的必要性:
在變電站的運(yùn)行過(guò)程中,開(kāi)關(guān)柜和變壓器是一個(gè)重要組成部分。隨著電網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)大,其結(jié)構(gòu)也變得越來(lái)越復(fù)雜。傳統(tǒng)的定、壓接觸器式測(cè)溫儀表由于體積大、精度低等缺陷一直未能得到很好解決。而智能化儀器設(shè)備具有較高測(cè)量速度以及較大范圍度地采集現(xiàn)場(chǎng)信息并進(jìn)行處理與顯示功能。同時(shí)它還可以根據(jù)不同條件下對(duì)變 電站內(nèi)運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)變化做出快速響應(yīng),以滿(mǎn)足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行要求變電站的絕緣材料。在發(fā)展過(guò)程中,隨著技術(shù)進(jìn)步以及市場(chǎng)需求,其性能也不斷提高。其中開(kāi)關(guān)柜、變壓器和終端等設(shè)備是一個(gè)重要組成部分。為保證供電安全、穩(wěn)定,有必要對(duì)開(kāi)關(guān)柜、變壓器等重要部分進(jìn)行測(cè)溫。
智能變電站10kV高壓開(kāi)關(guān)柜無(wú)源無(wú)線(xiàn)測(cè)溫應(yīng)用技術(shù)研究:
1 、智能變電站在線(xiàn)測(cè)溫影響因素
在智能化變電站中,測(cè)溫影響因素有許多,其中包括主變壓器、高壓開(kāi)關(guān)柜及母線(xiàn)的溫度。
(1)主變壓器。其主要功能是將電能傳輸?shù)讲煌妷旱燃?jí)。對(duì)于大型電力系統(tǒng)而言一般都設(shè)置專(zhuān)門(mén)配電室來(lái)負(fù)責(zé)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行升壓和降負(fù)荷。而小型發(fā)電廠(chǎng)則通常也需要配置專(zhuān)用設(shè)備以保障正常供電需求以及降低成本等要求,在變電站中安裝相應(yīng)測(cè)溫裝置可以有效地提高測(cè)量精度與可靠性。
(2)母線(xiàn)。母線(xiàn)上的電壓、電流等參數(shù)都會(huì)對(duì)變電站中測(cè)溫模塊產(chǎn)生影響,其中,主變壓器是主要設(shè)備之一。而母線(xiàn)則在整個(gè)系統(tǒng)中是不可或缺的部分。
(3)電纜導(dǎo)體。其不僅能將電能通過(guò)時(shí)效性較差地區(qū)配電線(xiàn)送至用戶(hù)或者直接傳輸?shù)酵ㄐ沤K端或進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送電力信號(hào)等功能外還能夠?qū)崿F(xiàn)信息交換和數(shù)據(jù)共享等作用。因此我們可以認(rèn)為智能化變電站中測(cè)溫模塊、控制與保護(hù)都需要有相應(yīng)的技術(shù)支持而在這些模塊中,電纜的連接方式也同樣需要有相應(yīng)技術(shù)支持,同時(shí)還應(yīng)該具有良好耐壓性、抗震性能等。
2 、智能變電站無(wú)線(xiàn)測(cè)溫原理
(1)高壓開(kāi)關(guān)柜無(wú)線(xiàn)溫度傳感器的工作原理:高壓開(kāi)關(guān)柜無(wú)線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)首先通過(guò)無(wú)線(xiàn)溫度傳感器感測(cè)設(shè)備表面溫度,然后通過(guò)電磁波將溫度信號(hào)傳輸至無(wú)線(xiàn)溫度監(jiān)測(cè)儀,再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將無(wú)線(xiàn)溫度監(jiān)測(cè)儀連接至中心監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)測(cè)溫。
(2)無(wú)線(xiàn)溫度傳感器的優(yōu)點(diǎn):
采用美國(guó)TI公司最新推出的無(wú)線(xiàn)收發(fā)芯片,功耗小,信號(hào)強(qiáng),發(fā)射距離不加任何功率放大的情況下可達(dá)300米;
測(cè)溫元件同樣采用美國(guó)TI公司的數(shù)字集成芯片,精度高,可達(dá)0.5°C。優(yōu)于傳統(tǒng)測(cè)溫廠(chǎng)家使用的NTC熱敏電阻的最大精度±1°C;
傳感器材質(zhì)采用耐高溫尼龍+阻燃材料,經(jīng)國(guó)內(nèi)知名軍工單位檢驗(yàn),滿(mǎn)足GB/T5169.11-2017測(cè)試,即通過(guò)850℃灼熱絲的可燃性實(shí)驗(yàn),可在高溫環(huán)境下持續(xù)工作;
溫度傳感器具有小巧的體積,當(dāng)與被測(cè)物體表面直接接觸時(shí),能保證快速測(cè)量溫度的變化,實(shí)時(shí)測(cè)量,上傳周期5~32秒智能調(diào)節(jié)。并將溫度變化處理后通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)綔囟缺O(jiān)測(cè)器;
無(wú)源無(wú)線(xiàn)溫度傳感器通過(guò)電磁感應(yīng)原理從一次取電,開(kāi)關(guān)柜一次電流大于5A時(shí),進(jìn)入正常工作狀態(tài)。無(wú)需電池,免除高溫下電池放電時(shí)發(fā)生無(wú)法控制的熱量噴發(fā)而發(fā)生爆炸的隱患;
使用壽命長(zhǎng),后期免維護(hù),使用壽命可達(dá)10年;
無(wú)線(xiàn)溫度傳感器安裝適應(yīng)性高,可安裝在觸頭上,不影響絕緣距離。導(dǎo)磁合金帶既可取能,又可起安裝固定作用。
智能化變電站10kV高壓開(kāi)關(guān)柜無(wú)線(xiàn)測(cè)溫應(yīng)用
1、高壓開(kāi)關(guān)柜在線(xiàn)測(cè)溫方法分析
(1)蠟片測(cè)溫法
石蠟片的顏色會(huì)隨溫度的變化而變化,因此,可利用石蠟片來(lái)測(cè)量高壓開(kāi)關(guān)柜的溫度。具體方法是,將石蠟片粘貼于設(shè)備連接部位,根據(jù)其顏色來(lái)判斷被測(cè)溫度,這種方法由于原理簡(jiǎn)單、成本低廉而獲得廣泛應(yīng)用。但其需要憑個(gè)人經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷溫度,因而準(zhǔn)確率和可靠性比較低,另外也不能進(jìn)行定量測(cè)量和實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。而且,對(duì)高壓開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)、電纜接頭等易發(fā)熱部位因?yàn)樵谶\(yùn)行時(shí)幾乎看不見(jiàn)而無(wú)法測(cè)量。
(2)熱紅外測(cè)溫技術(shù)
基于熱紅外的高壓開(kāi)關(guān)柜測(cè)溫是利用紅外測(cè)溫槍、紅外成像儀及紫外成像儀等熱感應(yīng)設(shè)備進(jìn)行非接觸式測(cè)溫。其優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量范圍大,準(zhǔn)確度較高,可靠性較好,但是設(shè)備儀器昂貴,且需大量人力進(jìn)行定期巡測(cè),無(wú)法實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。
另外,由于高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部件處于高電壓、強(qiáng)磁場(chǎng)及密閉的運(yùn)行環(huán)境中,測(cè)溫石蠟片、熱紅外測(cè)溫等常規(guī)的測(cè)溫方式已無(wú)法實(shí)現(xiàn)柜內(nèi)部件溫度測(cè)量。目前,基于無(wú)線(xiàn)溫度傳感技術(shù)的高壓供電設(shè)備溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是克服上述問(wèn)題的一個(gè)比較理想的解決方案。
正瑞開(kāi)關(guān)柜無(wú)源無(wú)線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)解決方案:
1、概述
電氣接點(diǎn)無(wú)線(xiàn)測(cè)溫裝置適用于高低壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開(kāi)關(guān)、高壓電纜中間頭、干式變壓器、低壓大電流等設(shè)備的溫度監(jiān)測(cè),防止在運(yùn)行過(guò)程中因氧化、松動(dòng)、灰塵等因素造成接點(diǎn)接觸 電阻過(guò)大而發(fā)熱成為安全隱患,提高設(shè)備安全保障,及時(shí)、持續(xù)、準(zhǔn)確反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),降低設(shè)備事故率。
ZRDCT-30 無(wú)源無(wú)線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)通過(guò)RS 485總線(xiàn)或以太網(wǎng)與間隔層的設(shè)備直接進(jìn)行通訊,系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU、Modbus-TCP等傳輸規(guī)約,安全性、可靠性和開(kāi)放性都得到了較大地提高。該系統(tǒng)具有事件報(bào)警、曲線(xiàn)、報(bào)表和用戶(hù)管理功能,可以監(jiān)控?zé)o線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行狀況,實(shí)現(xiàn)快速報(bào)警響應(yīng),預(yù)防嚴(yán)重故障發(fā)生。
2、應(yīng)用場(chǎng)所
開(kāi)關(guān)柜無(wú)源無(wú)線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)適合在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、鋼廠(chǎng)、化工、水泥、數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)、電廠(chǎng)、煤礦等廠(chǎng)礦企業(yè)、變配電所等電力設(shè)備的溫度監(jiān)測(cè)。
3、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
無(wú)線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
4、系統(tǒng)功能
開(kāi)關(guān)柜無(wú)線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)由無(wú)線(xiàn)溫度傳感器、無(wú)線(xiàn)測(cè)溫監(jiān)測(cè)主機(jī)等組成。測(cè)溫系統(tǒng)主機(jī)DCT-30安裝于值班監(jiān)控室,可以遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)內(nèi)所有開(kāi)關(guān)設(shè)備運(yùn)行溫度狀態(tài)。
系統(tǒng)具有以下功能:
(1)電氣監(jiān)控系統(tǒng)分布圖:在顯示界面可以顯示一次系統(tǒng)模擬圖。
(2)溫度監(jiān)測(cè):在監(jiān)控系統(tǒng)上集中顯示被測(cè)各點(diǎn)的溫度值。
(3)報(bào)警功能:實(shí)際測(cè)量到的參數(shù)值超過(guò)報(bào)警值時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警,并帶有語(yǔ)音報(bào)警功能。
(4)故障顯示:被測(cè)設(shè)備溫度點(diǎn)的位置非正常工作時(shí)顯示故障。
(5)數(shù)據(jù)庫(kù)功能:存儲(chǔ)所有被測(cè)點(diǎn)的各個(gè)時(shí)刻的溫度值,以便進(jìn)行歷史查詢(xún)歷史曲線(xiàn)顯示。
(6)權(quán)限管理:可進(jìn)行權(quán)限設(shè)置。運(yùn)行數(shù)據(jù)的設(shè)定、修改等需經(jīng)有使用權(quán)限的系統(tǒng)操作人員操作方生效。
(7)遠(yuǎn)程通信:系統(tǒng)提供 RS485 總線(xiàn)通訊方式,以滿(mǎn)足遠(yuǎn)程通信。
無(wú)源無(wú)線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)在高壓開(kāi)關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)的應(yīng)用,解決了長(zhǎng)期以來(lái)高壓開(kāi)關(guān)柜需要人工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫,開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部溫度無(wú)法測(cè)量等問(wèn)題,大大減少了設(shè)備檢修停電次數(shù)和時(shí)間,減輕了日常巡檢的工作量,提高工作人員自身安全性。無(wú)源無(wú)線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)各關(guān)鍵點(diǎn)部位的溫度異常狀況,避免連接部位老化或接觸電阻過(guò)大而產(chǎn)生過(guò)熱現(xiàn)象,為電力安全生產(chǎn)和供電提供了有力保證,提高了設(shè)備的智能性。
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