Orario: 2 settembre 2023 |Fonte: Acrel
Abstract: Con il continuo sviluppo dell’economia sociale, il sistema energetico si sta muovendo verso la direzione dell’alta tensione e dell’alta capacità.Nuove tecnologie e apparecchiature del sistema energetico emergono in un flusso infinito e la capacità di trasmissione di energia continua a migliorare. Tuttavia, il carico di energia ad alta tensione trasportato dalle apparecchiature elettriche ad alta tensione rende anche l'aumento della propria temperatura il colpevole che minaccia la stabilità della rete elettrica.La temperatura delle apparecchiature è diventata un parametro importante per il funzionamento stabile delle apparecchiature di trasmissione di potenza nell'attuale rete elettrica. Sulla base delle ragioni dell'aumento della temperatura delle apparecchiature elettriche ad alta tensione, questo articolo analizza la struttura e l'applicazione del sistema di misurazione della temperatura wireless, analizza i vantaggi e gli svantaggi della sua applicazione e fornisce esempi di applicazione come riferimento per il funzionamento stabile e lo sviluppo del sistema energetico del nostro Paese.
Parola chiave: sistema di misurazione della temperatura wireless;apparecchiature elettriche ad alta tensione;vantaggi e svantaggi
Le apparecchiature elettriche ad alta tensione nel sistema elettrico del nostro paese hanno una varietà di punti di connessione, come giunti di commutazione isolati, nodi di sbarre collettrici, ecc. A causa dei problemi di qualità nel processo di produzione o di sicurezza, molti dispositivi avranno scarsi problemi di contatto e un durante l'uso verrà generata una grande resistenza, con conseguenti problemi di aumento della temperatura.
1. Ragioni dell'aumento della temperatura delle apparecchiature elettriche ad alta tensione
L'applicazione del sistema di misurazione della temperatura è inseparabile dall'analisi della causa del problema dell'aumento di temperatura. Il primo sono i problemi di qualità e installazione delle stesse apparecchiature elettriche ad alta tensione, in particolare in corrispondenza delle giunzioni dei bulloni delle apparecchiature. Se i punti di connessione si incontrano gli standard e il fatto che la tenuta soddisfi gli standard influiscono tutti sulla forza della resistenza. Molti collegamenti di apparecchiature presenteranno problemi irregolari e irregolari durante l'installazione.Una molatura inadeguata comporterà anche una maggiore resistenza e uno scarso contatto, che influenzeranno l'uso delle apparecchiature e renderanno evidente il problema dell'aumento della temperatura. In secondo luogo, una protezione imprudente durante il trasporto di apparecchiature elettriche ad alta tensione causerà urti, con conseguente deformazione dei punti di connessione o parti chiave, con conseguente scarso contatto. In terzo luogo, la superficie metallica delle apparecchiature elettriche ad alta tensione è soggetta a reazioni di corrosione o ossidazione e anche i problemi sulla superficie dell'apparecchiatura influenzeranno il contatto dell'apparecchiatura.Il cattivo ambiente di lavoro di alcune apparecchiature elettriche, come alta temperatura, pioggia, neve e forte vento, accelererà l'invecchiamento dell'apparecchiatura stessa, causando seri problemi di aumento della temperatura. In quarto luogo, i fattori esterni influenzano lo scarso contatto al momento della connessione dell'apparecchiatura. .Molti siti operativi delle apparecchiature sono relativamente complicati e anche vari collegamenti, come l'installazione, l'uso e la manutenzione delle apparecchiature, sono soggetti a errori, con conseguente scarso contatto di molti connettori dei cavi e interruttori di isolamento e gravi problemi di aumento della temperatura. In quinto luogo, l'apparecchiatura è sotto pressione di carico elevata per lungo tempo.Le stesse apparecchiature elettriche ad alta tensione effettuano la trasmissione e l'applicazione dell'elettricità ad alta tensione.Una volta che la corrente è troppo grande e supera la capacità di carico dell'apparecchiatura, unita all'effetto termico della corrente stessa, la temperatura dell'apparecchiatura aumenterà rapidamente.
Nel funzionamento effettivo dell'apparecchiatura, i cinque problemi sopra indicati si verificano in corrispondenza dei giunti di interruttori automatici, sezionatori, giunti di cavi, boccole e sbarre collettrici, ecc. Queste aree presentano molti guasti e sono soggette a problemi di aumento della temperatura.Nell'ispezione e nella manutenzione quotidiana, il personale dovrebbe concentrarsi sull'ispezione e sulla manutenzione. Durante l'ispezione dell'attrezzatura, la misurazione della temperatura del dispositivo non solo può cogliere lo stato del dispositivo durante l'uso, ma anche rilevare tempestivamente il calore eccessivo generato da scarse contatto o carico eccessivo. Nello stato carico, a causa dell'influenza della corrente e del calore, è normale che la temperatura interna sia superiore a quella del mondo esterno, ma il cambiamento di calore dovuto al guasto dell'apparecchiatura stessa o alle esigenze di carico eccessivo da monitorare attentamente.Questo problema di aumento della temperatura aggraverà l'invecchiamento dell'apparecchiatura, riducendone così la durata e potrebbe persino causarne la bruciatura.Pertanto, è assolutamente necessario applicare un sistema di misurazione della temperatura alle apparecchiature elettriche ad alta tensione.
In Cina, i metodi di misurazione della temperatura più utilizzati per le apparecchiature elettriche ad alta tensione sono il metodo con chip di cera per la visualizzazione della temperatura, il metodo di misurazione della temperatura a infrarossi, il metodo di misurazione della temperatura in fibra ottica e il sistema di misurazione della temperatura wireless. Sia il metodo di visualizzazione della temperatura che il termometro a infrarossi sono azionati manualmente e i dati non possono essere raccolti in tempo reale.Attraverso la misurazione della fibra ottica è possibile ottenere risultati di misurazione in tempo reale.Tuttavia, nel caso dell'alta e della bassa tensione, non può isolare completamente i fattori ambientali e non può soddisfare i requisiti delle specifiche della strumentazione elettrica per gli strumenti ad alta tensione.Inoltre, quando si installa nell'armadio, ci sono anche grandi ostacoli alla sua installazione a causa di problemi come la fibra ottica non è resistente alle alte temperature e il cablaggio è difficile. La tecnologia di misurazione della temperatura wireless esistente si basa principalmente sull'attuale modalità di trasmissione wireless per superare i problemi di connessione e collegamento dei circuiti primario e secondario, migliorando così la sicurezza dell'uso dell'energia ad alta tensione.
2. Analisi della struttura del sistema di misurazione della temperatura wireless e dell'applicazione delle apparecchiature
La composizione del sistema di misurazione della temperatura wireless può essere suddivisa nella parte del sensore di temperatura e nella parte di visualizzazione e analisi dei risultati del monitoraggio della temperatura, nonché nell'hardware e nel software del sistema. La struttura del sistema di misurazione della temperatura wireless per l'alimentazione ad alta tensione le apparecchiature come mostrato nella Figura 1 vengono solitamente installate con sensori di temperatura sulla giunzione di quadri elettrici, giunti di cavi, fusibili, ecc. Per garantire la precisione della misurazione, il sensore si trova solitamente nella stessa posizione di tensione dell'oggetto in prova, quindi il segnale raccolto viene trasmesso e visualizzato utilizzando la tecnologia wireless. Per garantire la sicurezza della misurazione della temperatura, le parti operative ad alta e bassa tensione sono isolate per evitare perdite e altri incidenti. Di solito, sulla superficie esterna sono forniti più canali delle attrezzature di lavoro per il monitoraggio in tempo reale e l'elaborazione dei dati di più sedi.Quindi i dati ricevuti dal ricevitore vengono trasmessi al computer attraverso la porta seriale o parallela e analizzati ed elaborati dal programma preprogrammato.
Figura 1 Diagramma schematico della struttura del sistema di misurazione della temperatura wireless per apparecchiature elettriche ad alta tensione
2.1 Sensore di temperatura
La funzione del sensore di temperatura è convertire il segnale di temperatura in un segnale elettrico.Di solito viene utilizzato un misuratore a termocoppia Pt100 e la sua precisione di misurazione può raggiungere 0,1 gradi Celsius.È anche possibile utilizzare un sensore di corrente miniaturizzato a flusso zero, che ha anche un alto valore applicativo. Tecnicamente parlando, il sensore magnetico sceglie Permalloy a bassa perdita come nucleo di ferro e utilizza una speciale tecnologia di pressione negativa e mezzi di protezione per realizzare una compensazione automatica per il nucleo di ferro, in modo che il nucleo di ferro sia nella condizione di lavoro ideale con flusso magnetico pari a zero. Oltre al dispositivo di misurazione della temperatura, il sensore di temperatura wireless include anche un alimentatore, un circuito di misurazione, un circuito di controllo logico e un circuito di comunicazione radio a una frequenza specifica. Per adattarsi a condizioni di lavoro più elevate, è generalmente confezionato in tubi termoretraibili ad alta temperatura e alta pressione e ha determinate proprietà impermeabili e antipolvere per garantire un uso a lungo termine. Dal momento del funzionamento L'area delle apparecchiature di misurazione della temperatura wireless è solitamente piccola, le sue dimensioni dovrebbero essere ridotte il più possibile per soddisfare le condizioni di lavoro durante l'uso. Quando si utilizza un sensore di temperatura, è possibile utilizzare un filo di incollaggio resistente al calore o una tecnologia di incollaggio per combinare il sensore sensibile al calore elemento con la superficie dell'oggetto, ma è necessario prestare attenzione a mantenere i punti di contatto vicini per ridurre gli errori di misurazione. Il sensore di temperatura wireless deve avere un ampio campo di lavoro lineare.Di solito, viene selezionato un elemento di rilevamento della temperatura di -55~130 gradi Celsius e il sensore di temperatura viene selezionato in base ai requisiti di precisione di misurazione e errore di misurazione in varie condizioni di lavoro.
2.2 Rilevatore di temperatura wireless
Il sistema di rilevamento della temperatura wireless dispone di più canali di ricezione, che possono elaborare e visualizzare più punti di misurazione diversi in tempo reale. Nel rilevatore di temperatura wireless sono presenti funzioni di valutazione e gestione dei guasti.Una zona di sicurezza viene impostata in anticipo dal personale e le informazioni raccolte vengono confrontate con la soglia impostata dal rilevatore di temperatura wireless.Se la temperatura supera la soglia, entrerà nel modulo di elaborazione errori e visualizzerà il testo di avviso e emetterà una serie di livelli alto e basso per avviare il segnale e il suono di allarme. Oltre alle funzioni di rilevamento e allarme di base, la temperatura wireless il rilevatore ha anche la capacità di trasmettere informazioni.Può essere collegato a un computer tramite una linea dati o un chip di comunicazione con porta seriale/parallela e i dipendenti possono monitorare più interruttori e parti di contatto in tempo reale e controllarne lo stato operativo, in modo da scoprire in tempo i problemi di sicurezza esistenti.
2.3 Sistema di monitoraggio della temperatura in tempo reale
Rispetto alle strutture hardware sopra menzionate come sensori e rilevatori, il sistema di monitoraggio della temperatura in tempo reale è più propenso al sistema software nel sistema di misurazione della temperatura wireless. Il sistema di monitoraggio della temperatura in tempo reale è l'integrazione della temperatura wireless complessiva funzionamento dell'hardware di misurazione, elaborazione dei dati, raccolta del segnale e altre funzioni.Comunica con lo staff attraverso l'interfaccia client e carica ed emette istruzioni. Al fine di ridurre l'intensità di lavoro degli operatori, i tecnici hanno sviluppato un sistema di monitoraggio della temperatura in tempo reale che soddisfa la descrizione di cui sopra, in modo da analizzare ed elaborare la temperatura risultati di misurazione della parte hardware. Il sistema di monitoraggio della temperatura in tempo reale ha le funzioni di visualizzazione della temperatura, archiviazione dei dati, analisi e confronto dei dati storici, avviso di guasto, analisi dei guasti, analisi dello stato di funzionamento dell'apparecchiatura, ecc. e può integrare e integrare le funzioni della parte hardware. Nella progettazione del sistema di monitoraggio della temperatura in tempo reale, è possibile utilizzare alcuni metodi di progettazione modulare per il lavoro di elaborazione dati ridondante e ciascuna unità del modulo viene scomposta in base alla funzione e i dati vengono archiviati e elaborati per categoria.Questo metodo di progettazione modulare può garantire al sistema di monitoraggio della temperatura in tempo reale una maggiore applicabilità e sicurezza.Il sistema di monitoraggio della temperatura in tempo reale può aiutare gli operatori tecnici a raccogliere, estrarre, confrontare e analizzare una grande quantità di dati e può segnalare varie condizioni anomale in tempo reale in base alle diverse temperature di diverse apparecchiature per garantire il normale funzionamento di vari dispositivi. Allo stesso tempo, il sistema di monitoraggio della temperatura in tempo reale ha anche buone prestazioni matematiche e di visualizzazione, che possono visualizzare i dati di un certo periodo come grafico e contrassegnare i dati per facilitare la successiva manutenzione.
3. Vantaggi e svantaggi del sistema di misurazione della temperatura wireless applicato ad apparecchiature elettriche ad alta tensione
3.1 Vantaggi tecnici del sistema di misurazione della temperatura wireless applicato nelle apparecchiature elettriche
Con il progresso della scienza e della tecnologia, il sistema di misurazione della temperatura wireless ha subito numerosi aggiornamenti e aggiornamenti, le sue prestazioni sono diventate sempre più forti e il monitoraggio della temperatura è diventato sempre più accurato. L'attuale struttura energetica richiede che il sistema di misurazione della temperatura wireless essere sempre più precisi e in tempo reale, soprattutto per le apparecchiature elettriche ad alta tensione.Il sistema di misurazione della temperatura wireless viene inoltre costantemente regolato con l'applicazione di apparecchiature elettriche ad alta tensione. In termini di ricezione del segnale, il sistema di misurazione della temperatura wireless estende una frequenza del segnale più elevata in base alle caratteristiche delle apparecchiature elettriche ad alta tensione, che hanno una buona stabilità e non è facilmente disturbato da fattori esterni. Nella trasmissione del segnale viene utilizzata la tecnologia di comunicazione wireless, che è relativamente semplice, a basso consumo energetico e costo e può essere analizzata ed elaborata in base ai dati ricevuti e lo stato di funzionamento dello strumento può essere monitorato in tempo reale senza essere influenzato dalle restrizioni meteorologiche. La temperatura dello strumento può essere monitorata in tempo reale per evitare il mancato rilevamento.Allo stesso tempo, l'allarme di sovratemperatura del dispositivo può essere impostato in base alle esigenze dell'utente e all'operatore può essere ricordata la posizione specifica dell'apparecchiatura tramite suono e segnale.
3.2 Applicazione insufficiente del sistema di misurazione della temperatura wireless nelle apparecchiature elettriche
La misurazione della temperatura delle apparecchiature elettriche ad alta tensione utilizzando il sistema di misurazione della temperatura wireless riduce l'intensità del lavoro di ispezione degli operatori delle sottostazioni e allo stesso tempo migliora le prestazioni di sicurezza delle apparecchiature. Tuttavia, ci sono anche alcune carenze nel sistema di misurazione della temperatura wireless in utilizzo effettivo. Innanzitutto, il sistema di misurazione della temperatura wireless è una tecnologia attiva, che richiede una batteria integrata per l'alimentazione.Quando la batteria è scarica, il sistema di misurazione della temperatura wireless si spegnerà automaticamente e il personale non potrà vedere la temperatura del dispositivo e potrà solo ripristinare la connessione scollegando la linea per sostituire la batteria, di conseguenza, il numero di commutazioni operazioni e interruzioni di corrente non pianificate nella sottostazione aumentano notevolmente. Per risolvere questo problema, possiamo migliorare la tecnologia, sostituire la batteria incorporata con un alimentatore passivo e utilizzare l'onda elettromagnetica generata dalla corrente a punto fisso come potenza, in modo che l'affidabilità dell'intero sistema sia stata migliorata. In secondo luogo, alcuni indicatori di controllo della temperatura del dispositivo di alimentazione spesso falliscono nelle applicazioni pratiche.Si ritiene preliminarmente che la batteria del sensore di misurazione della temperatura wireless sia insufficiente.Dopo l'interruzione di corrente e la sostituzione del sensore di misurazione della temperatura wireless, questo fenomeno esiste ancora. In questo caso, è necessario rilevare il sito, eseguire il debug dell'installazione dell'estremità ricevente, ridurre la distanza tra il punto di misurazione della temperatura e la temperatura wireless sistema di misurazione ed evitare questa situazione. Inoltre, il sensore di temperatura wireless con la propria tecnologia attiva non può sostituire la batteria.Se rileva che la batteria non è sufficiente, il sensore wireless deve essere sostituito.Ciò non solo aumenterà i costi di manutenzione dello strumento, ma causerà anche il consumo di risorse dell'apparecchiatura.
4. Esempi di applicazione del sistema di misurazione della temperatura wireless
Rispetto alla tecnologia straniera dei sistemi di misurazione della temperatura wireless, lo sviluppo della tecnologia di misurazione della temperatura domestica è relativamente in ritardo, ma grazie alla continua attenzione dell’industria nazionale negli ultimi anni, gli investimenti, la manodopera e le risorse materiali in questo campo sono stati migliorati.Nel settore energetico, ci sono molti dispositivi ausiliari, in particolare apparecchiature di monitoraggio per il funzionamento elettrico. Cioè, quando la linea funziona con un determinato carico o una temperatura elevata, il dispositivo interromperà automaticamente l'alimentazione per evitare incidenti. Questi nuovi prodotti pratici sono utilizzati principalmente in apparecchiature elettriche ad alta tensione e le loro interfacce sono preinstallate e non possono essere sostituite. Anche se ridurrà in una certa misura la generazione di resistenza, è facile causare guasti a causa del lavoro a lungo termine, che aumenterà la resistenza del dispositivo stesso e aumenta il calore durante il funzionamento. Pertanto, per lungo tempo, è facile causare incidenti di sicurezza, mettendo in pericolo la salute delle persone e delle proprietà.In risposta a questa situazione, alcune aziende nazionali hanno applicato la tecnologia di misurazione della temperatura wireless alla produzione di energia. Con la popolarità di questa tecnologia, ora è ampiamente utilizzata non solo nel settore energetico, ma anche in altri settori con problemi di aumento della temperatura.
5. Scenari applicativi
Il dispositivo di misurazione della temperatura online con contatto elettrico è adatto per il monitoraggio della temperatura dei giunti dei cavi in quadri elettrici ad alta e bassa tensione, contatti di interruttori automatici, sezionatori, teste intermedie di cavi ad alta tensione, trasformatori a secco, apparecchiature a bassa tensione e ad alta corrente .Può prevenire potenziali rischi per la sicurezza causati da un'eccessiva resistenza di contatto e riscaldamento dovuti a ossidazione, allentamento, polvere e altri fattori durante il funzionamento, migliorando così la sicurezza delle apparecchiature, riflettendo in modo tempestivo, continuo e accurato lo stato operativo delle apparecchiature e riducendo i tassi di incidenti delle apparecchiature.
6. Configurazione hardware del sistema
7. Conclusione
Grazie al continuo sviluppo di sensori, comunicazione dati wireless, data mining e altre tecnologie, il sistema di monitoraggio in tempo reale della temperatura elettrica ad alta tensione diventerà più scientifico.Con l'applicazione e la divulgazione del sistema di misurazione della temperatura wireless, anche l'industria energetica del nostro Paese è più stabile e sicura e il suo progresso tecnologico ha contribuito allo sviluppo del nostro Paese.
Riferimenti:
[1] Manuale di progettazione e applicazione della microrete Acrel Enterprise.Versione 2022.05
Il sistema di monitoraggio online della temperatura è composto principalmente da un sensore di temperatura e un'unità di acquisizione/visualizzazione della temperatura a livello di apparecchiatura, un gateway di edge computing a livello di comunicazione e un host di sistema di misurazione della temperatura a livello di controllo della stazione per realizzare il monitoraggio online della temperatura di parti elettriche chiave del sistema di trasformazione e distribuzione dell’energia.
Orario di pubblicazione: 26 dicembre 2023
