時間:2023年9月2日 |來源:Acrel
摘要:隨著社會經濟的不斷發展,電力系統正朝著高電壓、大容量的方向發展。電力系統新技術、新設備層出不窮,輸電能力不斷提高。然而,高壓電氣設備所承載的高壓電力負載也使其自身溫升成為威脅穩定的罪魁禍首電網的。設備溫度已成為目前電網中輸變電設備穩定運作的重要參數。本文基於高壓電氣設備溫升的原因,分析了無線測溫系統的結構和應用,分析其應用的優缺點,並提供應用實例,為我國電力系統的穩定運作和發展提供參考。
關鍵字:無線測溫系統;高壓電氣設備;的優點和缺點
我國電力系統中的高壓電氣設備有多種連接點,如隔離開關接頭、母線節點等,由於製造或安全過程中的品質問題,許多設備會出現接觸不良問題,使用過程中會產生較大的電阻,導致溫升問題。
一、高壓電氣設備溫升原因
測溫系統的應用離不開對溫升問題原因的分析。首先是高壓電氣設備本身的品質和安裝問題,特別是設備螺栓的連接處。連接點是否符合要求許多設備連接在安裝過程中都會出現不平整、粗糙的問題。打磨不充分也會導致電阻增大、接觸不良,影響設備的使用,使溫升問題明顯。二、高壓電氣設備運輸過程中保護不慎,會造成碰傷,導致連接點變形第三,高壓電氣設備的金屬表面本身就容易發生腐蝕或氧化反應,設備表面出現問題也會影響設備的接觸。有些電氣設備工作環境惡劣,如高溫、雨雪、強風等,會加速設備本身的老化,造成嚴重的溫升問題。四、外部因素影響設備連接處接觸不良。許多設備運作現場比較複雜,設備安裝、使用、維護等各環節也容易出現失誤,導致許多電纜接頭和隔離開關接觸不良,溫升問題嚴重。長時間處於高負載壓力。高壓電氣設備本身承載著高壓電的傳輸和應用。一旦電流過大,超過設備的承載能力,加上電流本身的熱效應,設備的溫度就會迅速上升。
在實際設備運作中,上述五種問題會出現在斷路器、隔離開關、電纜接頭、套管、母線等連接處,這些部位故障較多,且容易出現溫升問題。在日常檢查和維護中,工作人員應專注於檢查和維護。在設備檢查過程中,對設備進行溫度測量,不僅可以掌握設備在使用過程中的狀態,還可以及時發現設備不良產生的過多熱量。接觸或負載過大。在帶電狀態下,由於電流和熱量的影響,內部溫度比外界高是正常的,但由於設備本身故障或負載過大導致的熱變需要密切監控。這種溫升問題會加劇設備的老化,從而降低設備的壽命,甚至可能導致設備燒毀。因此,將溫度測量系統應用於高壓電氣設備是非常必要的。
我國高壓電力設備使用最多的測溫方式有溫顯蠟片法、紅外線測溫法、光纖測溫法和無線測溫系統。溫顯法和紅外線測溫儀均採用手動操作。 ,且無法即時擷取資料。透過光纖測量,可以獲得即時測量結果。但在高低壓情況下,無法完全隔離環境因素,無法滿足電工儀表規範對高壓儀表的要求。而且在機櫃內安裝時,由於光纖不耐高溫、佈線困難等問題,其安裝也存在很大的障礙。現有的無線測溫技術主要依賴目前的無線傳輸方式。克服一、二次迴路的連接附接問題,從而提高高壓用電的安全性。
2、無線測溫系統結構及設備應用分析
無線測溫系統的組成可分為溫度感測器部分和溫度監測結果顯示與分析部分以及系統的硬體和軟體。高壓電力無線測溫系統的結構如圖1所示的設備通常在開關櫃、電纜接頭、熔斷器等連接處安裝溫度感測器。為了確保測量的準確性,感測器通常與測試對象處於同一電壓位置,然後利用無線技術將採集到的訊號進行傳輸和顯示。為了確保測溫的安全,高低壓工作部分是絕緣的,防止漏電等事故發生。通常在外表面設有多個通道工作設備的多位置即時監控和數據處理。然後接收器接收到的資料透過串列埠或併口傳送到計算機,並由預先編好的程式進行分析和處理。
圖1 高壓電力設備無線測溫系統結構示意圖
2.1 溫度感測器
溫度感測器的作用是將溫度訊號轉換成電訊號。通常採用Pt100熱電偶表,其測量精度可達攝氏0.1度。也可以採用零磁通微型電流感測器,同樣具有很高的應用價值。從技術上來說,磁性感測器選用低損耗坡莫合金作為鐵芯,並採用特殊的負壓技術和保護手段,實現對電流的自動補償。無線溫度感測器除測溫裝置外,還包括電源、測量電路、邏輯控制電路和無線電通訊電路為了適應較高的工作條件,一般採用高溫、高壓熱縮管封裝,並具有一定的防水、防塵性能,以確保長期使用。無線測溫設備的面積通常較小,應盡可能減小其尺寸以滿足使用時的工況條件。使用溫度感測器時,可採用耐熱塗膠線或塗膠技術將熱敏元件結合在一起。無線溫度感測器應具有較寬的線性工作範圍。通常選擇攝氏-55~130度的溫度感測元件,根據各種工況下測量精度和測量誤差的要求來選擇溫度感測器。
2.2 無線溫度偵測器
無線溫度偵測器系統具有多個接收通道,可即時處理和顯示多個不同的測量點。無線溫度偵測器具有判斷和故障處理功能。工作人員預先設定安全區域,透過無線溫度偵測器將收集到的資訊與設定的閾值進行比較。如果溫度超過閾值,就會進入故障處理模組並輸出警告文字,並輸出一組高低電平啟動警報訊號和聲音。無線溫度除了基本的偵測和警報功能外,偵測器還具有傳輸訊息的能力。可透過數據線或串列埠/並口通訊晶片與電腦連接,員工可以即時監控多個開關和接觸部件,並控制其運作狀態,從而及時發現存在的安全問題。
2.3 即時溫度監測系統
與上述感測器、偵測器等硬體設施相比,即時溫度監測系統更傾向於無線測溫系統中的軟體系統。即時溫度監測系統是整體無線溫度的整合。測量硬體運算、數據處理、訊號擷取等功能。它透過客戶端介面與工作人員進行通訊,上傳並發出指令。為了減輕操作人員的勞動強度,技術人員開發了滿足上述描述的即時溫度監測系統,從而對溫度進行分析和處理即時溫度監測系統具有溫度顯示、資料儲存、歷史資料分析比較、故障預警、故障分析、設備運作狀態分析等功能,並可整合補充在即時溫度監測系統的設計中,可以採用一些模組化的設計方法來進行冗餘的數據處理工作,將各個模組單元依照功能分解,並對資料進行儲存和儲存。按類別處理。這種模組化的設計方法可以使即時溫度監測系統具有更高的適用性和安全性。即時溫度監測系統可協助技術人員擷取、擷取、比較和分析大量數據,並可根據不同設備的不同溫度,即時報告各種異常情況,確保各種設備的正常運作。同時,即時溫度監測系統還具有良好的數學運算和視覺化效能,可以將某一時段的資料以圖表的形式顯示出來,並對資料進行標記,方便後期維護。
三、無線測溫系統應用於高壓電氣設備的優缺點
3.1 無線測溫系統應用於電氣設備的技術優勢
隨著科技的進步,無線測溫系統經歷了無數次的升級和更新,其性能越來越強,溫度監測也越來越準確。目前的電力建設要求無線測溫系統越來越即時、準確,特別是對於高壓電氣設備。無線測溫系統也隨著高壓電氣設備的應用而不斷調整。在訊號接收方面,無線測溫系統根據高壓電氣設備的特點,延伸出更高的訊號頻率,具有良好的穩定性不易受外界因素幹擾。訊號傳輸採用無線通訊技術,比較簡單,能耗和成本低,並且可以根據接收到的數據進行分析處理,可以了解儀器的工作狀態即時監測,不受天氣條件限制。可即時監測儀器溫度,避免漏檢。同時可依照使用者的需求設定設備的超溫警報,透過聲音和訊號提醒操作人員設備的具體位置。
3.2 無線測溫系統在電氣設備中應用不夠充分
利用無線測溫系統對高壓電氣設備進行溫度測量,減輕了變電站操作人員的巡檢工作強度,同時提高了設備的安全性能。但是,無線測溫系統也存在一定的缺點。實際使用中。首先,無線測溫系統是一種主動式技術,需要內建電池進行供電。當電池耗盡時,無線測溫系統會自動關閉,工作人員無法看到設備的溫度,只能透過斷開線路更換電池來恢復連接,從而導致切換次數為了解決這個問題,我們可以改進技術,用被動電源取代內建電池,利用定點電流產生的電磁波作為其次,在實際應用中,電源裝置的一些溫控指標經常失效。初步判斷無線測溫感知器電池電量不足。斷電更換無線測溫感測器後,這種現象依然存在。遇到這種情況,需要偵測現場,調試接收端的安裝,縮短測溫點與無線測溫的距離另外,無線溫度感測器本身有源技術,無法取代電池。如果偵測到電池電量不足,則必須更換無線感測器。這不僅會增加儀器的維護成本,還會造成設備的資源消耗。
4.無線測溫系統應用實例
與國外無線測溫系統技術相比,國內測溫技術的發展相對滯後,但由於近年來國內業界的不斷重視,該領域的投入、人力、物力都得到了提升。在電力行業中,有許多輔助設備裝置,尤其是電力運行的監控設備。即當線路運行到一定負載或高溫時,該裝置會自動停止供電,避免發生事故。這些實用的新產品是多用於高壓電氣設備,其介面是預先安裝的,無法更換。雖然會在一定程度上減少電阻的產生,但由於長期工作很容易造成故障,從而增加電阻的產生。設備本身的電阻增加,運行時發熱增加,時間長了,容易引發安全事故,危害人們的人身和財產健康。針對這種情況,國內一些企業將無線測溫技術應用到電力生產中。隨著這項技術的普及,現在不僅在電力產業中廣泛應用,也被廣泛應用於其他有溫升問題的產業。
5.應用場景
電接點線上測溫裝置適用於高低壓開關櫃、斷路器觸點、刀開關、高壓電纜中間頭、乾式變壓器、低壓大電流設備中電纜接頭的溫度監測。可以防止運作過程中因氧化、鬆動、灰塵等因素造成接觸電阻過大、發熱等帶來的安全隱患,進而提高設備安全性,及時、持續、準確地反映設備運作狀態,降低設備事故率。
六、系統硬體配置
七、結論
由於感測器、無線數據通訊、資料探勘等技術的不斷發展,高壓電氣溫度即時監測系統將變得更加科學。隨著無線測溫系統的應用與普及,我國電力產業也更加穩定、安全,其技術進步為我國的發展做出了貢獻。
參考:
[1] Acrel企業微電網設計與應用手冊。版本2022.05
溫度線上監測系統主要由設備層的溫度感測器和溫度擷取/顯示單元、通訊層的邊緣運算閘道、站控層的測溫系統主機組成,以實現對溫度的線上監測。變配電系統的關鍵電氣部分。
發佈時間:2023年12月26日