高壓開關(guān)柜實(shí)現(xiàn)無線測溫監(jiān)控的關(guān)鍵點(diǎn)
一、概述
近年來,電廠自動(dòng)化、信息化飛速發(fā)展,加快了對高壓開關(guān)柜內(nèi)的溫度檢測技術(shù)的研究。一系列的開關(guān)柜的無線測溫監(jiān)測技術(shù)也因此應(yīng)運(yùn)而生,并且發(fā)揮著越來越重要的作用。高壓開關(guān)柜是發(fā)電廠、變電站、動(dòng)力車間最重要的電氣設(shè)備,每個(gè)開關(guān)柜都有多個(gè)進(jìn)出線接頭盒開關(guān)觸頭。在運(yùn)行過程中,開關(guān)的觸點(diǎn)、母線連接頭等部位因長期負(fù)荷較大、老化等原因會(huì)導(dǎo)致接觸電阻過大而發(fā)熱。由于開關(guān)柜密閉運(yùn)行、內(nèi)部空間狹小和絕緣保護(hù)等原因,這些發(fā)熱部位的溫度在運(yùn)行狀態(tài)下幾乎無法監(jiān)測,最終可能會(huì)因過熱造成火災(zāi)和大面積停電事故的發(fā)生。因此,設(shè)計(jì)一套高壓開關(guān)柜無線測溫系統(tǒng)是勢在必行。
二、什么是高壓開關(guān)柜
高壓開關(guān)柜是指用于電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、電能轉(zhuǎn)換和消耗中起通斷、控制或保護(hù)等作用,高壓開關(guān)柜按作電壓等級在3.6kV~550kV的電器產(chǎn)品,高壓隔離開關(guān)與接地開關(guān)、高壓負(fù)荷開關(guān)、高壓自動(dòng)重合與分段器,高壓操作機(jī)構(gòu)、高壓防爆配電裝置和高壓開關(guān)柜等幾大類。
三、高壓開關(guān)柜無線測溫系統(tǒng)的應(yīng)用前景
近年來,電力系統(tǒng)已發(fā)生多起因設(shè)備過熱而發(fā)生火災(zāi)和大面積停電事故。據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,我國每年發(fā)生的電力事故,有40%是由高壓電氣設(shè)備過熱所致;而在采用高壓開關(guān)柜和電力電纜的供電系統(tǒng)中,有70%以上的電纜運(yùn)行故障是因?yàn)檫B接部位接觸電阻變大、過負(fù)荷等引起接頭溫度過高所致。因此,對高壓開關(guān)柜連接點(diǎn)的溫度變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測及預(yù)警是非常必要的。目前電廠高壓開關(guān)柜觸頭溫度監(jiān)測有多種方式。近年來出現(xiàn)了采用無線傳輸方式進(jìn)行溫度采集的監(jiān)測系統(tǒng),滿足了非接觸檢測的要求,檢測系統(tǒng)中的通信控制器不僅能發(fā)送接收數(shù)據(jù),而且具有了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、液晶顯示、報(bào)警等功能。
四、無線測溫系統(tǒng)與其它測溫方式的對比優(yōu)勢
(1)普通測溫
常規(guī)的熱電偶、熱電阻、半導(dǎo)體溫度傳感器等測溫方式,需要金屬導(dǎo)線傳輸信號(hào),絕緣性能不能保證。
無線測溫具有優(yōu)異的絕緣性能,能夠隔離開關(guān)柜的高壓,因此能夠直接安裝到開關(guān)柜內(nèi)的高壓觸點(diǎn)上,準(zhǔn)確測量高壓觸點(diǎn)的運(yùn)行溫度。
(2)紅外測溫
紅外成像儀無法透過柜門測量內(nèi)部設(shè)備,開關(guān)柜運(yùn)行時(shí)必須關(guān)閉柜門,導(dǎo)致紅外方式無法測量。
無線測溫系統(tǒng)溫度傳感器直接安裝到帶點(diǎn)物體的表面,可在封閉的柜體內(nèi)直接測量設(shè)備溫度后,以無線網(wǎng)絡(luò)方式傳出。
(3)光纖測溫
光纖式溫度測溫儀采用光纖傳遞信號(hào),其溫度傳感器安裝在帶電物體的表面,測溫儀與溫度傳感器間用光纖連接。光纖具有易折、易斷、不耐高溫。積累灰塵后易使絕緣性能降低,且在柜內(nèi)布線難度較大,造價(jià)高。
無線測溫系統(tǒng)沒有復(fù)雜的引線,完全絕緣,造價(jià)低廉。
五、無線測溫系統(tǒng)組成
無線測溫系統(tǒng)由無線溫度傳感器、無線集中接收顯示裝置和上層溫度監(jiān)測管理中心構(gòu)成。
無線集中接收顯示裝置負(fù)責(zé)對高壓開關(guān)柜內(nèi)的溫度進(jìn)行采集,用于接收無線溫度傳感器發(fā)射的無線數(shù)字信號(hào), 并將信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),經(jīng)內(nèi)部電路處理,通過彩色液晶顯示屏顯示當(dāng)前所測溫度。同時(shí)上傳到監(jiān)控主機(jī),并在溫度監(jiān)測管理中心計(jì)算機(jī)中進(jìn)行顯示、存儲(chǔ)、分析與報(bào)警。使運(yùn)行人員能夠?qū)囟冗M(jìn)行實(shí)時(shí)在線準(zhǔn)確地巡檢,對高壓電氣設(shè)備接點(diǎn)溫度狀態(tài)能夠及時(shí)地掌握。
此方案的高壓開關(guān)柜無線測溫系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)對分散地域的多個(gè)高壓開關(guān)柜內(nèi)溫度進(jìn)行集中有效監(jiān)測,能大大提高高壓開關(guān)柜的安全運(yùn)行。
圖二(系統(tǒng)拓?fù)鋱D)
無源無線溫度傳感器通過卡扣綁扎方式,將具有絕緣外護(hù)套的電磁合金片固定在測溫點(diǎn)上。
無線接收顯示裝置和光電轉(zhuǎn)換器安裝到控制箱內(nèi),每個(gè)配電室安裝一套,用于接收顯示本配電室電纜接頭溫度,具有兩個(gè)獨(dú)立上傳接口RS485和RJ45網(wǎng)口,可通過標(biāo)準(zhǔn)modbusRTU和modbusTCP協(xié)議上傳數(shù)據(jù)。
各個(gè)配電室,變電站之間通過光纜建立TCP/IP通信網(wǎng)絡(luò),測溫?cái)?shù)據(jù)不但可以在本站變電所能夠集中顯示,而且同時(shí)能通過網(wǎng)絡(luò)將測溫?cái)?shù)據(jù)遠(yuǎn)傳至化南變,建立電纜測溫?cái)?shù)據(jù)系統(tǒng)。
六、無線測溫系統(tǒng)的功能優(yōu)勢
1)通信的先進(jìn)性
電氣接點(diǎn)測溫?cái)?shù)據(jù)采用數(shù)字信號(hào)無線傳輸,隔離徹底、抗干擾性強(qiáng),體積小巧,可在電磁場環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。
2)通信的可靠性
通信系統(tǒng)要長期經(jīng)受惡劣環(huán)境例如較強(qiáng)的電磁干擾和高溫的考驗(yàn),并保持通信的暢通;
3)雙向通信
不僅能實(shí)現(xiàn)信息量的上傳,還要實(shí)現(xiàn)控制量的下達(dá);
4)手機(jī)APP功能
帶有手機(jī)APP功能,與系統(tǒng)云平臺(tái)同步??梢詫?shí)時(shí)查看溫度數(shù)據(jù),產(chǎn)品發(fā)生報(bào)警時(shí)信息及時(shí)推送聯(lián)系人。
5)通信的靈活性和可擴(kuò)展性
標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),可方便擴(kuò)展與其它系統(tǒng)互聯(lián),費(fèi)用低廉,安裝靈活。
七、結(jié)束語
現(xiàn)代工業(yè)中,工作溫度的升降反映了設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和許多物理特征的變化,工業(yè)設(shè)備異?;蚬收铣1憩F(xiàn)出溫度的異常變化。因此工業(yè)設(shè)備運(yùn)行溫度監(jiān)測是設(shè)備安全監(jiān)控最為有效、最為經(jīng)濟(jì)的手段,對設(shè)備的安全運(yùn)行具有重大的意義。隨著無線測溫系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用,基于2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)的無線測溫系統(tǒng)是目前世界上最先進(jìn)、最有效的溫度在線監(jiān)測系統(tǒng),特別是在電力系統(tǒng)、石油化工、交通運(yùn)輸、工業(yè)消防等領(lǐng)域得到廣泛的使用。
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