Применение беспроводной системы измерения температуры в высоковольтном электрооборудовании угольной шахты

Инженер: Мишель Чжоу Телефон: 86 18795636361 Электронная почта: michelle.zhou@email.acrel.cn

Цзянсу Acrel Электрические МФГ Co. Ltd

Аннотация:С непрерывным развитием социальной экономики энергосистема движется в направлении высокого напряжения и большой емкости. Новые технологии и оборудование энергосистемы появляются в бесконечном потоке, и мощность передачи энергии продолжает улучшаться. Однако высоковольтная силовая нагрузка, переносимая высоковольтным электрооборудованием, также делает свое собственное повышение температуры виновником, который угрожает стабильности электросети. Температура оборудования стала важным параметром для стабильной работы электропередающего оборудования в текущей электросети. Основываясь на причинах повышения температуры высоковольтного электрооборудования, в этой статье анализируется структура и применение беспроводной системы измерения температуры, анализируются преимущества и недостатки ее применения, И предоставляет примеры применения, чтобы служить справочником для стабильной работы и развития энергосистемы нашей страны.

Ключевое слово:Беспроводная система измерения температуры; высоковольтное электрооборудование; преимущества и недостатки

Высоковольтное электрооборудование в энергосистеме нашей страны имеет множество точек подключения, таких как изолированные коммутационные соединения, узлы шин и т. Д. Из-за проблем с качеством в процессе производства или безопасности многие устройства будут иметь плохие проблемы с контактами, и во время использования будет возникать большое сопротивление, что приведет к проблемам с повышением температуры.

1. Причины повышения температуры высоковольтного электрооборудования.

Применение системы измерения температуры неотделимо от анализа причины проблемы повышения температуры. Во-первых, это проблемы с качеством и установкой самого высоковольтного электрического оборудования, особенно на стыках болтов оборудования. Соответствует ли точки подключения стандартам, И соответствует ли герметичность стандартам, влияет на прочность сопротивления. Многие соединения оборудования будут иметь неровные и грубые проблемы во время установки. Неадекватное шлифование также приведет к повышенному сопротивлению и плохому контакту, что повлияет на использование оборудования и сделает проблему повышения температуры очевидной. Во-вторых, небрежная защита при транспортировке высоковольтного электрооборудования вызовет удары, приводящие к деформации точек соединения или ключевых частей, тем самым приводя к плохому контакту. Третье, Сама металлическая поверхность высоковольтного электрооборудования подвержена реакциям коррозии или окисления, а проблемы на поверхности оборудования также повлияют на контакт оборудования. Плохая рабочая среда для некоторого электрооборудования, такая как высокая температура, дождь, снег и сильный ветер, ускоряет старение самого оборудования, вызывая серьезные проблемы с повышением температуры. В-четвертых, внешние факторы влияют на плохой контакт при подключении оборудования. Многие рабочие места оборудования относительно сложны, и различные ссылки, такие как установка оборудования, использование и техническое обслуживание, также подвержены ошибкам, что приводит к плохому контакту многих кабельных разъемов и изолирующих переключателей и серьезным проблемам с повышением температуры. В-пятых, оборудование находится под высоким давлением нагрузки в течение длительного времени. Само высоковольтное электрическое оборудование осуществляет передачу и применение электричества высокого напряжения. Как только ток будет слишком большим и превысит пропускную способность оборудования, в сочетании с тепловым эффектом самого тока, температура оборудования будет быстро расти.

При реальной эксплуатации оборудования вышеуказанные пять проблем будут возникать на соединениях автоматических выключателей, разъемов, кабельных соединений, втулок и шин и т. Д. Эти области имеют много неисправностей и подвержены проблемам повышения температуры. При ежедневном осмотре и обслуживании персонал должен сосредоточиться на проверке и обслуживании. Во время осмотра оборудования измерение температуры устройства может не только определить состояние устройства во время использования, но и своевременно обнаружить чрезмерное тепло, выделяемое плохим контактом или чрезмерной нагрузкой. в заряженном состоянии, Из-за влияния тока и тепла внутренняя температура в норме выше, чем внешняя, но изменение температуры из-за выхода из строя самого оборудования или чрезмерной нагрузки необходимо тщательно контролировать. Эта проблема повышения температуры усугубит старение оборудования, тем самым уменьшая срок службы оборудования, и может даже привести к сгоранию оборудования. Поэтому очень необходимо применять систему измерения температуры к высоким объемам.Электрооборудование tage.

В Китае наиболее используемыми методами измерения температуры для высоковольтного силового оборудования являются метод воскового чипа отображения температуры, метод измерения температуры в инфракрасном диапазоне, метод измерения температуры оптического волокна и беспроводная система измерения температуры. И метод отображения температуры, и инфракрасный термометр управляются вручную, и данные не могут быть собраны в реальном времени. Благодаря измерению оптического волокна можно получить результаты измерения в реальном времени. Однако в случае высокого и низкого напряжения он не может полностью изолировать факторы окружающей среды и не может соответствовать требованиям спецификаций электрических приборов для высоковольтных приборов. Кроме того, при установке в шкаф, Есть также большие препятствия для его установки из-за таких проблем, как оптическое волокно не устойчиво к высокой температуре и затруднена проводка. Существующее беспроводное измерение температуры Технология в основном опирается на текущий режим беспроводной передачи для преодоления проблем с подключением и подключением первичной и вторичной петель, тем самым повышая безопасность использования высоковольтной энергии.

2. Анализ структуры беспроводной системы измерения температуры и применения оборудования.

Состав беспроводной системы измерения температуры можно разделить на часть датчика температуры и часть отображения и анализа результатов мониторинга температуры, А также аппаратное и программное обеспечение системы. Структура беспроводной системы измерения температуры для высоковольтного силового оборудования, как показано на рисунке 1, обычно устанавливается с датчиками температуры на стыке распределительных шкафов, кабельных соединений, предохранителей и т. д. Для обеспечения точности измерения, Датчик обычно находится в том же положении напряжения, что и испытательный объект, а затем собранный сигнал передается и отображается с помощью беспроводной технологии. Чтобы обеспечить безопасность измерения температуры, рабочие части высокого и низкого напряжения изолированы для предотвращения утечки и другие несчастные случаи. обычно, На внешней поверхности рабочего оборудования предусмотрено несколько каналов для мониторинга в реальном времени и обработки данных нескольких местоположений. Затем данные, полученные приемником, передаются на компьютер через последовательный или параллельный порт, а затем анализируются и обрабатываются предварительно запрограммированной программой.

Рисунок 1 Принципиальная схема структуры беспроводной системы измерения температуры для высоковольтного силового оборудования

2,1 Датчик температуры

Функция датчика температуры преобразовать сигнал температуры в электрический сигнал. Обычно используется термопарный метр Pt100, и его точность измерения может достигать 0,1 градуса Цельсия. Также можно использовать миниатюрный датчик тока с нулевым потоком, который также имеет высокую прикладную ценность. Технически говоря, магнитный датчик выбирает пермаллой с низкими потерями в качестве железного сердечника и использует специальную технологию отрицательного давления и средства защиты для реализации автоматической компенсации для железного сердечника, Так что железный сердечник находится в идеальном рабочем состоянии с нулевым магнитным потоком. В дополнение к устройству измерения температуры беспроводной датчик температуры также включает в себя источник питания, измерительную схему, логическую схему управления и схему радиосвязи на определенной частоте. Чтобы адаптироваться к более высоким условиям работы, он обычно упаковывается в термоусадочные трубки с высокой температурой и высоким давлением, И обладает определенными водонепроницаемыми и пыленепроницаемыми свойствами для обеспечения длительного использования. Поскольку рабочая зона беспроводного оборудования для измерения температуры обычно невелика, его размер следует максимально уменьшить, чтобы соответствовать условиям работы во время использования. При использовании датчик температуры, Термостойкий провод для склеивания или технология склеивания могут использоваться для объединения термочувствительного элемента с поверхностью объекта, но следует соблюдать осторожность, чтобы точки контакта были близки, чтобы уменьшить ошибки измерения. Беспроводной датчик температуры должен иметь широкий линейный рабочий диапазон. Обычно выбирается чувствительный элемент температуры-55 ~ 130 градусов Цельсия, и датчик температуры выбирается в соответствии с требованиями точности измерения и погрешности измерения в различных рабочих условиях.

2,2 Беспроводной датчик температуры

Беспроводная система детектора температуры имеет несколько приемных каналов, которые могут обрабатывать и отображать несколько различных точек измерения в режиме реального времени. В беспроводном детекторе температуры есть функции оценки и устранения неисправностей. Зона безопасности устанавливается персоналом заранее, и собранная информация сравнивается с установленным порогом.Беспроводным датчиком температуры. Если температура превышает пороговое значение, он войдет в модуль обработки неисправностей и выведет текст предупреждения, а также выведет набор высоких и низких уровней для запуска сигнала тревоги и звука. В дополнение к основным функциям обнаружения и сигнализации беспроводной датчик температуры также имеет возможность передавать информацию. Он может быть подключен к компьютеру через линию передачи данных или микросхему связи последовательного/параллельного порта, и сотрудники могут контролировать несколько коммутаторов и контактных частей в режиме реального времени и контролировать их рабочее состояние, чтобы вовремя обнаруживать существующие проблемы безопасности.

2,3 Система мониторинга температуры в реальном времени

По сравнению с вышеупомянутыми аппаратными средствами, такими как датчики и детекторы, система мониторинга температуры в реальном времени более склонна к программной системе в беспроводной системе измерения температуры. Система мониторинга температуры в реальном времени-это интеграция общей работы оборудования для беспроводного измерения температуры, обработки данных, сбора сигналов и других функций. Он связывает с штатом через интерфейс клиента и загружает и выдает инструкции. Уменьшить трудовую интенсивность операторов, технические работники начинали систему мониторинга температуры в реальном времени которая встречает вышеуказанное описание, Для анализа и обработки результатов измерения температуры аппаратной части. Система мониторинга температуры в реальном времени имеет функции отображения температуры, хранения данных, анализа и сравнения исторических данных, предупреждения о неисправностях, анализа неисправностей, анализа состояния работы оборудования и т. д., И он может интегрировать и дополнять функции аппаратной части. При проектировании системы мониторинга температуры в реальном времени некоторые методы модульной конструкции могут использоваться для избыточной обработки данных, и каждый модуль разлагается в соответствии с функцией, и данные хранятся и обрабатываются по категориям. Этот метод модульного проектирования может сделать систему мониторинга температуры в реальном времени более высокими применимостью и безопасностью. Система мониторинга температуры в реальном времени может помочь техническим работникам собрать, извлечь, сравнить и проанализировать большое количество данных, и может сообщить различные анормалные условия в реальном временя согласно различным температурам различного оборудования для обеспечения нормальной работы различных приборов. В то же время система мониторинга температуры в реальном времени также имеет хорошие математические операции и производительность визуализации, которые могут отображать данные определенного периода в виде диаграммы и отмечать данные для облегчения последующего обслуживания.

3. Преимущества и недостатки беспроводной системы измерения температуры, применяемой к высоковольтному электрическому оборудованию.

3,1 Технические преимущества беспроводной системы измерения температуры, применяемой в электрооборудовании

С развитием науки и техники беспроводная система измерения температуры претерпела многочисленные обновления и обновления, ее производительность становилась все сильнее и сильнее, а мониторинг температуры становился все более и более точным. Нынешняя конструкция мощности требует, чтобы беспроводная система измерения температуры была все больше и больше в режиме реального времени и точной, Особенно для высоковольтного электрооборудования. Беспроводная система измерения температуры также постоянно настраивается с применением высоковольтного электрического оборудования. Что касается приема сигнала, беспроводная система измерения температуры увеличивает более высокую частоту сигнала в зависимости от характеристик высоковольтного электрического оборудования, которое имеет хорошую стабильность и не легко нарушается внешними факторами. Технология беспроводной связи используется при передаче сигнала, Что относительно просто, с низким энергопотреблением и стоимостью, может анализироваться и обрабатываться в соответствии с полученными данными, а рабочее состояние прибора можно отслеживать в режиме реального времени, не подвергаясь влиянию погодных условий. Температуру прибора можно контролировать в режиме реального времени, чтобы избежать пропущенного обнаружения. В то же время, сигнал тревоги сверх-температуры прибора можно установить согласно потребностям потребителя, и оператору можно напомнить о специфическом положении оборудования через звук и сигнал.

3,2 Недостаточное применение беспроводной системы измерения температуры в электрооборудовании

Измерение температуры высоковольтного электрооборудования с использованием беспроводной системы измерения температуры снижает интенсивность инспекционной работы операторов подстанций и в то же время повышает показатели безопасности оборудования. Тем не менее, есть также определенные недостатки в беспроводной системе измерения температуры при фактическом использовании. прежде всего, Беспроводная система измерения температуры является активной технологией, которая требует встроенного аккумулятора для питания. КогдаБатарея разряжена, беспроводная система измерения температуры автоматически отключится, и персонал не может видеть температуру устройства и может восстановить соединение, только отключив линию для замены батареи, в результате, Количество операций переключения и незапланированных отключений электроэнергии на подстанции значительно увеличивается. Чтобы решить эту проблему, мы можем улучшить технологию, заменить встроенную батарею пассивным источником питания и использовать электромагнитную волну, генерируемую постоянным током, в качестве мощности, Так что надежность всей системы была улучшена. Во-вторых, некоторые показатели контроля температуры устройства питания часто выходят из строя в практических приложениях. Предварительно считается, что батареи беспроводного датчика измерения температуры недостаточно. После сбоя питания и замены беспроводного датчика измерения температуры это явление все еще существует. В этом случае необходимо обнаружить участок, отладить установку приемного конца, сократить расстояние между точкой измерения температуры и беспроводной системой измерения температуры и избежать этой ситуации. Кроме того,Беспроводное устройство контроля температурыС собственной активной технологией не может заменить батарею. Если он обнаруживает, что батареи недостаточно, беспроводной датчик необходимо заменить. Это не только увеличит стоимость обслуживания прибора, но и вызовет ресурсоемкость оборудования.

4. Примеры применения беспроводной системы измерения температуры.

По сравнению с зарубежной технологией беспроводной системы измерения температуры развитие отечественной технологии измерения температуры относительно отстает, но из-за постоянного внимания отечественной промышленности в последние годы инвестиции, рабочая сила и материальные ресурсы в этой области были улучшены. В энергетической промышленности существует множество устройств вспомогательного оборудования, особенно оборудование для мониторинга работы с питанием. То есть, когда линия работает при определенной нагрузке или высокой температуре, устройство автоматически прекращает подачу питания, чтобы избежать несчастных случаев. Эти практичные новые продукты в основном используются в высоковольтном электрооборудовании, И их интерфейсы предварительно установлены и не могут быть заменены. Хотя это в определенной степени снизит образование сопротивления, легко вызвать отказ из-за длительной работы, что увеличит сопротивление самого устройства и увеличит нагрев во время работы. Таким образом, в течение длительного времени легко вызвать несчастные случаи, Это создает угрозу здоровью людей и их имуществу. В ответ на эту ситуацию некоторые отечественные компании применили технологию беспроводного измерения температуры для производства электроэнергии. Благодаря популярности этой технологии она теперь широко используется не только в энергетической промышленности, но и в других отраслях с проблемами повышения температуры.

5. Сценарии применения

Устройство измерения температуры с электрическим контактом онлайн подходит для контроля температуры кабельных соединений в шкафах с высоким и низким напряжением, контактах выключателя, ножевых переключателях, промежуточных головках для высоковольтных кабелей, трансформаторах сухого типа, низковольтном и сильноточном оборудовании. Это может предотвратить потенциальные угрозы безопасности, вызванные чрезмерным контактным сопротивлением и нагревом из-за окисления, рыхлости, пыли и других факторов во время работы, тем самым повышая безопасность оборудования, своевременно, непрерывно и точно отражая рабочее состояние оборудования и снижая аварийность оборудования.

6. Конфигурация системного оборудования

Система онлайн-мониторинга температуры в основном состоит из датчика температуры и блока сбора/отображения температуры на уровне оборудования, краевого вычислительного шлюза на уровне связи, и хозяин системы измерения температуры на слое управлением станции для того чтобы осуществить онлайн контроль температуры ключевых электрических частей системы преобразования и распределения силы.

7. Conclusion

Due to the continuous development of sensors, wireless data communication, data mining and other technologies, the real-time monitoring system of high-voltage electrical temperature will become more scientific. With the application and popularization of the wireless temperature measurement system, our country's power industry is also more stable and safe, and its technological progress has contributed to the development of our country.

References:

[1] Acrel Enterprise Microgrid Design and Application Manual. Version 2022.05