Resumé: Højspændingskoblingsudstyr er et vigtigt elektrisk udstyr i transformerstationen. Det har den dobbelte funktion at lukke og afbryde strømledninger og beskytte systemets sikkerhed. Højspændingskoblingsudstyret fungerer i et miljø med høj spænding, stor strøm og stærke magnetfelter i lang tid. Oxidation og kontaktmodstand får ofte kontakterne til at varme op, og temperaturen bliver for høj. Hvis det ikke opdages og håndteres i tide, kan det forårsage alvorlige ulykker såsom brande, strømafbrydelser osv. Derfor er problemet med realtidstemperaturovervågning i højspændingskoblingsskabe blevet et presserende problem, der skal løses i elsystemet. Artiklen om praktiske problemstillinger foreslår entrådløst temperaturmålingssystemtil højspændingsskabe baseret på en enkeltchip-mikrocomputer. Systemet har karakteristika som enkel struktur, temperaturmåling og høj nøjagtighed.
Nøgleord: højspændingsanlæg; trådløst temperaturmålingssystem
Indledning
Med den hurtige udvikling af befolkningens økonomi stiger efterspørgslen efter elektrisk energi fra alle samfundslag. Derfor er sikker og pålidelig drift af eludstyr en vigtig del af elnettets sikkerhed. Højspændingsanlæg er et af de vigtige udstyrstyper i transformerstationer. De fleste højspændingsanlæg har en lukket struktur og dårlig varmeafledning. Når udstyret er i drift i lang tid, er kontakterne i koblingsanlægget udsatte for varme, hvilket får komponenterne til at ældes og forårsage brande. Ulykker. Derfor er fænomenet med intern overophedning i lukkede højspændingsskabe blevet et almindeligt problem i koblingsskabe.
1. Metode til detektering af den indre kontakttemperatur i højspændingskoblingsudstyr
I øjeblikket overvåges opvarmningsforholdene for kontakterne inde i højspændingsafbryderudstyret, og temperaturændringerne kan registreres når som helst, så de kan håndteres hurtigt, før de når farlige temperaturer, for at undgå sikkerhedsulykker. De almindeligt anvendte detektionsmetoder omfatter i øjeblikket primært T-inspektion, måling af farvechiptemperatur, måling af optisk fibertemperatur og måling af infrarød temperatur. Menneskelig inspektion er hovedsageligt afhængig af operatørens håndholdte røde N-termometer til at måle temperaturen inde i højspændingsafbryderskabet. På grund af højspændingsafbryderskabets lukkede struktur og blokering af kredsløb eller komponenter i skabet blokeres temperaturen inde i afbryderskabet dog. Som følge heraf kan det infrarøde termometer ikke nøjagtigt måle temperaturdataene inde i skabet. Målemetoden for farvechiptemperatur er baseret på de forskellige farver på farvechippen for at bestemme temperaturen inde i skabet. Denne metode kan ikke nøjagtigt afspejle temperaturen inde i skabet. Måling af optisk fibertemperatur bruger optisk fiber som temperatursensor og modulerer lysintensiteten, der passerer gennem den optiske fiber, gennem temperaturændringer for at bestemme temperaturen. Det kræver mere avanceret udstyr såsom lyskilde, sende- og modtagekredsløb. Den røde IN-temperaturmetode bestemmer temperaturen på det målte objekt ved at reagere på ændringen i infrarød stråling. Denne temperaturmålingsmetode har lav nøjagtighed. Baseret på dette foreslår denne artikel et trådløst temperaturmålingssystem til højspændingsskabe baseret på en enkeltchip-mikrocomputer. Dette system har egenskaber som nøjagtig temperaturmåling og nem installation.
1. Samlet systemdesign
2.1 Krav til systemdesign
Højspændingskoblingsudstyr er et vigtigt udstyr i elsystemet. Det fungerer i et miljø med stærk elektromagnetisk støj i lang tid og har høje krav til pålidelighed og stabilitet. Derfor skal overvågningssystemet opfylde følgende krav i det særlige driftsmiljø for højspændingskoblingsudstyr. (1) Det kan fungere stabilt i lang tid uden hyppig batteriudskiftning; (2) Det kan tilpasse sig et komplekst elektromagnetisk støjmiljø; (3) Det er lille og nemt at installere ved kontaktpositionen; (4) Systemet kræver høj pålidelighed.
2.2 Overordnet systemdesignplan
Det trådløse temperaturmålingssystem til højspændingsskabe, der er nævnt i denne artikel, består hovedsageligt af tre dele: et trådløst temperaturmålingsmodul, en håndklædeopsamler og en værtscomputerserver. Det trådløse temperaturmålingsmodul installeres ved kontakterne i højspændingsskabet for at detektere kontakttemperaturen, og det detekterede temperatursignal sendes trådløst til temperaturopsamleren. Temperaturopsamleren er forbundet til værtscomputerserveren via et kabelbaseret netværk og transmitterer temperaturen på kontakterne i højspændingsskabet til værtscomputerserveren i realtid. Værtscomputeren kan udføre højspændingsskift. Den kan vise, gemme, alarmere og forespørge historiske data om skabets temperaturdata og derved fuldføre detektering og tidlig advarsel om elektrisk stødtemperatur i højspændingsskabet.
Figur 1 Arkitektur af trådløst temperaturmålingssystem i højspændingsskab
Temperaturmålingsmodulet i den nederste computer består hovedsageligt af et enkeltchip-mikrocomputerstyringsmodul, et temperatursensormodul, et trådløst transceivermodul og et strømforsyningsmodul. Strukturen er vist i figur 2.
Figur 2 Temperaturmålingsarkitektur
3. Acrel online temperaturovervågningssystemløsning
3.1 Oversigt
Den elektriske kontakt online temperaturmålingsenhed er egnet til temperaturovervågning af kabelsamlinger, afbryderkontakter, knivafbrydere, højspændingskablers mellemender, tørtransformere, lavspændings- og højstrømsudstyr i høj- og lavspændingsskabe for at forhindre oxidation på grund af oxidation under drift. Løshed, støv og andre faktorer forårsager overdreven kontaktmodstand og opvarmning, hvilket bliver en sikkerhedsfare. Forbedr udstyrets sikkerhed, afspejl rettidigt, kontinuerligt og præcist udstyrets driftsstatus og reducer udstyrets ulykkesrate.
Det trådløse Acrel-2000T temperaturmålings- og overvågningssystem kommunikerer direkte med udstyret i bay-laget via RS485-bussen eller Ethernet. Systemdesignet følger den internationale standard Modbus-RTU, Modbus-TCP og andre transmissionsprotokoller, og sikkerhed, pålidelighed og åbenhed er alle opnået betydeligt forbedret. Systemet har funktioner til fjernsignalering, telemetri, fjernbetjening, fjernjustering, fjernindstilling, hændelsesalarm, kurve, søjlediagram, rapport og brugeradministration. Det kan overvåge udstyrets driftsstatus for det trådløse temperaturmålingssystem, opnå hurtig alarmrespons og forhindre alvorlige fejl.
3.2 Ansøgningssteder
Den er velegnet til temperaturovervågning af kraftudstyr i det allestedsnærværende Internet of Things, stålværker, kemikalier, cement, datacentre, hospitaler, lufthavne, kraftværker, kulminer og andre fabrikker og miner samt krafttransformations- og distributionsstationer.
3.3 Systemstruktur
Strukturdiagram over online temperaturovervågningssystem
3.4 Systemfunktioner
Temperaturmålingssystemet Acrel-2000T er installeret i vagtovervågningsrummet og kan fjernovervåge driftstemperaturstatus for alt koblingsudstyr i systemet. Systemet har følgende hovedfunktioner:
3.4.1 Temperaturvisning
Viser realtidsværdien for hvert temperaturmålepunkt i strømfordelingssystemet og kan også se data eksternt via computerens WEB-/mobiltelefonapp.
3.4.2 Temperaturkurve
Se temperaturtrendkurven for hvert temperaturmålingspunkt.
3.4.3 Kør rapporten
Forespørg og udskriv temperaturdata ved hvert temperaturmålingspunkt.
3.4.4 Alarm i realtid
Systemet kan udstede alarmer ved unormale temperaturer ved hvert temperaturmålingspunkt. Systemet har en realtids stemmealarmfunktion, der kan udstede stemmealarmer for alle hændelser. Alarmmetoderne omfatter pop op-vinduer, stemmealarmer osv. Det kan også sende alarmbeskeder via SMS/APP for straks at minde personalet på vagt.
3.5 Systemhardwarekonfiguration
Online-temperaturovervågningssystemet består hovedsageligt af temperatursensorer og temperaturregistrerings-/visningsenheder på udstyrslaget, edge computing-gateways på kommunikationslaget og temperaturmålingssystemværter på stationsstyringslaget for at realisere online temperaturovervågning af centrale elektriske dele af strømtransformations- og distributionssystemet.
Referencer:
[1] Acrel Enterprise Microgrid Design and Application Manual. Version 2022.05
Udsendelsestidspunkt: 6. maj 2025