Resumen: La aparamenta de alta tensión es un equipo eléctrico importante en la subestación. Es responsable de la doble función de cerrar y desconectar las líneas eléctricas y proteger la seguridad del sistema. La aparamenta de alta tensión opera en un entorno de alta tensión, alta corriente y un campo magnético intenso durante largos periodos. La oxidación y la resistencia de contacto a menudo provocan el calentamiento de los contactos y la temperatura excesiva. Si no se detecta y se soluciona a tiempo, puede causar accidentes graves como incendios, cortes de energía, etc. Por lo tanto, el problema de la monitorización de la temperatura en tiempo real en los armarios de distribución de alta tensión se ha convertido en un problema urgente de solución en el sistema eléctrico. El artículo sobre cuestiones prácticas propone unasistema inalámbrico de medición de temperaturaPara armarios de distribución de alta tensión, basado en un microordenador de un solo chip. El sistema se caracteriza por su estructura simple, medición de temperatura y alta precisión.
Palabras clave: aparamenta de alta tensión; sistema inalámbrico de medición de temperatura
Introducción
Con el rápido desarrollo de la economía popular, la demanda de energía eléctrica en todos los ámbitos de la vida es cada vez mayor. Por lo tanto, el funcionamiento seguro y fiable de los equipos eléctricos es fundamental para la seguridad de la red eléctrica. Los cuadros de distribución de alta tensión son equipos importantes en las subestaciones. La mayoría de ellos adoptan una estructura cerrada y presentan malas condiciones de disipación de calor. Cuando el equipo está en funcionamiento durante un tiempo prolongado, los contactos del cuadro de distribución son propensos a calentarse, lo que provoca el envejecimiento de los componentes y provoca incendios. Por lo tanto, el sobrecalentamiento interno de los armarios de distribución de alta tensión de estructura cerrada se ha convertido en un problema común.
1. Método para detectar la temperatura de contacto interna de los cuadros de distribución de alta tensión
Actualmente, se monitorean las condiciones de calentamiento de los contactos dentro de los cuadros de distribución de alta tensión, lo que permite detectar los cambios de temperatura en cualquier momento, lo que permite abordarlos con prontitud antes de que alcancen temperaturas peligrosas y evitar accidentes. Los métodos de detección más comunes incluyen la inspección T, la medición de temperatura con chip de color, la medición de temperatura por fibra óptica y la medición de temperatura por infrarrojos. La inspección manual se basa principalmente en el termómetro rojo-N portátil del operador para medir la temperatura dentro del armario de distribución de alta tensión. Sin embargo, debido a la estructura cerrada del armario de distribución de alta tensión y a la obstrucción de los circuitos o componentes, la temperatura en su interior se bloquea. Como resultado, el termómetro infrarrojo no puede medir con precisión los datos de temperatura dentro del armario. El método de medición de temperatura con chip de color se basa en los diferentes colores del chip para determinar la temperatura dentro del armario. Este método no puede reflejar con precisión la temperatura dentro del armario. La medición de temperatura por fibra óptica utiliza la fibra óptica como sensor de temperatura y modula la intensidad de la luz que la atraviesa mediante cambios de temperatura para determinar la temperatura. Requiere equipos de mayor capacidad, como una fuente de luz y circuitos de transmisión y recepción. El método de temperatura IN rojo determina la temperatura del objeto medido respondiendo a los cambios en la radiación infrarroja. Este método de medición de temperatura presenta baja precisión. En base a esto, este artículo propone un sistema inalámbrico de medición de temperatura para armarios de distribución de alta tensión basado en un microordenador de un solo chip. Este sistema se caracteriza por una medición precisa de la temperatura y una fácil instalación.
1. Diseño general del sistema
2.1 Requisitos de diseño del sistema
La aparamenta de alta tensión es un equipo importante en el sistema eléctrico. Opera en entornos con alto nivel de ruido electromagnético durante largos periodos y presenta altos requisitos de fiabilidad y estabilidad. Por lo tanto, para el entorno operativo específico de la aparamenta de alta tensión, el sistema de monitoreo debe cumplir con los siguientes requisitos: (1) Funcionamiento estable durante largos periodos sin necesidad de cambiar la batería con frecuencia; (2) Adaptación a entornos complejos con alto nivel de ruido electromagnético; (3) Compacto y fácil de instalar en la posición de contacto; (4) El sistema requiere alta fiabilidad.
2.2 Plan general de diseño del sistema
El sistema inalámbrico de medición de temperatura para armarios de distribución de alta tensión mencionado en este artículo consta principalmente de tres partes: un módulo inalámbrico de medición de temperatura, un colector de toallas y un servidor host. El módulo inalámbrico de medición de temperatura se instala en los contactos del armario de distribución de alta tensión para detectar la temperatura de los contactos. La señal de temperatura detectada se envía inalámbricamente al colector de temperatura. Este colector de temperatura se conecta al servidor host mediante una red cableada y le transmite la temperatura de los contactos del armario de distribución de alta tensión en tiempo real. El servidor host puede realizar la conmutación de alta tensión. Puede visualizar, almacenar, generar alarmas y consultar el historial de temperatura del armario, lo que completa la detección y la alerta temprana de la temperatura de descarga eléctrica en el armario de distribución de alta tensión.
Figura 1 Arquitectura del sistema de medición de temperatura inalámbrica del gabinete de distribución de alto voltaje
El módulo de adquisición de temperatura de la computadora inferior consta principalmente de un módulo de control de microcomputadora de un solo chip, un módulo sensor de temperatura, un módulo transceptor inalámbrico y un módulo de fuente de alimentación. Su estructura se muestra en la Figura 2.
Figura 2 Arquitectura de adquisición de temperatura
3. Solución de sistema de monitoreo de temperatura en línea de Acrel
3.1 Descripción general
El dispositivo de medición de temperatura en línea para contactos eléctricos es adecuado para la monitorización de la temperatura de empalmes de cables, contactos de interruptores automáticos, interruptores de cuchilla, extremos intermedios de cables de alta tensión, transformadores de tipo seco y equipos de baja y alta corriente en armarios de distribución de alta y baja tensión, para prevenir la oxidación durante el funcionamiento. La holgura, el polvo y otros factores provocan una resistencia de contacto excesiva y un calentamiento excesivo, lo que representa un riesgo para la seguridad. Mejore la seguridad de los equipos, refleje de forma oportuna, continua y precisa su estado operativo y reduzca la tasa de accidentes.
El sistema inalámbrico de medición y monitoreo de temperatura Acrel-2000T se comunica directamente con los equipos en la bahía a través del bus RS485 o Ethernet. El diseño del sistema cumple con los estándares internacionales Modbus-RTU, Modbus-TCP y otros protocolos de transmisión, logrando una seguridad, confiabilidad y transparencia significativamente mejoradas. El sistema cuenta con funciones de señalización remota, telemetría, control remoto, ajuste remoto, configuración remota, alarma de eventos, curvas, gráficos de barras, informes y gestión de usuarios. Permite monitorear el estado de funcionamiento del sistema inalámbrico de medición de temperatura, lograr una respuesta rápida a las alarmas y prevenir fallas graves.
3.2 Lugares de aplicación
Es adecuado para el monitoreo de temperatura de equipos de energía en la omnipresente Internet de las cosas, plantas de acero, productos químicos, cemento, centros de datos, hospitales, aeropuertos, plantas de energía, minas de carbón y otras fábricas y minas, y estaciones de transformación y distribución de energía.
3.3 Estructura del sistema
Diagrama de la estructura del sistema de monitoreo de temperatura en línea
3.4 Funciones del sistema
El sistema de medición de temperatura Acrel-2000T está instalado en la sala de monitoreo de servicio y permite monitorear remotamente el estado de la temperatura de operación de todos los equipos de conmutación del sistema. El sistema tiene las siguientes funciones principales:
3.4.1 Visualización de temperatura
Muestra el valor en tiempo real de cada punto de medición de temperatura en el sistema de distribución de energía y también puede ver datos de forma remota a través de la aplicación WEB de la computadora o del teléfono móvil.
3.4.2 Curva de temperatura
Vea la curva de tendencia de temperatura de cada punto de medición de temperatura.
3.4.3 Ejecutar el informe
Consulta e imprime datos de temperatura en cada punto de medición de temperatura.
3.4.4 Alarma en tiempo real
El sistema puede emitir alarmas por temperaturas anormales en cada punto de medición. Cuenta con una función de alarma de voz en tiempo real que permite emitir alarmas de voz para cualquier evento. Los métodos de alarma incluyen ventanas emergentes, alarmas de voz, etc. También puede enviar mensajes de alarma por SMS/aplicación para avisar al personal de guardia con prontitud.
3.5 Configuración del hardware del sistema
El sistema de monitoreo de temperatura en línea se compone principalmente de sensores de temperatura y unidades de adquisición/visualización de temperatura en la capa de equipo, puertas de enlace de computación de borde en la capa de comunicación y hosts del sistema de medición de temperatura en la capa de control de la estación para realizar el monitoreo de temperatura en línea de partes eléctricas clave del sistema de transformación y distribución de energía.
Referencias:
[1] Manual de diseño y aplicación de microrredes empresariales de Acrel. Versión 2022.05
Hora de publicación: 06-05-2025