Sammendrag: Høyspenningsbryteranlegget er et viktig elektrisk utstyr i transformatorstasjonen. Det har den doble funksjonen å lukke og frakoble kraftledninger og beskytte systemets sikkerhet. Høyspenningsbryteranlegget opererer i et miljø med høy spenning, stor strøm og sterke magnetfelt over lengre tid. Oksidasjon og kontaktmotstand fører ofte til at kontaktene varmes opp og temperaturen blir for høy. Hvis det ikke oppdages og håndteres i tide, kan det forårsake alvorlige ulykker som branner, strømbrudd osv. Derfor har problemet med sanntidstemperaturovervåking i høyspenningsbryterskap blitt et presserende problem som må løses i kraftsystemet. Artikkelen om praktiske problemstillinger foreslår entrådløst temperaturmålingssystemfor høyspenningsbryterskap basert på en enkeltbrikke-mikrodatamaskin. Systemet har egenskapene enkel struktur, temperaturmåling og høy nøyaktighet.
Nøkkelord: høyspenningsbryteranlegg; trådløst temperaturmålingssystem
Introduksjon
Med den raske utviklingen av folks økonomi blir etterspørselen etter elektrisk energi fra alle samfunnslag stadig høyere. Derfor er sikker og pålitelig drift av kraftutstyr en viktig del av sikkerheten til strømnettet. Høyspenningsbryteranlegg er et av de viktigste utstyret i transformatorstasjoner. De fleste høyspenningsbryteranlegg har en lukket struktur og har dårlige varmespredningsforhold. Når utstyret er i drift over lengre tid, er kontaktene i bryteranlegget utsatt for varme, noe som fører til at komponentene eldes og forårsaker branner. Ulykker Derfor har fenomenet med intern overoppheting i lukkede høyspenningsbryterskap blitt et vanlig problem i bryterskap.
1. Metode for å detektere intern kontakttemperatur i høyspenningsbryteranlegg
For tiden overvåkes oppvarmingsforholdene til kontaktene inne i høyspenningsbryterskapet, og temperaturendringene kan registreres når som helst, slik at de kan håndteres raskt før de når farlige temperaturer, for å unngå sikkerhetsulykker. Vanlig brukte deteksjonsmetoder inkluderer hovedsakelig T-inspeksjon, måling av fargebrikker, måling av optisk fibertemperatur og måling av infrarød temperatur. Menneskelig inspeksjon er hovedsakelig avhengig av operatørens håndholdte røde N-termometer for å måle temperaturen inne i høyspenningsbryterskapet. På grunn av den lukkede strukturen til høyspenningsbryterskapet og blokkering av kretsene eller komponentene i skapet, blokkeres imidlertid temperaturen inne i bryterskapet. Som et resultat kan ikke det infrarøde termometeret måle temperaturdataene inne i skapet nøyaktig. Målemetoden for fargebrikker er basert på de forskjellige fargene på fargebrikken for å bestemme temperaturen inne i skapet. Denne metoden kan ikke nøyaktig gjenspeile temperaturen inne i skapet. Måling av optisk fibertemperatur bruker optisk fiber som temperatursensor og modulerer lysintensiteten som passerer gjennom den optiske fiberen gjennom temperaturendringer for å bestemme temperaturen. Det krever mer avansert utstyr som lyskilde, sende- og mottakerkretser. Den røde IN-temperaturmetoden bestemmer temperaturen på det målte målet ved å reagere på endringen i infrarød stråling. Denne temperaturmålingsmetoden har lav nøyaktighet. Basert på dette foreslår denne artikkelen et trådløst temperaturmålingssystem for høyspenningsbryterskap basert på en enkeltbrikke-mikrodatamaskin. Dette systemet har egenskapene nøyaktig temperaturmåling og enkel installasjon.
1. Overordnet systemdesign
2.1 Krav til systemdesign
Høyspenningsbryteranlegg er viktig utstyr i kraftsystemet. Det opererer i et miljø med sterk elektromagnetisk støy over lang tid og har høye krav til pålitelighet og stabilitet. Derfor, for det spesielle driftsmiljøet til høyspenningsbryteranlegg, bør overvåkingssystemet oppfylle følgende krav. (1) Det kan operere stabilt over lang tid uten hyppig batteribytte; (2) Det kan tilpasse seg komplekse elektromagnetiske støymiljøer; (3) Det er lite og enkelt å distribuere i kontaktposisjonen; (4) Systemet krever høy pålitelighet.
2.2 Overordnet systemdesignplan
Det trådløse temperaturmålingssystemet for høyspenningsbryterskap som er nevnt i denne artikkelen, består hovedsakelig av tre deler: en trådløs temperaturmålingsmodul, en håndklesamler og en vertsdatamaskinserver. Den trådløse temperaturmålingsmodulen er installert ved kontaktene i høyspenningsbryterskapet for å detektere kontakttemperaturen, og det detekterte temperatursignalet sendes trådløst til temperatursamleren. Temperatursamleren er koblet til vertsdatamaskinserveren via et kablet nettverk og overfører temperaturen til kontaktene i høyspenningsbryterskapet til vertsdatamaskinserveren i sanntid. Vertsdatamaskinen kan realisere høyspenningskobling. Den kan vise, lagre, varsle og spørre historiske data om skapets temperaturdata, og dermed fullføre deteksjon og tidlig varsling av elektrisk støttemperatur i høyspenningsbryterskapet.
Figur 1 Arkitektur for trådløst temperaturmålingssystem i høyspenningskoblingsskap
For temperaturinnsamlingsmodulen til den nedre datamaskinen består den hovedsakelig av en mikrodatamaskinkontrollmodul med én brikke, en temperatursensormodul, en trådløs sender-/mottakermodul og en strømforsyningsmodul. Strukturen er vist i figur 2.
Figur 2 Arkitektur for temperaturinnsamling
3. Acrel temperaturovervåkingssystemløsning på nett
3.1 Oversikt
Den elektriske kontaktens online temperaturmåleenhet er egnet for temperaturovervåking av kabelskjøter, sikringsbryterkontakter, knivbrytere, mellomliggende ender av høyspenningskabler, tørrtransformatorer, lavspennings- og høystrømsutstyr i høy- og lavspenningsbryterskap for å forhindre oksidasjon på grunn av oksidasjon under drift. Løshet, støv og andre faktorer forårsaker overdreven kontaktmotstand og oppvarming, noe som blir en sikkerhetsfare. Forbedre utstyrets sikkerhet, gjenspeile utstyrets driftsstatus i tide, kontinuerlig og nøyaktig, og redusere ulykkesraten for utstyr.
Det trådløse temperaturmålings- og overvåkingssystemet Acrel-2000T kommuniserer direkte med utstyret i bay-laget via RS485-bussen eller Ethernet. Systemdesignet følger den internasjonale standarden Modbus-RTU, Modbus-TCP og andre overføringsprotokoller, og sikkerhet, pålitelighet og åpenhet oppnås betraktelig forbedret. Systemet har fjernsignalering, telemetri, fjernkontroll, fjernjustering, fjerninnstilling, hendelsesalarm, kurve, søylediagram, rapport og brukeradministrasjonsfunksjoner. Det kan overvåke utstyrets driftsstatus for det trådløse temperaturmålingssystemet, oppnå rask alarmrespons og forhindre alvorlige feil.
3.2 Søknadssteder
Den er egnet for temperaturovervåking av kraftutstyr i det allestedsnærværende internettet til ting, stålverk, kjemikalier, sement, datasentre, sykehus, flyplasser, kraftverk, kullgruver og andre fabrikker og gruver, og krafttransformasjons- og distribusjonsstasjoner.
3.3 Systemstruktur
Strukturdiagram for temperaturovervåkingssystem på nett
3.4 Systemfunksjoner
Temperaturmålesystemet Acrel-2000T er installert i vaktrommet og kan eksternt overvåke driftstemperaturstatusen til alt koblingsutstyr i systemet. Systemet har følgende hovedfunksjoner:
3.4.1 Temperaturvisning
Viser sanntidsverdien for hvert temperaturmålepunkt i strømfordelingssystemet, og kan også se data eksternt via datamaskinens WEB-/mobiltelefonapp.
3.4.2 Temperaturkurve
Se temperaturtrendkurven for hvert temperaturmålepunkt.
3.4.3 Kjør rapporten
Spør og skriv ut temperaturdata ved hvert temperaturmålepunkt.
3.4.4 Sanntidsalarm
Systemet kan utstede alarmer for unormale temperaturer ved hvert temperaturmålepunkt. Systemet har en sanntids talealarmfunksjon, som kan utstede talealarmer for alle hendelser. Alarmmetodene inkluderer popup-vinduer, talealarmer osv. Det kan også sende alarmmeldinger via SMS/APP for å raskt minne personellet på vakt.
3.5 Konfigurasjon av systemmaskinvare
Temperaturovervåkingssystemet på nett består hovedsakelig av temperatursensorer og temperaturinnsamlings-/visningsenheter på utstyrslaget, kantdatabehandlingsportaler på kommunikasjonslaget og temperaturmålingssystemverter på stasjonskontrolllaget for å realisere online temperaturovervåking av viktige elektriske deler av krafttransformasjons- og distribusjonssystemet.
Referanser:
[1] Acrel Enterprise Microgrid Design and Application Manual. Versjon 2022.05
Publiseringstid: 06. mai 2025