Sammanfattning: Högspänningsställverket är en viktig elektrisk utrustning i transformatorstationen. Det har dubbla funktioner för att stänga och koppla från kraftledningar och skydda systemets säkerhet. Högspänningsställverket arbetar i en miljö med hög spänning, stor ström och starka magnetfält under lång tid. Oxidation och kontaktmotstånd gör ofta att kontakterna värms upp och temperaturen blir för hög. Om det inte upptäcks och åtgärdas i tid kan det orsaka allvarliga olyckor som bränder, strömavbrott etc. Därför har problemet med realtidstemperaturövervakning i högspänningsställverk blivit ett brådskande problem som måste lösas i kraftsystemet. Artikeln om praktiska frågor föreslår en...trådlöst temperaturmätningssystemför högspänningskopplingsskåp baserade på en enchipsmikrodator. Systemet har egenskaper som enkel struktur, temperaturmätning och hög noggrannhet.
Nyckelord: högspänningsställverk; trådlöst temperaturmätningssystem
Introduktion
Med den snabba utvecklingen av folkets ekonomi ökar efterfrågan på elektrisk energi från alla samhällsskikt. Därför är säker och tillförlitlig drift av kraftutrustning en viktig del av elnätets säkerhet. Högspänningsställverk är en av de viktigaste utrustningarna i transformatorstationer. De flesta högspänningsställverk har en sluten struktur och har dåliga värmeavledningsförhållanden. När utrustningen är i drift under lång tid är kontakterna i ställverket benägna att värmas upp, vilket gör att komponenterna åldras och orsakar bränder. Olyckor Därför har fenomenet med intern överhettning i högspänningsställverk med sluten struktur blivit ett vanligt problem i ställverk.
1. Metod för att detektera intern kontakttemperatur i högspänningsställverk
För närvarande övervakas uppvärmningsförhållandena för kontakterna inuti högspänningsställverket, och temperaturförändringarna kan avkännas när som helst, så att de kan hanteras snabbt innan de når farliga temperaturer, för att undvika säkerhetsolyckor. För närvarande inkluderar de vanligt förekommande detekteringsmetoderna huvudsakligen T-inspektion, mätning av färgchipstemperatur, mätning av optiska fibertemperaturer och infraröd temperaturmätning. Mänsklig inspektion förlitar sig huvudsakligen på operatörens handhållna röd-N-termometer för att mäta temperaturen inuti högspänningsställverket. På grund av högspänningsställverkets slutna struktur och blockering av kretsar eller komponenter i skåpet blockeras dock temperaturen inuti ställverket. Som ett resultat kan den infraröda termometern inte noggrant mäta temperaturdata inuti skåpet. Metoden för mätning av färgchipstemperatur baseras på de olika färgerna på färgchipet för att bestämma temperaturen inuti skåpet. Denna metod kan inte noggrant återspegla temperaturen inuti skåpet. Mätning av optiska fibertemperaturer använder optisk fiber som temperatursensor och modulerar ljusintensiteten som passerar genom den optiska fibern genom temperaturförändringar för att bestämma temperaturen. Det kräver avancerad utrustning såsom ljuskälla, sändnings- och mottagarkretsar. Röd IN-temperaturmetoden bestämmer temperaturen på det uppmätta målet genom att reagera på förändringar i infraröd strålning. Denna temperaturmätningsmetod har låg noggrannhet. Baserat på detta föreslår denna artikel ett trådlöst temperaturmätningssystem för högspänningskopplingsskåp baserat på en mikrodator med ett enda chip. Detta system har egenskaperna noggrann temperaturmätning och enkel installation.
1. Övergripande systemdesign
2.1 Krav på systemdesign
Högspänningsställverk är en viktig utrustning i kraftsystemet. Det arbetar i en miljö med starkt elektromagnetiskt brus under lång tid och har höga krav på tillförlitlighet och stabilitet. Därför bör övervakningssystemet uppfylla följande krav för den speciella driftsmiljön för högspänningsställverk. (1) Det kan fungera stabilt under lång tid utan frekvent batteribyte; (2) Det kan anpassa sig till komplexa elektromagnetiska brusmiljöer; (3) Det är litet och enkelt att installera vid kontaktpositionen; (4) Systemet kräver hög tillförlitlighet.
2.2 Övergripande systemdesignplan
Det trådlösa temperaturmätningssystemet för högspänningsskåp som nämns i den här artikeln består huvudsakligen av tre delar: en trådlös temperaturmätningsmodul, en handdukssamlare och en värddatorserver. Den trådlösa temperaturmätningsmodulen installeras vid kontakterna i högspänningsskåpet för att detektera kontakttemperaturen, och den detekterade temperatursignalen skickas trådlöst till temperatursamlaren. Temperatursamlaren är ansluten till värddatorservern via ett trådbundet nätverk och överför temperaturen på kontakterna i högspänningsskåpet till värddatorservern i realtid. Värddatorn kan realisera högspänningsomkoppling. Den kan visa, lagra, larma och fråga efter historiska data om skåpets temperaturdata, vilket slutför detektering och tidig varning av elstötstemperatur i högspänningsskåpet.
Figur 1 Arkitektur för trådlöst temperaturmätningssystem i högspänningskopplingsskåp
För temperaturmätningsmodulen i den nedre datorn består den huvudsakligen av en mikrodatorstyrmodul med ett enda chip, en temperatursensormodul, en trådlös sändtagarmodul och en strömförsörjningsmodul. Dess struktur visas i figur 2.
Figur 2 Arkitektur för temperaturmätning
3. Acrel temperaturövervakningssystem online-lösning
3.1 Översikt
Den elektriska kontakttemperaturmätaren online är lämplig för temperaturövervakning av kabelskarvar, brytarkontakter, knivbrytare, mellanliggande ändar av högspänningskablar, torrtransformatorer, lågspännings- och högströmsutrustning i hög- och lågspänningskopplingsskåp för att förhindra oxidation på grund av oxidation under drift. Glapphet, damm och andra faktorer orsakar överdrivet kontaktmotstånd och uppvärmning, vilket blir en säkerhetsrisk. Förbättra utrustningens säkerhet, återspegla utrustningens driftsstatus i tid, kontinuerligt och korrekt och minska utrustningens olycksfrekvens.
Det trådlösa temperaturmätnings- och övervakningssystemet Acrel-2000T kommunicerar direkt med utrustningen i bay-lagret via RS485-bussen eller Ethernet. Systemdesignen följer den internationella standarden Modbus-RTU, Modbus-TCP och andra överföringsprotokoll, och säkerhet, tillförlitlighet och öppenhet uppnås avsevärt förbättrade. Systemet har funktioner för fjärrsignalering, telemetri, fjärrkontroll, fjärrjustering, fjärrinställning, händelselarm, kurva, stapeldiagram, rapport och användarhantering. Det kan övervaka utrustningens driftstatus för det trådlösa temperaturmätningssystemet, uppnå snabb larmrespons och förhindra allvarliga fel.
3.2 Ansökningsplatser
Den är lämplig för temperaturövervakning av kraftutrustning i det allestädes närvarande internet of things, stålverk, kemikalier, cement, datacenter, sjukhus, flygplatser, kraftverk, kolgruvor och andra fabriker och gruvor, samt krafttransformations- och distributionsstationer.
3.3 Systemstruktur
Strukturdiagram för online-temperaturövervakningssystem
3.4 Systemfunktioner
Temperaturmätningssystemet Acrel-2000T är installerat i tjänstgöringsrummet och kan fjärrövervaka driftstemperaturen för all kopplingsutrustning i systemet. Systemet har följande huvudfunktioner:
3.4.1 Temperaturvisning
Visar realtidsvärdet för varje temperaturmätpunkt i kraftdistributionssystemet och kan även fjärrvisa data via datorns webb-/mobiltelefonapp.
3.4.2 Temperaturkurva
Visa temperaturtrendkurvan för varje temperaturmätpunkt.
3.4.3 Kör rapporten
Fråga efter och skriv ut temperaturdata vid varje temperaturmätpunkt.
3.4.4 Realtidslarm
Systemet kan utfärda larm vid onormala temperaturer vid varje temperaturmätpunkt. Systemet har en realtidsfunktion för röstlarm, som kan utfärda röstlarm för alla händelser. Larmmetoderna inkluderar popup-fönster, röstlarm etc. Det kan också skicka larmmeddelanden via SMS/APP för att omedelbart påminna personalen i tjänst.
3.5 Konfiguration av systemhårdvara
Online-temperaturövervakningssystemet består huvudsakligen av temperatursensorer och temperaturinsamlings-/visningsenheter på utrustningslagret, edge computing-gateways på kommunikationslagret och temperaturmätningssystemvärdar på stationskontrolllagret för att realisera online-temperaturövervakning av viktiga elektriska delar i krafttransformations- och distributionssystemet.
Referenser:
[1] Acrel Enterprise Microgrid Design and Application Manual. Version 2022.05
Publiceringstid: 6 maj 2025