Penerapan sistem pengukuran suhu nirkabel pada peralatan listrik tegangan tinggi tambang batubara

Telp: +86 18702111813 Email: shelly@acrel.cn

Arel Co,. Ltd.

Abstrak: Dengan terus berkembangnya ekonomi kerakyatan, sistem ketenagalistrikan bergerak ke arah tegangan tinggi dan kapasitas tinggi. Teknologi dan peralatan baru dalam sistem tenaga listrik bermunculan tanpa henti, dan kapasitas transmisi tenaga listrik terus meningkat. Namun, beban listrik bertegangan tinggi yang dibawa oleh peralatan listrik bertegangan tinggi juga menjadikan kenaikan suhunya sendiri sebagai penyebab yang mengancam stabilitas. dari jaringan listrik. Suhu peralatan telah menjadi parameter penting untuk kestabilan pengoperasian peralatan transmisi daya di jaringan listrik saat ini. Berdasarkan alasan kenaikan suhu peralatan listrik tegangan tinggi, artikel ini menganalisis struktur dan penerapan sistem pengukuran suhu nirkabel, menganalisis kelebihan dan kekurangan penerapannya, dan memberikan contoh penerapan untuk memberikan referensi bagi stabilitas operasi dan pengembangan sistem tenaga listrik negara kita.

Kata kunci: Sistem pengukuran suhu nirkabel; peralatan listrik tegangan tinggi; keuntungan dan kerugian

Peralatan listrik tegangan tinggi dalam sistem tenaga negara kita memiliki berbagai titik sambungan, seperti sambungan sakelar terisolasi, simpul busbar, dll. Karena masalah kualitas dalam proses manufaktur atau keselamatan, banyak perangkat akan mengalami masalah kontak yang buruk dan a resistensi besar akan dihasilkan selama penggunaan, mengakibatkan masalah kenaikan suhu.

1.Alasan kenaikan suhu peralatan listrik tegangan tinggi

Penerapan sistem pengukuran suhu tidak terlepas dari analisis penyebab masalah kenaikan suhu. Yang pertama adalah masalah mutu dan pemasangan peralatan listrik tegangan tinggi itu sendiri, terutama pada sambungan baut peralatan. Apakah titik sambungan bertemu standar, dan apakah kekencangannya memenuhi standar semuanya mempengaruhi kekuatan resistansi. Banyak sambungan peralatan akan mengalami masalah yang tidak rata dan kasar selama pemasangan. Penggilingan yang tidak memadai juga akan menyebabkan peningkatan resistensi dan kontak yang buruk, yang akan mempengaruhi penggunaan peralatan dan membuat masalah kenaikan suhu menjadi jelas. Kedua, perlindungan yang ceroboh selama pengangkutan peralatan listrik bertegangan tinggi akan menyebabkan benturan, yang mengakibatkan deformasi titik sambungan. atau bagian-bagian penting, sehingga mengakibatkan kontak yang buruk. Ketiga, permukaan logam dari peralatan listrik bertegangan tinggi itu sendiri rentan terhadap reaksi korosi atau oksidasi, dan masalah pada permukaan peralatan juga akan mempengaruhi kontak peralatan tersebut. Lingkungan kerja yang buruk pada beberapa peralatan listrik, seperti suhu tinggi, hujan, salju, dan angin kencang, akan mempercepat penuaan peralatan itu sendiri, menyebabkan masalah kenaikan suhu yang serius. Keempat, faktor eksternal mempengaruhi buruknya kontak pada sambungan peralatan. . Banyak lokasi pengoperasian peralatan yang relatif rumit, dan berbagai tautan seperti pemasangan, penggunaan, dan pemeliharaan peralatan juga rentan terhadap kesalahan, mengakibatkan kontak yang buruk pada banyak konektor kabel dan sakelar isolasi, serta masalah kenaikan suhu yang serius. Kelima, peralatan berada di bawah tekanan beban tinggi untuk waktu yang lama. Peralatan listrik tegangan tinggi itu sendiri membawa transmisi dan penerapan listrik tegangan tinggi. Jika arus terlalu besar dan melebihi daya dukung peralatan, ditambah dengan efek termal dari arus itu sendiri, suhu peralatan akan meningkat dengan cepat.

Dalam pengoperasian peralatan sebenarnya, lima masalah di atas akan terjadi pada sambungan pemutus sirkuit, pemutus konektor, sambungan kabel, busing dan batang bus, dll. Area ini memiliki banyak kesalahan dan rentan terhadap masalah kenaikan suhu. Dalam inspeksi dan pemeliharaan harian, staf harus fokus pada inspeksi dan pemeliharaan. Selama inspeksi peralatan, pengukuran suhu perangkat tidak hanya dapat memahami status perangkat selama penggunaan, tetapi juga mendeteksi panas berlebihan yang dihasilkan oleh perangkat dengan tepat waktu. kontak atau beban berlebih. Dalam keadaan terisi, karena pengaruh arus dan panas, wajar jika suhu internal lebih tinggi dari suhu dunia luar, namun perubahan panas disebabkan oleh kegagalan peralatan itu sendiri atau kebutuhan beban yang berlebihan untuk diawasi secara ketat. Masalah kenaikan suhu ini akan memperparah penuaan peralatan, sehingga mengurangi umur peralatan, bahkan dapat menyebabkan peralatan terbakar. Oleh karena itu, sangat perlu diterapkan sistem pengukuran suhu pada peralatan listrik bertegangan tinggi.

Di Tiongkok, metode pengukuran suhu yang paling banyak digunakan untuk peralatan listrik bertegangan tinggi adalah metode chip lilin tampilan suhu, metode pengukuran suhu inframerah, metode pengukuran suhu serat optik, dan sistem pengukuran suhu nirkabel. Baik metode tampilan suhu maupun termometer inframerah dioperasikan secara manual. , dan data tidak dapat dikumpulkan secara real time. Melalui pengukuran serat optik, dapat diperoleh hasil pengukuran secara real-time. Namun, dalam kasus tegangan tinggi dan rendah, faktor lingkungan tidak dapat sepenuhnya diisolasi, dan tidak dapat memenuhi persyaratan spesifikasi instrumentasi listrik untuk instrumen tegangan tinggi. Selain itu, ketika dipasang di dalam kabinet, pemasangannya juga memiliki kendala besar karena masalah seperti serat optik tidak tahan terhadap suhu tinggi dan pemasangan kabel yang sulit. Teknologi pengukuran suhu nirkabel yang ada terutama bergantung pada mode transmisi nirkabel saat ini. untuk mengatasi masalah sambungan dan perlekatan loop primer dan sekunder, sehingga meningkatkan keamanan penggunaan daya tegangan tinggi.

2. Analisis struktur sistem pengukuran suhu nirkabel dan aplikasi peralatan

Komposisi sistem pengukuran suhu nirkabel dapat dibagi menjadi bagian sensor suhu dan bagian tampilan hasil pemantauan suhu dan analisis, serta perangkat keras dan perangkat lunak sistem. Struktur sistem pengukuran suhu nirkabel untuk daya tegangan tinggi peralatan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1 biasanya dipasang dengan sensor suhu di persimpangan lemari sakelar, sambungan kabel, sekering, dll. Untuk memastikan keakuratan pengukuran, sensor biasanya berada pada posisi tegangan yang sama dengan benda uji, dan kemudian sinyal yang dikumpulkan ditransmisikan dan ditampilkan menggunakan teknologi nirkabel. Untuk menjamin keamanan pengukuran suhu, bagian kerja tegangan tinggi dan tegangan rendah diisolasi untuk mencegah kebocoran dan kecelakaan lainnya. Biasanya, beberapa saluran disediakan di permukaan luar. peralatan kerja untuk pemantauan waktu nyata dan pemrosesan data di beberapa lokasi. Kemudian data yang diterima oleh penerima dikirimkan ke komputer melalui port serial atau paralel, dan dianalisis serta diproses oleh program yang telah diprogram sebelumnya.

Gambar 1 Diagram skema struktur sistem pengukuran suhu nirkabel untuk peralatan listrik tegangan tinggi

2.1 Sensor suhu

Fungsi sensor suhu adalah mengubah sinyal suhu menjadi sinyal listrik. Biasanya digunakan pengukur termokopel Pt100, dan akurasi pengukurannya bisa mencapai 0,1 derajat Celcius. Sensor arus miniatur fluks nol juga dapat digunakan, yang juga memiliki nilai aplikasi tinggi. Secara teknis, sensor magnetik memilih Permalloy dengan kerugian rendah sebagai inti besi, dan menggunakan teknologi tekanan negatif khusus dan sarana perlindungan untuk mewujudkan kompensasi otomatis untuk arus listrik. inti besi, sehingga inti besi berada dalam kondisi kerja ideal fluks magnet nol. Selain alat pengukur suhu, sensor suhu nirkabel juga dilengkapi dengan catu daya, rangkaian pengukuran, rangkaian kontrol logika, dan rangkaian komunikasi radio. pada frekuensi tertentu. Untuk beradaptasi dengan kondisi kerja yang lebih tinggi, umumnya dikemas dalam tabung heat-shrinkable bersuhu tinggi dan bertekanan tinggi, dan memiliki sifat tahan air dan tahan debu tertentu untuk memastikan penggunaan jangka panjang. Sejak area kerja Peralatan pengukur suhu nirkabel biasanya berukuran kecil, ukurannya harus diperkecil sebanyak mungkin untuk memenuhi kondisi kerja selama penggunaan. Saat menggunakan sensor suhu, kawat perekatan tahan panas atau teknologi perekatan dapat digunakan untuk menggabungkan elemen peka panas dengan permukaan benda, tetapi harus berhati-hati untuk menjaga titik kontak tetap dekat untuk mengurangi kesalahan pengukuran. Sensor suhu nirkabel harus memiliki jangkauan kerja linier yang luas. Biasanya, elemen penginderaan suhu -55~130 derajat Celcius dipilih, dan sensor suhu dipilih sesuai dengan persyaratan akurasi pengukuran dan kesalahan pengukuran dalam berbagai kondisi kerja.

2.2 Detektor Suhu Nirkabel

Sistem detektor suhu nirkabel memiliki beberapa saluran penerima, yang dapat memproses dan menampilkan beberapa titik pengukuran berbeda secara real time. Terdapat fungsi penilaian dan penanganan kesalahan dalam detektor suhu nirkabel. Zona aman ditetapkan terlebih dahulu oleh staf, dan informasi yang dikumpulkan dibandingkan dengan ambang batas yang ditetapkan oleh detektor suhu nirkabel. Jika suhu melebihi ambang batas, ia akan masuk ke modul pemrosesan kesalahan dan mengeluarkan teks peringatan, dan mengeluarkan serangkaian tingkat tinggi dan rendah untuk memulai sinyal dan suara alarm. Selain fungsi deteksi dan alarm dasar, suhu nirkabel detektor juga memiliki kemampuan untuk mengirimkan informasi. Ini dapat dihubungkan ke komputer melalui jalur data atau chip komunikasi port serial/paralel, dan karyawan dapat memantau beberapa sakelar dan bagian kontak secara real time, dan mengontrol status pengoperasiannya, sehingga dapat menemukan masalah keselamatan yang ada secara tepat waktu.

2.3 Sistem pemantauan suhu waktu nyata

Dibandingkan dengan fasilitas perangkat keras seperti sensor dan detektor yang disebutkan di atas, sistem pemantauan suhu waktu nyata lebih condong ke sistem perangkat lunak dalam sistem pengukuran suhu nirkabel. Sistem pemantauan suhu waktu nyata adalah integrasi dari suhu nirkabel secara keseluruhan operasi perangkat keras pengukuran, pemrosesan data, pengumpulan sinyal dan fungsi lainnya. Ia berkomunikasi dengan staf melalui antarmuka klien dan mengunggah serta mengeluarkan instruksi. Untuk mengurangi intensitas tenaga kerja operator, pekerja teknis telah mengembangkan sistem pemantauan suhu waktu nyata yang memenuhi uraian di atas, untuk menganalisis dan memproses suhu hasil pengukuran bagian perangkat keras. Sistem pemantauan suhu waktu nyata memiliki fungsi tampilan suhu, penyimpanan data, analisis dan perbandingan data historis, peringatan kesalahan, analisis kesalahan, analisis status pengoperasian peralatan, dll., dan dapat mengintegrasikan dan melengkapi fungsi bagian perangkat keras. Dalam desain sistem pemantauan suhu waktu nyata, beberapa metode desain modular dapat digunakan untuk pekerjaan pemrosesan data redundan, dan setiap unit modul didekomposisi sesuai fungsinya, dan data disimpan dan diproses berdasarkan kategori. Metode desain modular ini dapat membuat sistem pemantauan suhu waktu nyata memiliki penerapan dan keamanan yang lebih tinggi. Sistem pemantauan suhu waktu nyata dapat membantu pekerja teknis mengumpulkan, mengekstrak, membandingkan, dan menganalisis data dalam jumlah besar, dan dapat melaporkan berbagai kondisi abnormal secara waktu nyata sesuai dengan suhu berbeda dari peralatan berbeda untuk memastikan pengoperasian normal berbagai perangkat. Pada saat yang sama, sistem pemantauan suhu waktu nyata juga memiliki operasi matematika dan kinerja visualisasi yang baik, yang dapat menampilkan data periode tertentu sebagai bagan dan menandai data tersebut untuk memudahkan pemeliharaan selanjutnya.

3. Keuntungan dan kerugian sistem pengukuran suhu nirkabel yang diterapkan pada peralatan listrik bertegangan tinggi

3.1 Keuntungan teknis sistem pengukuran suhu nirkabel yang diterapkan pada peralatan listrik

Dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, sistem pengukuran suhu nirkabel telah mengalami banyak peningkatan dan pembaruan, kinerjanya menjadi semakin kuat, dan pemantauan suhu menjadi semakin akurat. Konstruksi daya saat ini memerlukan sistem pengukuran suhu nirkabel untuk menjadi lebih real-time dan akurat, terutama untuk peralatan listrik bertegangan tinggi. Sistem pengukuran suhu nirkabel juga terus disesuaikan dengan penerapan peralatan listrik bertegangan tinggi. Dalam hal penerimaan sinyal, sistem pengukuran suhu nirkabel memperluas frekuensi sinyal yang lebih tinggi berdasarkan karakteristik peralatan listrik bertegangan tinggi, yang memiliki stabilitas yang baik. dan tidak mudah terganggu oleh faktor eksternal. Teknologi komunikasi nirkabel digunakan dalam transmisi sinyal, yang relatif sederhana, konsumsi dan biaya energi yang rendah, serta dapat dianalisis dan diproses sesuai dengan data yang diterima, dan status kerja instrumen dapat dipantau secara real time tanpa terpengaruh oleh batasan kondisi cuaca. Suhu instrumen dapat dipantau secara real time untuk menghindari deteksi yang terlewat. Pada saat yang sama, alarm suhu berlebih pada perangkat dapat diatur sesuai dengan kebutuhan pengguna, dan operator dapat diingatkan tentang lokasi peralatan tertentu melalui suara dan sinyal.

3.2 Kurangnya penerapan sistem pengukuran suhu nirkabel pada peralatan listrik

Pengukuran suhu peralatan listrik tegangan tinggi menggunakan sistem pengukuran suhu nirkabel mengurangi intensitas kerja inspeksi operator gardu induk dan pada saat yang sama meningkatkan kinerja keselamatan peralatan. Namun, terdapat juga kekurangan tertentu dalam sistem pengukuran suhu nirkabel di penggunaan sebenarnya. Pertama-tama, sistem pengukuran suhu nirkabel adalah teknologi aktif, yang memerlukan baterai internal untuk catu daya. Ketika baterai habis, sistem pengukuran suhu nirkabel akan mati secara otomatis, dan staf tidak dapat melihat suhu perangkat, dan hanya dapat memulihkan koneksi dengan memutus saluran untuk mengganti baterai, akibatnya, jumlah peralihan operasi dan pemadaman listrik yang tidak direncanakan di gardu induk meningkat pesat. Untuk mengatasi masalah ini, kita dapat meningkatkan teknologi, mengganti baterai internal dengan catu daya pasif, dan menggunakan gelombang elektromagnetik yang dihasilkan oleh arus titik tetap sebagai daya, sehingga keandalan seluruh sistem telah ditingkatkan. Kedua, beberapa indikator kontrol suhu perangkat catu daya sering kali gagal dalam aplikasi praktis. Pada awalnya dinilai bahwa baterai sensor pengukuran suhu nirkabel tidak mencukupi. Setelah listrik mati dan penggantian sensor pengukuran suhu nirkabel, fenomena ini masih ada. Dalam hal ini, perlu untuk mendeteksi lokasi, men-debug pemasangan ujung penerima, memperpendek jarak antara titik pengukuran suhu dan suhu nirkabel sistem pengukuran, dan hindari situasi ini. Selain itu, sensor suhu nirkabel dengan teknologi aktifnya sendiri tidak dapat menggantikan baterai. Jika terdeteksi baterai tidak cukup, sensor nirkabel harus diganti. Hal ini tidak hanya akan meningkatkan biaya pemeliharaan instrumen, namun juga menyebabkan konsumsi sumber daya peralatan.

4. Contoh aplikasi sistem pengukuran suhu nirkabel

Dibandingkan dengan teknologi sistem pengukuran suhu nirkabel asing, perkembangan teknologi pengukuran suhu dalam negeri relatif tertinggal, namun karena perhatian terus menerus dari industri dalam negeri dalam beberapa tahun terakhir, investasi, tenaga kerja dan sumber daya material di bidang ini telah ditingkatkan. Dalam industri ketenagalistrikan banyak terdapat perangkat peralatan bantu, terutama peralatan monitoring pengoperasian tenaga listrik. Artinya, ketika saluran berjalan pada beban tertentu atau suhu tinggi, perangkat tersebut akan secara otomatis menghentikan pasokan listrik untuk menghindari kecelakaan. Produk baru yang praktis ini adalah sebagian besar digunakan pada peralatan listrik bertegangan tinggi, dan antarmukanya sudah terpasang sebelumnya dan tidak dapat diganti. Meskipun akan mengurangi timbulnya hambatan sampai batas tertentu, namun mudah menyebabkan kegagalan karena pekerjaan jangka panjang, yang akan meningkatkan ketahanan perangkat itu sendiri dan meningkatkan panas selama pengoperasian. Sehingga dalam jangka waktu yang lama mudah menimbulkan kecelakaan keselamatan, membahayakan kesehatan pribadi dan harta benda orang. Menanggapi situasi ini, beberapa perusahaan dalam negeri telah menerapkan teknologi pengukuran suhu nirkabel untuk produksi listrik. Dengan popularitas teknologi ini, kini banyak digunakan tidak hanya di industri ketenagalistrikan, tetapi juga di industri lain yang memiliki masalah kenaikan suhu.

5. Skenario penerapan

Alat pengukur suhu online kontak listrik cocok untuk pemantauan suhu sambungan kabel di lemari sakelar tegangan tinggi dan rendah, kontak pemutus sirkuit, sakelar pisau, kepala perantara kabel tegangan tinggi, transformator tipe kering, peralatan tegangan rendah dan arus tinggi . Hal ini dapat mencegah potensi bahaya keselamatan yang disebabkan oleh resistensi kontak dan pemanasan yang berlebihan akibat oksidasi, kelonggaran, debu, dan faktor lainnya selama pengoperasian, sehingga meningkatkan keselamatan peralatan, mencerminkan status pengoperasian peralatan secara tepat waktu, terus menerus, dan akurat, serta mengurangi tingkat kecelakaan peralatan.

6. Konfigurasi perangkat keras sistem

7. Kesimpulan

Karena pengembangan berkelanjutan dari sensor, komunikasi data nirkabel, penambangan data, dan teknologi lainnya, sistem pemantauan suhu listrik tegangan tinggi secara real-time akan menjadi lebih ilmiah. Dengan penerapan dan mempopulerkan sistem pengukuran suhu nirkabel, industri listrik negara kita juga lebih stabil dan aman, dan kemajuan teknologinya telah berkontribusi pada pembangunan negara kita.

Referensi:

[1] Manual Desain dan Aplikasi Acrel Enterprise Microgrid. Versi 2022.05

Sistem pemantauan suhu online terutama terdiri dari sensor suhu dan unit akuisisi/tampilan suhu pada lapisan peralatan, gerbang komputasi tepi pada lapisan komunikasi, dan host sistem pengukuran suhu pada lapisan kontrol stasiun untuk mewujudkan pemantauan suhu online. bagian kelistrikan utama dari transformasi tenaga dan sistem distribusi.