Toepassing van een draadloos temperatuurmeetsysteem in hoogspanningsapparatuur in kolenmijnen

Tel: +86 18702111813 E-mail: shelly@acrel.cn

Acrel Co,. Ltd.

Abstract: Met de voortdurende ontwikkeling van de sociale economie beweegt het energiesysteem zich in de richting van hoge spanning en hoge capaciteit. Nieuwe technologieën en uitrusting van het energiesysteem ontstaan ​​in een eindeloze stroom, en de capaciteit voor energietransmissie blijft verbeteren. De hoogspanningsbelasting die door elektrische hoogspanningsapparatuur wordt gedragen, zorgt er echter ook voor dat de eigen temperatuurstijging de boosdoener is die de stabiliteit bedreigt. van het elektriciteitsnet. De temperatuur van apparatuur is een belangrijke parameter geworden voor de stabiele werking van krachtoverbrengingsapparatuur in het huidige elektriciteitsnet. Gebaseerd op de redenen voor de temperatuurstijging van elektrische hoogspanningsapparatuur, analyseert dit artikel de structuur en toepassing van het draadloze temperatuurmeetsysteem, analyseert de voor- en nadelen van de toepassing ervan en biedt toepassingsvoorbeelden als referentie voor de stabiele werking en ontwikkeling van het energiesysteem van ons land.

Trefwoord: Draadloos temperatuurmeetsysteem; elektrische hoogspanningsapparatuur; voor-en nadelen

De elektrische hoogspanningsapparatuur in het elektriciteitssysteem van ons land heeft een verscheidenheid aan aansluitpunten, zoals geïsoleerde schakelverbindingen, railknooppunten, enz. Vanwege kwaliteitsproblemen in het fabricage- of veiligheidsproces zullen veel apparaten slechte contactproblemen hebben en een Tijdens het gebruik zal er een grote weerstand worden gegenereerd, wat resulteert in problemen met de temperatuurstijging.

1. Redenen voor de temperatuurstijging van elektrische hoogspanningsapparatuur

De toepassing van het temperatuurmeetsysteem is onlosmakelijk verbonden met de analyse van de oorzaak van het temperatuurstijgingsprobleem. De eerste zijn de kwaliteits- en installatieproblemen van elektrische hoogspanningsapparatuur zelf, vooral bij de verbindingen van apparatuurbouten. Of de verbindingspunten samenkomen de normen en of de dichtheid aan de normen voldoet, hebben allemaal invloed op de sterkte van de weerstand. Veel apparatuurverbindingen zullen tijdens de installatie ongelijkmatige en ruwe problemen ondervinden. Onvoldoende slijpen zal ook leiden tot verhoogde weerstand en slecht contact, wat het gebruik van de apparatuur zal beïnvloeden en het probleem van de temperatuurstijging duidelijk zal maken. Ten tweede zal onzorgvuldige bescherming tijdens het transport van elektrische hoogspanningsapparatuur stoten veroorzaken, wat resulteert in vervorming van verbindingspunten of belangrijke onderdelen, wat resulteert in slecht contact. Ten derde is het metalen oppervlak van elektrische hoogspanningsapparatuur zelf gevoelig voor corrosie- of oxidatiereacties, en problemen op het oppervlak van de apparatuur zullen ook het contact van de apparatuur beïnvloeden. De slechte werkomgeving van sommige elektrische apparatuur, zoals hoge temperaturen, regen, sneeuw en harde wind, zal de veroudering van de apparatuur zelf versnellen, waardoor ernstige problemen met de temperatuurstijging ontstaan. Ten vierde beïnvloeden externe factoren een slecht contact bij de aansluiting van de apparatuur . Veel bedieningslocaties voor apparatuur zijn relatief ingewikkeld en diverse koppelingen, zoals de installatie, het gebruik en het onderhoud van apparatuur, zijn ook gevoelig voor fouten, wat resulteert in slecht contact van veel kabelconnectoren en scheidingsschakelaars en ernstige problemen met de temperatuurstijging. Ten vijfde is de apparatuur onder hoge belastingsdruk gedurende lange tijd. De elektrische hoogspanningsapparatuur zelf verzorgt de transmissie en toepassing van hoogspanningselektriciteit. Zodra de stroom te groot is en de draagkracht van de apparatuur overschrijdt, in combinatie met het thermische effect van de stroom zelf, zal de temperatuur van de apparatuur snel stijgen.

Bij daadwerkelijke werking van de apparatuur zullen de bovengenoemde vijf problemen optreden bij de verbindingen van stroomonderbrekers, scheiders, kabelverbindingen, doorvoeren en stroomrails, enz. Deze gebieden hebben veel fouten en zijn gevoelig voor problemen met temperatuurstijging. Bij de dagelijkse inspectie en onderhoud moet het personeel zich concentreren op inspectie en onderhoud. Tijdens de inspectie van de apparatuur kan de temperatuurmeting van het apparaat niet alleen de status van het apparaat tijdens gebruik begrijpen, maar ook tijdig de overmatige hitte detecteren die wordt gegenereerd door slechte contact of overmatige belasting. In geladen toestand is het, als gevolg van de invloed van stroom en warmte, normaal dat de interne temperatuur hoger is dan die van de buitenwereld, maar de warmte verandert als gevolg van het falen van de apparatuur zelf of overmatige belastingsbehoeften nauwlettend in de gaten te houden. Dit temperatuurstijgingsprobleem zal de veroudering van de apparatuur verergeren, waardoor de levensduur van de apparatuur wordt verkort, en kan er zelfs voor zorgen dat de apparatuur doorbrandt. Daarom is het zeer noodzakelijk om een ​​temperatuurmeetsysteem toe te passen op elektrische hoogspanningsapparatuur.

In China zijn de meest gebruikte temperatuurmeetmethoden voor hoogspanningsapparatuur de temperatuurweergave-waschipmethode, de infraroodtemperatuurmeetmethode, de optische vezeltemperatuurmeetmethode en het draadloze temperatuurmeetsysteem. Zowel de temperatuurweergavemethode als de infraroodthermometer worden handmatig bediend. en de gegevens kunnen niet in realtime worden verzameld. Door middel van optische vezelmetingen kunnen realtime meetresultaten worden verkregen. In het geval van hoog- en laagspanning kan het echter omgevingsfactoren niet volledig isoleren en kan het niet voldoen aan de eisen van elektrische instrumentatiespecificaties voor hoogspanningsinstrumenten. Bovendien zijn er bij installatie in de kast ook grote obstakels voor de installatie ervan vanwege problemen zoals de optische vezel die niet bestand is tegen hoge temperaturen en de bedrading moeilijk is. De bestaande technologie voor draadloze temperatuurmeting is voornamelijk afhankelijk van de huidige draadloze transmissiemodus om de verbindings- en bevestigingsproblemen van de primaire en secundaire lussen te overwinnen, waardoor de veiligheid van het gebruik van hoogspanningsstroom wordt verbeterd.

2. Analyse van de structuur van het draadloze temperatuurmeetsysteem en de toepassing van de apparatuur

De samenstelling van het draadloze temperatuurmeetsysteem kan worden onderverdeeld in het temperatuursensorgedeelte en het temperatuurbewakingsresultaatweergave- en analysegedeelte, evenals de hardware en software van het systeem. De structuur van het draadloze temperatuurmeetsysteem voor hoogspanningsvermogen apparatuur zoals weergegeven in figuur 1 wordt meestal geïnstalleerd met temperatuursensoren op de kruising van schakelkasten, kabelverbindingen, zekeringen, enz. Om de nauwkeurigheid van de meting te garanderen, bevindt de sensor zich meestal op dezelfde spanningspositie als het testobject. en vervolgens wordt het verzamelde signaal verzonden en weergegeven met behulp van draadloze technologie. Om de veiligheid van de temperatuurmeting te garanderen, zijn de werkende delen met hoge spanning en lage spanning geïsoleerd om lekkage en andere ongelukken te voorkomen. Meestal zijn er meerdere kanalen op het buitenoppervlak aanwezig van de werkapparatuur voor realtime monitoring en gegevensverwerking van meerdere locaties. Vervolgens worden de door de ontvanger ontvangen gegevens via de seriële of parallelle poort naar de computer verzonden en door het voorgeprogrammeerde programma geanalyseerd en verwerkt.

Figuur 1 Schematisch diagram van de structuur van het draadloze temperatuurmeetsysteem voor hoogspanningsapparatuur

2.1 Temperatuursensor

De functie van de temperatuursensor is om het temperatuursignaal om te zetten in een elektrisch signaal. Meestal wordt een Pt100-thermokoppelmeter gebruikt en de meetnauwkeurigheid kan 0,1 graden Celsius bereiken. Er kan ook een nul-flux miniatuurstroomsensor worden gebruikt, die ook een hoge toepassingswaarde heeft. Technisch gesproken kiest de magnetische sensor Permalloy met laag verlies als ijzeren kern en gebruikt speciale onderdruktechnologie en beschermingsmiddelen om automatische compensatie voor de ijzeren kern, zodat de ijzeren kern zich in de ideale werkconditie bevindt zonder magnetische flux. Naast het temperatuurmeetapparaat bevat de draadloze temperatuursensor ook een voeding, een meetcircuit, een logisch regelcircuit en een radiocommunicatiecircuit met een specifieke frequentie. Om zich aan te passen aan hogere werkomstandigheden, wordt het over het algemeen verpakt in hittekrimpbare buizen voor hoge temperaturen en hoge druk, en heeft het bepaalde waterdichte en stofdichte eigenschappen om langdurig gebruik te garanderen. Sinds het werkgebied van draadloze temperatuurmeetapparatuur is meestal klein, de omvang ervan moet zoveel mogelijk worden verkleind om aan de werkomstandigheden tijdens gebruik te voldoen. Bij gebruik van een temperatuursensor kan hittebestendige lijmdraad of lijmtechnologie worden gebruikt om het warmtegevoelige element te combineren met het oppervlak van het object, maar er moet voor worden gezorgd dat de contactpunten dichtbij zijn om meetfouten te verminderen. De draadloze temperatuursensor moet een breed lineair werkbereik hebben. Meestal wordt een temperatuursensorelement van -55 ~ 130 graden Celsius geselecteerd en wordt de temperatuursensor geselecteerd op basis van de vereisten van meetnauwkeurigheid en meetfouten onder verschillende werkomstandigheden.

2.2 Draadloze temperatuurdetector

Het draadloze temperatuurdetectorsysteem heeft meerdere ontvangstkanalen, die meerdere verschillende meetpunten in realtime kunnen verwerken en weergeven. Er zijn beoordelings- en foutafhandelingsfuncties in de draadloze temperatuurdetector. Het personeel stelt vooraf een veiligheidszone in en de verzamelde informatie wordt door de draadloze temperatuurdetector vergeleken met de ingestelde drempel. Als de temperatuur de drempel overschrijdt, zal deze de foutverwerkingsmodule binnengaan en de waarschuwingstekst uitvoeren, en een reeks hoge en lage niveaus uitvoeren om het alarmsignaal en -geluid te starten. Naast de basisdetectie- en alarmfuncties, de draadloze temperatuur detector heeft ook de mogelijkheid om informatie te verzenden. Het kan worden aangesloten op een computer via een datalijn of een communicatiechip met seriële/parallelle poort, en werknemers kunnen meerdere schakelaars en contactonderdelen in realtime bewaken en hun bedrijfsstatus controleren, om bestaande veiligheidsproblemen op tijd te ontdekken.

2.3 Realtime temperatuurbewakingssysteem

Vergeleken met de bovengenoemde hardwarefaciliteiten zoals sensoren en detectoren, is het realtime temperatuurbewakingssysteem meer geneigd tot het softwaresysteem in het draadloze temperatuurmeetsysteem. Het realtime temperatuurbewakingssysteem is de integratie van de algehele draadloze temperatuur werking van meethardware, gegevensverwerking, signaalverzameling en andere functies. Het communiceert met het personeel via de clientinterface en uploadt en geeft instructies uit. Om de arbeidsintensiteit van operators te verminderen, hebben technische medewerkers een realtime temperatuurbewakingssysteem ontwikkeld dat aan de bovenstaande beschrijving voldoet, om de temperatuur te analyseren en te verwerken meetresultaten van het hardwaregedeelte. Het realtime temperatuurbewakingssysteem heeft de functies temperatuurweergave, gegevensopslag, historische gegevensanalyse en vergelijking, foutwaarschuwing, foutanalyse, analyse van de werkingsstatus van apparatuur, enz., en het kan integreren en aanvullen de functies van het hardwaregedeelte. Bij het ontwerp van het realtime temperatuurbewakingssysteem kunnen enkele modulaire ontwerpmethoden worden gebruikt voor de redundante gegevensverwerkingswerkzaamheden, en elke module-eenheid wordt ontleed op basis van de functie, en de gegevens worden opgeslagen en verwerkt per categorie. Deze modulaire ontwerpmethode kan ervoor zorgen dat het realtime temperatuurbewakingssysteem een ​​hogere toepasbaarheid en veiligheid heeft. Het realtime temperatuurbewakingssysteem kan technische medewerkers helpen bij het verzamelen, extraheren, vergelijken en analyseren van een grote hoeveelheid gegevens, en kan verschillende abnormale omstandigheden in realtime rapporteren op basis van verschillende temperaturen van verschillende apparatuur om de normale werking van verschillende apparaten te garanderen. Tegelijkertijd heeft het realtime temperatuurbewakingssysteem ook goede wiskundige werkings- en visualisatieprestaties, die de gegevens van een bepaalde periode als een grafiek kunnen weergeven en de gegevens kunnen markeren om later onderhoud te vergemakkelijken.

3. Voor- en nadelen van een draadloos temperatuurmeetsysteem toegepast op elektrische hoogspanningsapparatuur

3.1 Technische voordelen van een draadloos temperatuurmeetsysteem toegepast in elektrische apparatuur

Met de vooruitgang van wetenschap en technologie heeft het draadloze temperatuurmeetsysteem talloze upgrades en updates ondergaan, zijn de prestaties steeds sterker geworden en is de temperatuurmonitoring steeds nauwkeuriger geworden. De huidige stroomconstructie vereist dat het draadloze temperatuurmeetsysteem worden steeds realtimer en nauwkeuriger, vooral voor elektrische hoogspanningsapparatuur. Het draadloze temperatuurmeetsysteem wordt ook voortdurend aangepast met de toepassing van elektrische hoogspanningsapparatuur. In termen van signaalontvangst breidt het draadloze temperatuurmeetsysteem een ​​hogere signaalfrequentie uit op basis van de kenmerken van elektrische hoogspanningsapparatuur, die een goede stabiliteit heeft en wordt niet gemakkelijk verstoord door externe factoren. Draadloze communicatietechnologie wordt gebruikt bij signaaloverdracht, wat relatief eenvoudig is, laag energieverbruik en kosten heeft, en kan worden geanalyseerd en verwerkt op basis van de ontvangen gegevens, en de werkstatus van het instrument kan zijn in realtime bewaakt zonder te worden beïnvloed door weersafhankelijke beperkingen. De temperatuur van het instrument kan in realtime worden bewaakt om gemiste detectie te voorkomen. Tegelijkertijd kan het overtemperatuuralarm van het apparaat worden ingesteld op basis van de behoeften van de gebruiker, en kan de operator door middel van geluid en signaal worden herinnerd aan de specifieke locatie van de apparatuur.

3.2 Onvoldoende toepassing van draadloos temperatuurmeetsysteem in elektrische apparatuur

De temperatuurmeting van elektrische hoogspanningsapparatuur met behulp van het draadloze temperatuurmeetsysteem vermindert de inspectiewerkintensiteit van onderstationoperatoren en verbetert tegelijkertijd de veiligheidsprestaties van de apparatuur. Er zijn echter ook bepaalde tekortkomingen in het draadloze temperatuurmeetsysteem in daadwerkelijk gebruik.Allereerst is het draadloze temperatuurmeetsysteem een ​​actieve technologie, waarvoor een ingebouwde batterij nodig is voor de stroomvoorziening. Wanneer de batterij leeg is, wordt het draadloze temperatuurmeetsysteem automatisch uitgeschakeld en kan het personeel de temperatuur van het apparaat niet zien en kan de verbinding alleen worden hersteld door de lijn los te koppelen om de batterij te vervangen. Als gevolg hiervan neemt het aantal schakelingen af. De operationele activiteiten en ongeplande stroomuitval in het onderstation nemen aanzienlijk toe. Om dit probleem op te lossen, kunnen we de technologie verbeteren, de ingebouwde batterij vervangen door een passieve voeding en de elektromagnetische golf gebruiken die wordt gegenereerd door de vaste puntstroom als de vermogen, zodat de betrouwbaarheid van het hele systeem is verbeterd. Ten tweede falen sommige temperatuurcontrole-indicatoren van het voedingsapparaat vaak in praktische toepassingen. Voorlopig wordt geoordeeld dat de batterij van de draadloze temperatuurmeetsensor onvoldoende is. Na de stroomstoring en vervanging van de draadloze temperatuurmeetsensor bestaat dit fenomeen nog steeds. In dit geval is het noodzakelijk om de locatie te detecteren, de installatie van het ontvangende uiteinde te debuggen, de afstand tussen het temperatuurmeetpunt en de draadloze temperatuur te verkorten meetsysteem en vermijd deze situatie. Bovendien kan de draadloze temperatuursensor met zijn eigen actieve technologie de batterij niet vervangen. Als het detecteert dat de batterij niet voldoende is, moet de draadloze sensor worden vervangen. Dit zal niet alleen de onderhoudskosten van het instrument verhogen, maar ook het verbruik van hulpbronnen van de apparatuur veroorzaken.

4. Toepassingsvoorbeelden van een draadloos temperatuurmeetsysteem

Vergeleken met buitenlandse draadloze temperatuurmeetsysteemtechnologie blijft de ontwikkeling van binnenlandse temperatuurmeettechnologie relatief achter, maar door de voortdurende aandacht van de binnenlandse industrie in de afgelopen jaren zijn de investeringen, mankracht en materiële middelen op dit gebied verbeterd. In de energiesector zijn er veel hulpapparatuur, vooral bewakingsapparatuur voor stroomwerking. Dat wil zeggen dat wanneer de lijn een bepaalde belasting of hoge temperatuur bereikt, het apparaat automatisch de stroomtoevoer stopt om ongelukken te voorkomen. Deze praktische nieuwe producten zijn meestal gebruikt in elektrische hoogspanningsapparatuur, en hun interfaces zijn vooraf geïnstalleerd en kunnen niet worden vervangen. Hoewel het de opwekking van weerstand tot op zekere hoogte zal verminderen, is het gemakkelijk om storingen te veroorzaken als gevolg van langdurig werk, waardoor de de weerstand van het apparaat zelf en verhogen de hitte tijdens het gebruik. Het is dus gemakkelijk om veiligheidsongevallen te veroorzaken, waardoor de gezondheid van mensen en eigendommen in gevaar komt. Als reactie op deze situatie hebben sommige binnenlandse bedrijven draadloze temperatuurmetingstechnologie toegepast op de energieproductie. Met de populariteit van deze technologie wordt deze nu op grote schaal gebruikt, niet alleen in de energiesector, maar ook in andere industrieën met problemen met de temperatuurstijging.

5. Toepassingsscenario's

Het online temperatuurmeetapparaat voor elektrische contacten is geschikt voor de temperatuurbewaking van kabelverbindingen in hoog- en laagspanningsschakelkasten, vermogensschakelaarcontacten, messchakelaars, hoogspanningskabeltussenkoppen, droogtransformatoren, laagspannings- en hoogstroomapparatuur . Het kan potentiële veiligheidsrisico's voorkomen die worden veroorzaakt door overmatige contactweerstand en verhitting als gevolg van oxidatie, losheid, stof en andere factoren tijdens het gebruik, waardoor de veiligheid van de apparatuur wordt verbeterd, de bedrijfsstatus van de apparatuur tijdig, continu en nauwkeurig wordt weergegeven en het aantal ongevallen met apparatuur wordt verminderd.

6. Systeemhardwareconfiguratie

7. Conclusie

Door de voortdurende ontwikkeling van sensoren, draadloze datacommunicatie, datamining en andere technologieën zal het realtime monitoringsysteem van elektrische hoogspanningstemperaturen wetenschappelijker worden. Met de toepassing en popularisering van het draadloze temperatuurmeetsysteem is de energie-industrie van ons land ook stabieler en veiliger, en de technologische vooruitgang heeft bijgedragen aan de ontwikkeling van ons land.

Referenties:

[1] Acrel Enterprise Microgrid ontwerp- en toepassingshandleiding. Versie 2022.05

Het online temperatuurbewakingssysteem bestaat hoofdzakelijk uit een temperatuursensor en een temperatuurverwervings-/weergave-eenheid op de apparatuurlaag, een edge computing-gateway op de communicatielaag en een temperatuurmeetsysteemhost op de stationcontrolelaag om online temperatuurbewaking te realiseren van belangrijke elektrische onderdelen van het energietransformatie- en distributiesysteem.