当前位置: 操作装置 >> 操作装置优势 >> 无线测温是如何给高压开关柜的安全运行保驾
目前用户及供电公司对供电质量要求逐渐提高,高压开关柜作为配电系统中的重要环节,其本身的安全性、经济性也至关重要。高压开关柜通常工作在高电压和大电流状态,这无疑会造成设备的某些部位发热,产生异常温升,如果不及时处理最终会导致设备燃烧、爆炸等事故。高压开关柜内部触头接触不良、插接偏心不正、高压电缆接头、连接器导体部分接触不良等都会导致温度异常升高,并加速设备老化,引发温度进一步升高的恶性循环。为避免因设备发热而导致的突发事件,高压开关柜的在线实时温度监测,是开关柜安全的重要保障。那无线测温系统的是如何给高压开关柜的安全运行保驾护航呢?
1.开关柜无线测温系统的组成
开关柜无线测温由无线温度传感器、无线测温收发器、测温通讯终端(温度显示仪)、无线温度监测和数据采集系统共四部分组成。
无线测温的传感器分为4类,分别是:热敏电阻温度传感器、红外测温传感器、半导体传感器、声表面温度传感器、无源无线温度传感器。主要安装在容易发热的设备连接处及表面,传感器每隔一定时间自动发射一次监测点的温度数据,发现温度异常立即报警,可不受发送周期限制。本文以无源无线温度传感器为例。
无线测温收发器通过无线射频方式接收温度数据,安装在柜内电缆室,导轨安装。
温度显示仪安装在开关柜仪表门,负责接收各无线温度传感器发送出的温度数据,并通过总线连接,把数据上传到温度监测工作站计算机,并响应管理软件各种命令。
无线温度监测和数据采集系统,温度监测计算机从测温通讯终端采集各监测点的运行温度数据,在数据库中做长期保存,实时显示监测点的温度变化曲线,并进行分析,一旦发现温度过热或急剧升温至事先设置的报警温度值时立即报警。小型高压开关站或配电室的高压系统,没有要求上监测后台系统,仅仅通过温度显示仪,实时监测和记录各个测温点的温度状态信息。
接下来以无源无线温度传感器为基础,了解无线测温系统在开关柜中的应用。无源无线温度传感器使用能量收集方法取得能量以供传感器使用,彻底抛弃了电池及传统CT取电。该传感器使用等电位方法使高压电力系统更加安全可靠;具有无污染、低能耗的优点,它建立在微电子技术与微功耗技术的基础上,是以后无线测温系统的发展趋势。
2.无线测温的原理及无线测温传感器的安装和应用
开关柜高压母排上通过交流电流的时候,在母排周围会产生交变磁场,平时这些磁场都散发到空中,无法利用。现在母排上加装了表带式传感器(特殊合金带),让原本散开的磁场部分通过合金带流动,在合金带上环绕有线圈,这样线圈接头两端就能够收集到微弱的电能,这些电能通过累积,在合适的时候放电带动MCU工作,MCU采集到温度信息,通过短距离无线发送到接收装置。传感器利用原本无用的交变磁场来给MCU供电,使得传感器无需电池就能够长期稳定的工作,工作寿命大于10年,并且维护工作量几乎为零。
这种传感器合金带不同于普通的硅钢片,硅钢片有一个线性区域,一次电流与二次电流成线性关系,当一次电流比较大的时候,二次电流产生的能量无处释放,就智能以热的型式散发出去,这就带来了安全隐患。无源无线传感器使用的特殊合金的线性区域非常小,磁场很快就饱和了,一次电流继续增加,二次的电流几乎不增加,这样就无需散热器件,也不会导致涡流和温升。
无线测温系统通过对开关柜内温度连续监测,当发生开关柜测温点温度异常升高时,提供及时报警并指明温升点位置,并提供温度变化详尽监测数据,保证开关柜的安全可靠运行。高压开关柜测温位置有高压开关柜的母排连接处、隔离刀闸、动静触头接触点、电缆连接处,对于大电流柜建议安装12个测点,分别为母线排、上下触头、电缆接头。普通柜6个测点,测温传感器就地安装在各个测点。
无源无线测温传感器体积很小,安装完成后的高度与动触头铁箍高度一样高,几乎不影响绝缘距离,不会对电气设备的安全性能造成影响。无源无线传感器的信号从开关柜里面传出来还能有20多米距离,因此没有在开关柜里面安装接收设备,也没有布置线缆,也没有安装天线,仅仅安装了传感器而已,不会对电气设备安全造成影响。
无源无线温度传感器与其他环境温湿度、带电显示、抽湿机、位移传感器等传感器采用统一的通讯结构,可以统一的接收装置,便于以后加装传感器采集其他物理量。并且集成标准MODBUS协议,协议,与其他厂家通讯无障碍。为与其他平台共享数据,提供了多种共享接口。有RS通讯接口,有TCP/IP通讯接口,有RS通讯接口,有光纤通讯接
无源无线测温传感器摆脱了电池供电的缺陷,供电比较充足,因此在高温情况下也能发送数据。测温范围是-45℃~℃,厂家也在继续升级,有望测温范围达到-45℃~℃。
3.无线测温收发器和显示终端装置组成的在线监测系统
无线测温收发器共有3种,通过无线射频方式接收温度数据。收发器根据不同的传感器型号进行匹配,同时传感器的传输距离决定接收装置能否多柜接收。
显示终端通过RS连接收发器,可嵌入式安装于柜体上,若柜体开孔不便,也可选择壁挂式安装于配电室内。方便操作人员现场及时查看电气节点实时温度的同时,也可以通过RS或以太网通讯的方式在后台系统查看现场情况。
所以无线测温系统与其他测温方法相比,具有无需布线、测温元件安装方便、几乎任何关键点都可以使用、信息准确及时、报警系统良好等优点。该系统可实现电力系统中关键部位温度的在线监测,辅助运行人员及时发现设备异常,可为状态检修提供依据,改变了电力系统的检修模式,使运行人员及时掌握设备运行情况,可在一定程度上提高供电系统的可靠性。也为高压开关柜的安全运行保驾护航。