PRODUCT CLASSIFICATION
產品分類高壓開關(guan) 櫃溫度監控係統/高壓開關(guan) 櫃溫度在線監測係統
1.高壓開關(guan) 櫃實行溫度在線監測的必要性:
高壓開關(guan) 櫃作為(wei) 電力係統中非常重要的電氣設備。現代電力係統對電能質量的要求越來越高,相應地對高壓開關(guan) 櫃的可靠性也提出了更高的要求。隨著電網的發展和設備技術的提高,10,35kV係統開關(guan) 櫃在電網中已大量使用。而開關(guan) 櫃的內(nei) 部過熱現象已成為(wei) 開關(guan) 櫃使用中的常見問題,由於(yu) 開關(guan) 櫃體(ti) 的密閉性,在一些負荷較重的地區,存在開關(guan) 櫃的溫升超標問題。開關(guan) 櫃的溫升超標,直接影響設備的安全穩定運行,而且,過熱問題是一個(ge) 不斷發展的過程,如果不加以控製,過熱程度會(hui) 不斷加劇,並對絕緣件的性能及設備壽命產(chan) 生很大的影響。目前,對電力係統內(nei) 部使用的開關(guan) 櫃,嚴(yan) 格遵守設備采購程序及技術政策,確保入網的開關(guan) 櫃都通過型式試驗,尤其對溫升的要求比較嚴(yan) 格。運行中,負荷通常都不會(hui) 達到開關(guan) 櫃的設計滿容量,開關(guan) 櫃的溫升問題應該不會(hui) 很突出,但是實際情況並不盡然。開關(guan) 櫃內(nei) 部實際溫升情況,尤其是母排連接等部位,通常總是比型式試驗測出的數據高。
2.高壓開關(guan) 櫃溫度過高的幾點原因:
(1)試驗測得數據通常在試驗室完成,持續時間不長,一般不超過8h,不具備溫升累積效應,不能等同於(yu) 長期運行並持續發熱的設備。
(2)不同金屬的膨脹效應不同。鋼製螺栓的金屬膨脹係數要比銅質、鋁質母線小得多,尤其是螺栓型設備接頭,在運行中隨著負荷電流及溫度的變化,其鋁或銅與(yu) 鐵的膨脹和收縮程度將有差異而產(chan) 生蠕變,也就是金屬在應力的作用下緩慢的塑性變形,蠕變的過程還與(yu) 接頭處的溫度有很大的關(guan) 係。實踐證明,當接頭處的運行工作溫度超過80℃時,接頭金屬將因過熱而膨脹,使接觸表麵位置錯開,形成微小空隙而氧化。當負荷電流減小溫度降低回到原來接觸位置時,由於(yu) 接觸麵氧化膜的覆蓋,不可能是原安裝時金屬間的直接接觸。每次溫度變化的循環所增加的接觸電阻,將會(hui) 使下一次循環的熱量增加,所增加的溫度又使接頭的工作狀況進一步變壞,因而形成惡性循環。
(3)連接部位緊固螺栓壓力不當。部分安裝或檢修人員在導體(ti) 連接上認為(wei) 連接螺栓擰得愈緊愈好,其實不然。特別是鋁質母線,彈性係數小,當螺母的壓力達到某個(ge) 臨(lin) 界壓力值時,若材料的強度差,再繼續增加不當的壓力,將會(hui) 造成接觸麵部分變形隆起,反而使接觸麵積減少,接觸電阻增大,從(cong) 而影響導體(ti) 接觸效果。
(4)選用的導體(ti) 材料電導率不滿足要求,多數屬於(yu) 導體(ti) 原材料純度不夠。
(5)現場的其它因素,比如可能存在安裝檢修工藝不當,如母線在加工、連接、安裝過程中,對母線接觸表麵處理不到位、不平整、不光滑、沒有塗電力脂等,導致有效接觸麵積減少接觸電阻增大而發熱。
現代社會(hui) 對電能的依賴性*,用電密度越大的地區對電的依賴性越高,因而對供電設備的可靠性提出了越來越高的要求。做為(wei) 目前普遍使用的小車式開關(guan) 櫃由於(yu) 斷路器與(yu) 開關(guan) 櫃之間采用插頭聯接,當小車與(yu) 開關(guan) 櫃因製造、運輸及安裝不良等都將引起觸頭接觸不良,接觸電阻增大,出現觸頭溫升過高,甚至燒毀停電,這些現象在大電流開關(guan) 櫃如進線櫃上尤為(wei) 突出,且影響極大。電力係統高壓設備在長期運行過程中常出現表麵氧化腐蝕、緊固螺栓鬆動,觸點和母線排連接處老化等問題,造成設備過熱甚至出現嚴(yan) 重事故.而開關(guan) 櫃內(nei) 有裸露高壓, 空間封閉狹小,無法進行人工巡查測溫,傳(chuan) 統的測溫方式都無法有效地解決(jue) 這個(ge) 問題. 無線測溫係統是將溫度傳(chuan) 感器安裝到開關(guan) 櫃內(nei) 的帶電接頭觸點上,在線測量該點溫度 後,以無線方式將數據上傳(chuan) ,集中顯示,並實現超溫報警.還可與(yu) 電力自動化係統連接,用 戶在遠端監視設備溫度運行狀態,係統發現設備溫度異常,自動遠程報警,以便及時消 除事故隱患. 為(wei) 避免此類事故的發生,開發一種能即時監測觸頭溫升的裝置顯得非常迫切(國外已有個(ge) 別公司開發了這類產(chan) 品)。
3.現有方案的比較
(1)普通測溫:常規的熱電偶、熱電阻、半導體(ti) 溫度傳(chuan) 感器等測溫方式,需要金屬導線傳(chuan) 輸信號,絕緣性能不能保證。 我們(men) 的無線測溫係統具有優(you) 異的絕緣性能,能夠隔離開關(guan) 櫃的高壓,因此能夠直接安裝到開關(guan) 櫃內(nei) 的高壓觸點上,準確測量高壓觸點的運行溫度。
(2)紅外測溫:紅外成像儀(yi) 無法透過櫃門測量內(nei) 部設備,開關(guan) 櫃運行時必須關(guan) 閉櫃門,導致紅外方式無法測量。 我們(men) 的無線測溫係統溫度傳(chuan) 感器直接安裝到帶電物體(ti) 的表麵,可在封閉的櫃體(ti) 內(nei) 直接測量設備溫度後,以無線方式傳(chuan) 出。
(3)光纖測溫:光纖式溫度測溫儀(yi) 采用光纖傳(chuan) 遞信號,其溫度傳(chuan) 感器安裝在帶電物體(ti) 的表麵,測溫儀(yi) 與(yu) 溫度傳(chuan) 感器間用光纖連接。光纖具有易折,易斷、不耐高溫。積累灰塵後易使絕緣性降低,且在櫃內(nei) 布線難度較大,造價(jia) 高。我們(men) 的無線測溫係統沒有複雜的引線,*絕緣,造價(jia) 低廉。
5.軟件簡介
1.可將采集到的溫度數據按所屬變電站、開關(guan) 櫃以及線路進行分別顯示,方便工作人員對每一級的情況進行掌控。還可將采集到的溫度數據以web的形式發布,供企業(ye) 內(nei) 部參考使用。
2.設有溫度報警閥值。如采集到的溫度數據高於(yu) 此報警閥值,則在客戶端彈出報警窗口,提示工作人員采取必要措施。也可直接以短信通知相關(guan) 人員。
3.具有直接顯示實時溫度數據和高溫度數據的功能,也可查詢某個(ge) 時間段的曆史數據,並繪製曲線,以圖形化的方式反映狀態量的變化情況。整個(ge) 軟件簡單明了,直觀方便,並具有電子地圖、時間跟蹤及打印功能,記錄、備份十分方便。
4.可通過軟件調節下位機和溫度傳(chuan) 感器的溫度報警閥值和測量時間。
6.技術特點分析
實時監測高壓開關(guan) 櫃內(nei) 接點的運行溫度, 可確定觸點接頭處的過熱程度, 當發生超溫時, 係統就會(hui) 發出 報警指示。溫度傳(chuan) 感器被安裝到開關(guan) 櫃內(nei) 的帶電觸頭上, 測溫通信終端負責收集開關(guan) 櫃內(nei) 所安裝的溫度傳(chuan) 感探頭的溫度數據, 並將所收集的數據通過MODBUS 總線網絡傳(chuan) 到上位管理機, 通過上位計算機中的軟件對所 接收到的溫度數據進行分析, 發現超過警戒的溫度或探頭故障則即時報警。采用先進的數字化及無線傳(chuan) 輸技術, *的絕緣性能, 使用方便經濟。無線傳(chuan) 感器內(nei) 部經過特殊工藝處 理, 溫度參數變化通過無線傳(chuan) 輸方式到測溫通信終端。接收到的溫度信號準確可靠。無論是安裝、運行、維 修都會(hui) 高度安全、可靠。不會(hui) 對一次設備產(chan) 生任何幹擾和影響。標準化設計, 可方便擴展與(yu) 其它係統互連, 費 用低廉, 安裝靈活。從(cong) 溫度信息采集到數據處理、 顯示、通信自成係統, 可與(yu) 電力係統綜合自動化係統相連接, 也可和電力係統的局域網、廣域網相連 接, 融入電力自動化綜合控製係統。
1)高壓隔離:實現高壓設備在線監測,首先要解決(jue) 高壓隔離問題。一般來說,解決(jue) 這個(ge) 問題有兩(liang) 個(ge) 途徑:一是通過空間隔離,另一是通過光纖隔離。空間隔離,信號可由光傳(chuan) 送或無線電傳(chuan) 送,本係統采用無線信號傳(chuan) 送,它具有隔離*、結構簡單、抗幹擾能力強、工作可靠等特點。而通過光纖隔離存在著沿麵放電問題,需要有較長的沿麵爬電距離。
2)抗幹擾措施:高壓開關(guan) 櫃運行在高電壓、大電流的狀態,係統事故瞬間還出現強烈的電磁暫態過程,這些都產(chan) 生強電場、磁場及強電磁幹擾,這對於(yu) 微電子係統及微弱信號處理非常不利。為(wei) 消除這些幹擾,同時采用各種抗幹擾技術:
1)在軟件設計上應用數字編碼、解碼技術,剔除幹擾信號,並使用了軟件濾波技術
2)在硬件上采用金屬屏蔽,加強各級濾波消除高頻幹擾。檢測器與(yu) 測溫點處於(yu) 同一電位,減少電場的影響。
3)采用ZIGBEE無線技術。ZIGBEE是一種搞可靠地無線通信方式:
物理層RF 通信鏈接
直序擴頻采用高處理增益(DISSS)
明晰的信道檢測
對幹擾能量進行檢測
采用跳頻技術Frequency agility。
軟件協議抗幹擾措施
基於(yu) CRC的誤碼檢測/校正
采取了避免衝(chong) 突的策略CSMA/CA
為(wei) 固定帶寬的通信業(ye) 務預留了的有保證的時隙
發送的數據包都有待於(yu) 接受方的確認,如出現問題進行重發
保持數據包的及時傳(chuan) 輸Packet data freshness
3)供電方式:為(wei) 消除強電場的影響,溫度檢測器與(yu) 測溫點處同一高電位,檢測器工作電源不能從(cong) 外部供給,隻能由內(nei) 部產(chan) 生,為(wei) 此,在主導電回路上安裝一感應線圈作為(wei) 電源。但由於(yu) 開關(guan) 櫃工作電流變化很大,一般可達十幾倍,為(wei) 保證感應線圈能提供較為(wei) 穩定的電源,利用鐵芯磁飽和原理,適當選擇鐵芯截麵,小電流時鐵芯正常勵磁,大電流時鐵芯飽和,從(cong) 而提供了變化幅度較小的電源,再通過電子穩壓裝置,向檢測器提供穩定可靠的電源(正常工作範圍30A-2000A)。
4)每個(ge) 溫度探頭具有*的ID:當無線傳(chuan) 感器發送被監測點溫度的同時,把其自身的編號(ID號)也傳(chuan) 輸出來,這些數據終被傳(chuan) 輸到計算機時,計算機根據事先在數據庫中保存的傳(chuan) 感器編號與(yu) 安裝地點關(guan) 係,自動確定各監測點的溫度。
這一特點非常適合變電站具有大量監測點的應用,提高了係統的自動化程度,減輕了人工測溫時的繁瑣手工記錄工作。 (2)無線溫度數據傳(chuan) 輸傳(chuan) 感器與(yu) 測溫終端之間采用無線連接,不需要在複雜的電網環境下增加額外的線路,既方便了係統的安裝與(yu) 維護,又減少了對電網安全運行的影響,使係統的安全性、靈活性得到極大提高。
5)每天24小時連續在線監測:傳(chuan) 感器每隔一定時間(可以事先設定)主動及輪尋測量監測點的溫度數據,計算機實時收集並記錄所有監測點的溫度數據,發現異常立即報警。解決(jue) 了試溫片、紅外等測溫方法需要人工到現場巡視、掃描造成延誤而引起的故障。
6)係統具有趨勢分析功能:對每個(ge) 監測點測得的溫度數據作長時間保存記錄,並實時進行分析。對溫度變化呈現逐步升高的監測點,在溫度沒有達到上限值之前,事先進行預警,把故障消除在萌芽狀態 。
關(guan) 鍵詞:電力高壓電纜溫度監測監控報警係統/電纜測溫線 高壓電纜測溫線 電力高壓電纜溫度監測監控報警係統/ 電纜溫度在線監測儀(yi) /高壓開關(guan) 櫃溫度監控係統/電纜溫度監控係統/電纜溫度在線監測係統