Sistema de medição de temperatura em linha do armário de interruptor de alta tensão 10kV

Dong Xioyang

Ancori Electric Co., Ltd. Xangai Jiading 201801

Resumo:Os gabinetes de comutação de alta tensão desempenham um papel importante no funcionamento do sistema de energia, desempenhando um papel de interrupção, controle e proteção durante a geração, transmissão, conversão e consumo de energia elétrica. Como um dispositivo elétrico crítico, o funcionamento seguro do gabinete de interruptores de alta tensão está relacionado com a eficiência operacional de todo o sistema de energia.

Palavras-chave: Subestações Inteligentes; Armário de interruptor de alta tensão de 10kV; Tecnologia de medição de temperatura

1 Papel da medição de temperatura on-line

Devido à versatilidade estrutural do gabinete de comutação de alta tensão, seja o gabinete de comutação do tipo XGN ou KYN, o equipamento configurado por diferentes fabricantes é basicamente consistente na arquitetura, e a configuração, a função e a estrutura também são muito semelhantes, então há muitas leis para seguir no aquecimento do gabinete de comutação.

Ao analisar cuidadosamente a situação real de aquecimento do gabinete de comutação, descobriu-se que a falha de aquecimento ocorre principalmente no gabinete de comutação e no cabo. Portanto, a medição da temperatura do armário de interrupção só precisa concentrar a atenção em certos pontos-chave, outras partes podem prestar menos atenção, quando a temperatura aumenta, monitorar oportunamente e corretamente as mudanças nos pontos-chave, emitir um aviso antes que a temperatura ultrapasse o limite permitido, garantir que a unidade de manutenção operacional tenha tempo suficiente para se preparar e tomar medidas de proteção legítimas a tempo para evitar o acidente.

2 Características de medição de temperatura on-line do armário de interruptor de alta tensão 10kV

2.1 Tecnologia de medição de temperatura sem contato é difícil de atender aos requisitos

Tomemos como exemplo os armários de comutação XGN e KYN mais utilizados atualmente, que contêm componentes elétricos como interruptores, interruptores de isolamento, CT e cabeças de cabo. Para evitar o acúmulo de poluição e umidade causado por acidentes de poluição, e também para evitar que pequenos animais incorretamente entrem em curto-circuito, a parte condutora do gabinete de interruptor de alta tensão é frequentemente isolada por um selo térmico de contração, isto é, o gabinete de interruptor interno precisa de medição de temperatura quase todas as partes envolvidas pelo isolante, tornando a tecnologia de medição de temperatura infravermelho difícil de desempenhar o papel.

2.2 Dispositivos de medição de temperatura requerem isolamento de alta pressão

No estado de funcionamento normal do gabinete de comutação de alta tensão de 10kV, a tensão nominal é de 10kV, o dispositivo de medição de temperatura é instalado no dispositivo de carga do ponto de medição de temperatura, e o dispositivo de recepção de sinais de temperatura está no gabinete de comutação ou fora do gabinete, o que significa que o isolamento de alta tensão entre o dispositivo de medição de temperatura e o dispositivo de recepção deve ser feito, ao mesmo tempo, não pode afetar a distância de segurança dos componentes elétricos internos do gabinete de comutação. Isso pode ser dito como o principal problema que a tecnologia de medição da temperatura do gabinete de comutação precisa ser resolvida na prática e também é uma razão importante para afetar o desenvolvimento da tecnologia de medição da temperatura on-line.

2.3 não pode afetar o desempenho dos componentes elétricos originais dentro do armário de interrupção

Muitos componentes elétricos dentro do gabinete de interruptores de alta tensão de 10kV precisam de operar de acordo com o modo de operação para realizar as operações de separação correspondentes, como interruptores, interruptores de isolamento, etc. Isso exige que a instalação e o funcionamento do dispositivo de medição de temperatura on-line não afetem o desempenho dos componentes elétricos originais dentro do armário de interrupção.

2.4 Ser capaz de se adaptar ao ambiente de trabalho duro dentro do armário de interruptores

Como o gabinete de comutação de alta tensão de 10kV atualmente aplicado é totalmente selado, o interior do gabinete de comutação é mal ventilado e a temperatura é alta; Além disso, a corrente de trabalho do gabinete de comutação de alta tensão está em centenas de amperes, e está no ambiente de interferência eletromagnética mais grave da estação de substância, portanto, a tecnologia de medição de temperatura on-line precisa ter uma boa capacidade anti-interferência para garantir a confiabilidade dos dados de medição de temperatura.

3 10kV alta tensão caixa de comutação on-line tecnologia de temperatura pesquisa

3.1 Temperatura infravermelha

Muito representativo no método de medição de contato direto é a termometria infravermelha. A termometria infravermelha baseia-se principalmente no princípio da radiação negra de Stefan-Boltzmann, Planck e outros, os corpos negros são corpos de radiação idealizados, que podem emitir o mesmo espectro eletromagnético à mesma temperatura, independentemente da composição específica e das propriedades de forma do corpo negro. A temperatura da superfície do objeto está estreitamente ligada ao tamanho da energia de radiação infravermelha do próprio objeto e à distribuição do comprimento de onda, medindo a energia infravermelha que o próprio objeto irradia, o que determina a temperatura da sua superfície. A composição básica do termométrico de infravermelho atual é o sistema óptico, o detector de infravermelho, o amplificador de sinal e o processamento de sinal e a saída de exibição, o elemento central é o detector de infravermelho, que pode transformar a radiação infravermelha entrante em outras formas medidas de sinal elétrico, após o amplificador e o circuito do processador de sinal de acordo com o algoritmo interno do instrumento e a correção transforma-se no valor de temperatura do alvo medido e, em seguida, mostra no sistema óptico.

3.2 Temperatura sem fio

A termometria sem fio é uma melhoria do método de medição de temperatura por contato e é um novo método de medição de temperatura criado para isolar as altas e baixas tensões entre o dispositivo de medição de temperatura e o sistema de energia. Os sistemas de medição de temperatura sem fio habituais consistem em pontos de medição de temperatura distribuídos, receptores de dados e sistemas de processamento de fundo. O ponto de medição de temperatura distribuído é instalado diretamente no local onde a medição de temperatura é necessária, o receptor de dados é colocado a uma certa distância do gabinete de comutação, a transmissão de dados entre o ponto de medição de temperatura distribuído e o receptor de dados é realizada por meio de comunicação sem fio, permitindo assim o isolamento de alta tensão e a coleta de dados de medição de temperatura, resolvendo o problema de que a temperatura de funcionamento do contato dentro do gabinete de comutação de alta tensão não é fácil de monitorar por termometria infravermelha. Embora a termometria sem fio tenha resolvido o problema de segurança do dispositivo de termometria, muitos problemas também foram encontrados na aplicação prática, incluindo a estabilidade de trabalho do dispositivo de termometria na posição do contato do interruptor. Na aplicação prática, a fonte de energia usada pelo módulo é a fonte de energia sensível de corrente a partir da linha de energia, e o tamanho da carga da linha de energia determina o tamanho da energia adquirida pela fonte de energia, sua amplitude varia muito, de modo que o módulo muitas vezes aparece o fenômeno da falta de energia. Para responder a este problema, alguns sugeriram o uso de baterias, reduzir o consumo de energia do dispositivo de medição de temperatura e outros métodos, mas o defeito é que a bateria precisa ser substituída regularmente, ao mesmo tempo, devido à potência de emissão sem fio é muito pequena e gerará interferência eletromagnética, causando erros na transmissão de dados de medição de temperatura, a bateria do dispositivo de substituição precisa de um gabinete de interruptor de alta tensão para parar de fornecer energia, não pode atingir os requisitos de trabalho do gabinete de interruptor de alta tensão para operação contínua.

3.3 Temperatura de fibra óptica

Com o desenvolvimento de comunicações de fibra óptica e tecnologia óptica integrada, a tecnologia de sensor de fibra óptica é anormalmente ativa no campo dos sensores, ao contrário da tecnologia de sensor tradicional, as vantagens dos sensores de fibra óptica não são características funcionais, mas suas próprias propriedades físicas. É porque o sensor de fibra óptica tem as vantagens de fibra óptica leve, diámetro fino, resistência à interferência eletromagnética, resistência à corrosão, resistência a altas temperaturas, diminuição do sinal pequena, conjunto de informações de sensores e transmissão em um, pode resolver alguns problemas de medição que a tecnologia de inspeção convencional não pode resolver. Em primeiro lugar, porque a fibra óptica em si é um bom material de isolamento, isolando a alta tensão entre o sistema elétrico e o dispositivo de medição, evitando assim o acidente de segurança do dispositivo causado pelo dispositivo de medição de temperatura, ao mesmo tempo que a fibra óptica é usada como um transportador de sinais de transmissão e sensor, o problema de interferência eletromagnética forte existente na transmissão de dados no ambiente do sistema elétrico é resolvido, tornando os resultados de medição mais precisos. Em segundo lugar, devido à boa flexível da fibra óptica, o diâmetro pequeno e o peso leve, pode detectar partes que não podem ser alcançadas por sensores convencionais. Essas vantagens permitem que os sensores de fibra óptica exibam um canto de cabeça na medição da temperatura do sistema de energia elétrica e possam servir como o principal meio adequado para medição da temperatura do gabinete de interruptores de alta tensão.

4 Medidas contra o aquecimento anormal do armário de interruptor de alta tensão de 10kV

4.1 Valorizar o trabalho de teste preventivo do armário de interruptor de alta tensão de 10kV

Para dar importância ao trabalho de teste preventivo do gabinete de comutação de alta tensão de 10kV e seus equipamentos de comutação internos, o teste preventivo pode julgar de forma confiável o funcionamento real do gabinete de comutação de alta tensão. Ao realizar ensaios preventivos, siga rigorosamente as especificações de procedimento correspondentes e, se houver anomalia nos dados obtidos no ensaio, faça uma análise científica e razoável e compare os dados de ensaios preventivos anteriores para chegar a conclusões convincentes. Vale a pena notar que a conclusão não pode confiar apenas em um conjunto de dados obtidos, sintetizando vários dados para julgar e determinar os riscos ocultos do armário de interruptores de alta tensão. Após a conclusão do teste preventivo, concluir oportunamente o trabalho de recuperação do gabinete de interruptores de alta tensão, durante o processo de recuperação, deve prestar especial atenção aos pontos de contato e superfícies de contato dentro do gabinete de interruptores para evitar problemas de calor anormais causados ​​por mau contato.

4.2 Valorizar o trabalho diário de reparação e manutenção do armário de interruptor de alta tensão de 10kV

A melhoria da eficiência operacional do gabinete de interruptores de alta tensão de 10kV e a redução da taxa de falhas são inseparáveis ​​do trabalho diário de manutenção e reparação. No trabalho de reparação e manutenção prática, deve prestar especial atenção à reparação e manutenção dos contatos internos do equipamento de comutação do armário de comutação e fazer uma verificação regular. Em primeiro lugar, para garantir a sua estrutura estável, a mola não é solta ou desligada; Em segundo lugar, verifique se há vestígios de oxidação na aparência do toque e verifique a suavidade do toque e da superfície da placa de toque. Após a conclusão do trabalho de inspeção acima, é necessário aplicar uma camada de pasta condutora dedicada à indústria elétrica no contato para reduzir eficazmente o valor da resistência entre os contatos, aumentar a condutividade do equipamento de comutação interno do gabinete de comutação e garantir a eficiência e a vida útil do gabinete de comutação de alta tensão e seus dispositivos de comutação internos.

4.3 Acelerar o desenvolvimento e atualização de novas tecnologias para o gabinete de interruptores de alta tensão de 10kV

Com o desenvolvimento contínuo de novas tecnologias na indústria elétrica e a aplicação contínua de novos produtos, vários equipamentos elétricos importantes apresentam velocidades cada vez mais rápidas de atualização e substituição, para o gabinete de interruptores de alta tensão de 10kV, acompanhar a tendência e acelerar o desenvolvimento e atualização de novas tecnologias. Especificamente, é aplicar fortemente a tecnologia de controle automático e novos materiais de baixa resistência que já foram desenvolvidos e avançados ​​no armário de interruptores de alta tensão de 10kV. Além disso, o departamento de gerenciamento de operações de rede de distribuição de 10kV da empresa de energia elétrica deve transformar o conceito, prestar atenção ao trabalho de atualização e substituição de caixas de comutação de alta tensão de 10kV antigos e atrasados, perceber que apenas o novo tipo de equipamento de energia confiável pode garantir melhor a operação segura e confiável da rede de distribuição de 10kV, ao mesmo tempo que pode trazer bons benefícios econômicos e sociais para as empresas, é a garantia de operação segura a longo prazo do sistema de energia elétrica.

4.4 Aplicação de tecnologia de monitoramento on-line de temperatura do gabinete de interruptor de alta tensão de 10kV

Para promover a tecnologia de monitoramento on-line de temperatura aplicada em caixas de comutação de alta tensão de 10kV, embora a tecnologia tenha começado a se desenvolver nos últimos anos, sua base é a tecnologia de computador mais madura, tecnologia de detecção e tecnologia de controle automático. Além disso, pesquisas práticas mostram que a tecnologia de monitoramento on-line de temperatura é aplicada em armários de interruptores de alta tensão de 10kV com bons efeitos, por isso vale a pena desenvolver mais profundamente e promover o trabalho de aplicação no momento certo. Através do monitoramento on-line da temperatura dos equipamentos chave, como a junção de comutação interna do gabinete de comutação de alta tensão, o contato, a linha materna, o cabo de conexão e os acessórios relacionados, o operador pode controlar o funcionamento do gabinete de comutação de alta tensão de 10kV em tempo real, a partir de uma resposta oportuna ao aumento anormal da temperatura do gabinete de comutação, para evitar a expansão da falha e causar acidentes mais graves.

5 Sistema de medição de temperatura sem fio da Anchorage

5.1 Estrutura do sistema

O sistema de monitoramento de temperatura sem fio Acrel-2000T comunica diretamente com os dispositivos da camada de intervalo através de um ônibus RS485 ou Ethernet, e o sistema é projetado de acordo com os padrões internacionais Modbus-RTU, Modbus-TCP e outros regulamentos de transmissão, melhorando significativamente a segurança, confiabilidade e abertura. O sistema tem telecomunicações, telemetria, controle remoto, controle remoto, configuração remota, alarme de evento, curvas, gráficos de barras, relatórios e funções de gerenciamento do usuário, que podem monitorar o estado operacional do dispositivo do sistema de medição de temperatura sem fio, alcançar uma resposta rápida de alarme e prevenir falhas graves.

Adequado para monitoramento de temperatura em instalações elétricas como Internet das Coisas, fábricas de aço, indústria química, cimento, hospitais, aeroportos, usinas elétricas, minas de carvão e minas de usinas de distribuição variável.

Estrutura do sistema de monitoramento de temperatura on-line

5.2 Funções do sistema

O Acrel-2000T, instalado na sala de vigilância de turno, permite monitorar remotamente o estado de temperatura de funcionamento de todos os dispositivos de comutação dentro do sistema. O sistema tem as seguintes funções principais:

1. Display de temperatura: exibe os valores em tempo real de cada ponto de medição de temperatura no sistema de distribuição de eletricidade e também permite a visualização remota de dados no computador WEB / APP de telefone móvel.

Curva de temperatura: Veja a curva de tendência de temperatura para cada ponto de medição de temperatura.

Relatório de operação: consulta e impressão de dados de temperatura para cada momento de medição de temperatura.

Alerta em tempo real: o sistema pode emitir um alerta sobre temperaturas anormais em cada ponto de medição. O sistema tem a função de alarme de voz em tempo real, é capaz de emitir um alerta de voz para todos os eventos, o modo de alerta tem janela pop-up, alerta de voz, etc., e também pode enviar mensagens de alerta por SMS / APP para lembrar o pessoal de turnê em tempo útil.

Consulta de eventos históricos: Capacidade de armazenamento e gerenciamento de registros de eventos, como limites de temperatura, para facilitar o rastreamento histórico de eventos do sistema e alarmes, estatísticas de consulta, análise de acidentes, etc.

5.3 Configuração do hardware do sistema

O sistema de monitoramento on-line de temperatura é composto principalmente por sensores de temperatura e unidades de captação / exibição de temperatura na camada do dispositivo, gateways de cálculo de borda na camada de comunicação e sistemas de medição de temperatura na camada de controle da estação, para implementar o monitoramento on-line de temperatura em partes elétricas críticas do sistema de distribuição de energia variável.

6 Palavras finais

A fim de garantir a operação segura e confiável do gabinete de comutação de alta tensão de 10kV em uma subestação inteligente, com o desenvolvimento contínuo e a aplicação de novas tecnologias, a tecnologia de reparação do estado do equipamento elétrico da subestação inteligente será amplamente aplicada, ao mesmo tempo, a tecnologia de medição de temperatura on-line do gabinete de comutação de alta tensão de 10kV também será aplicada e promovida.

Sistema de medição de temperatura em linha do armário de interruptor de alta tensão 10kV

Sistema de medição de temperatura em linha do armário de interruptor de alta tensão 10kV