Sistema de medição de temperatura em linha para armários de interruptor de alta tensão 35kV

Dong Xioyang

Ancori Electric Co., Ltd. Xangai Jiading 201801

Resumo:Nos últimos anos, com a crescente demanda do mercado de energia elétrica, o gabinete de interruptores de alta tensão como uma parte importante do sistema de energia elétrica, sua própria segurança e economia também recebeu atenção. Este artigo destaca a aplicação da tecnologia de medição de temperatura sem fio do gabinete de interruptor de alta tensão de 35kV, apresenta as características técnicas e o princípio de funcionamento, resume sua aplicação no gabinete de interruptor de alta tensão de 35kV e o uso do sistema de medição de temperatura sem fio passivo da subestação.

Palavras-chave: armário de alta tensão; Temperatura sem fio; Tecnologia; aplicação

0 Introdução

À medida que o mercado de energia aumenta a demanda estável por sistemas elétricos, exigem-se mais a qualidade e a confiabilidade do fornecimento de energia. A ampla adoção de novas tecnologias e novos processos nos armários de comutação aumentou significativamente a sua confiabilidade. O gás hexafluoreto de enxofre tem boas propriedades de isolamento e extinção de arco e tem sido amplamente utilizado em equipamentos de comutação de alta tensão. O gabinete de interruptor de alta tensão totalmente fechado sob uma carga elevada por um longo período de tempo, o seu desempenho de dissipação térmica é pobre, o que pode levar facilmente à acumulação de calor e o aumento da temperatura pode afetar negativamente o desempenho de isolamento dos aparelhos elétricos; O gabinete de interruptor de alta tensão totalmente fechado não pode observar a conexão do ponto de contato dinâmico com a posição de contato silencioso do gabinete, a separação da fecha de terra, etc., não pode medir a temperatura no interior do gabinete, há um grande risco de segurança. Através do monitoramento direto da linha matriz do gabinete de comutação de alta tensão, as conexões de cabos podem reduzir eficazmente incêndios e cortes de energia em grandes áreas devido ao sobreaquecimento.

1 Aplicação de tecnologia de medição de temperatura sem fio do gabinete de interruptor de alta tensão

A parte de conexão condutora do equipamento elétrico é solta, a fechadura da faca, o contato do interruptor é solto, etc., tornará a acumulação de temperatura do equipamento, piorando o desempenho das peças relevantes, desencadeando a fusão do fio, a quebra do isolamento, comprometendo gravemente a segurança da rede elétrica. Com o desenvolvimento contínuo da indústria do aço, a subestação de energia sem guarda no sistema de energia será amplamente aplicada, para obter um controle mais rigoroso de várias informações dentro da subestação, mas o monitoramento de temperatura da subestação de energia para os principais equipamentos ainda está em estágios iniciais, o âmbito de monitoramento é pequeno, especialmente no monitoramento de temperatura de equipamentos fechados, ainda mais na "zona cega", o nível técnico também é relativamente atrasado. Não pode ser ligado diretamente ao dispositivo de carga de alta tensão, a baixa precisão requer inspeção, também requer pessoas no local para mostrar o efeito, e é apenas adequado para equipamentos nus; No entanto, o modelo é mais seguro. Os métodos tradicionais de medição de temperatura não atendem às exigências de monitoramento em tempo real de locais críticos no equipamento principal por estações não tripuladas. Desenvolver um sistema de medição de temperatura seguro e confiável para uma ampla gama de aplicações, monitoramento em tempo real da temperatura em partes críticas de equipamentos importantes (especialmente dispositivos fechados), detecção oportuna do risco de falhas e medidas para prevenir a expansão dos acidentes é importante para garantir o funcionamento seguro da rede elétrica.

2 Princípio e características técnicas de vários sensores de temperatura sem fio comumente usados ​​no armário de comutação de alta tensão de 35kV

2.1 Princípio da medição de temperatura sem fio

Os princípios básicos da medição de temperatura sem fio são: sensor de temperatura, sensor de temperatura infravermelho, sensor semicondutor, sensor de temperatura de superfície, sensor sem fio passivo. O princípio de funcionamento do sensor térmico é que a resistência vai mudar com a mudança de temperatura, o termistor é altamente sensível e pode facilmente detectar mudanças de temperatura; A desvantagem é que a resistência é não linear, os requisitos da faixa de temperatura são rigorosos, os componentes são fáceis de envelhecer, a vida útil é relativamente curta e, com a diminuição da vida útil, a precisão e a estabilidade também diminuem. O termômetro infravermelho é caracterizado por não ter contato e não interferir com o estado do objeto de medição; Sua desvantagem é a vulnerabilidade a fatores como temperatura, umidade e radiação. Os sensores semicondutores têm maior precisão, mas têm um tempo de resposta mais lento do que os termostores. As vantagens dos sensores semicondutores são a alta segurança, a alta precisão de reconhecimento e a maior confiabilidade. Ele é caracterizado pela medição passiva da temperatura e pelo uso de métodos de transmissão sem fio para medir a temperatura do gabinete de comutação. Sua vantagem é que o volume é pequeno e o consumo de energia é baixo, mas sua desvantagem é que a distância de transmissão do sinal é curta e não há obstáculos durante a transmissão, se o ponto de medição ocorrer um deslocamento ou vibração, isso causará mudanças de fase, afetando assim a precisão da medição da temperatura. Os sensores passivos sem fio usam a captação de energia para obter a energia necessária para o sensor, eliminando a captação de energia da bateria e do CT convencional. O uso de isopotenciais para alcançar a segurança e confiabilidade da rede de alta tensão, a tecnologia EH tem características de ciclo, baixo consumo de energia e outras, é a direção de desenvolvimento da medição de temperatura sem fio no futuro.

2.2 Características técnicas da medição da temperatura

Aqui estão as características técnicas do sistema de medição de temperatura sem fio passivo, isto é, quando a linha mãe passa pela corrente alternada, um campo magnético alternado é formado perto da linha mãe, geralmente esses campos magnéticos são liberados para o ar e não podem ser explorados. Agora, uma barra metálica especial é instalada na linha principal, permitindo que a energia do campo magnético flua através da barra metálica, enquanto há uma bobina na barra metálica que, quando a corrente se junta, a MCU libera corrente suficiente para transferir o calor para a MCU usando a rede sem fio. O sensor usa um campo magnético de corrente alternada inutil para fornecer energia ao MCU, permitindo que ele trabalhe por longas horas sem bateria, com uma vida útil de mais de 10 anos e basicamente sem necessidade de reparação. Ao contrário da folha de aço de silício comum, a folha de aço de silício tem uma linha reta, uma corrente e uma corrente secundária são lineares, quando uma corrente é grande, a corrente secundária é absorvida por uma grande quantidade de corrente secundária, o que resulta em que a corrente secundária não pode ser liberada, causando perigo. Os sensores passivos sem fio usam uma liga especial que tem um pequeno alcance linear, o campo magnético atinge rapidamente um estado de saturação, a corrente primária continua a aumentar e a corrente quase não cresce, portanto, não é necessário um dispositivo de aquecimento e não produz vortices e aumentos de temperatura.

O termômetro passivo sem fio, seu volume menor, após a instalação, sua altura e a altura do anel de ferro de contato dinâmico, basicamente não terá nenhum efeito na distância de isolamento, nem afetará a segurança do dispositivo elétrico. O sinal do sensor passivo sem fio deve sair do armário de comutação, a mais de vinte metros de distância, então não há nenhum dispositivo de recepção instalado no armário de comutação, nem cabos, nem antenas, apenas um sensor, não terá qualquer efeito na segurança dos aparelhos elétricos. Atualmente, a maioria dos equipamentos de sensor sem fio do nosso país usa componentes de sensor digital importados de alta precisão e todos usam medição de temperatura por contato. O sensor permite medições rápidas das mudanças de temperatura perto dos pontos de aquecimento, aumentando a precisão. Todos os processos de transmissão de dados são verificados e os dados verificados são apagados para que não haja temperaturas erradas devido à transmissão. Pequeno, pode ser montado em contato dinâmico, contato estático, entrada e saída do transformador, barra de faca e outras partes, uma forma de instalação de vários sensores para facilitar a construção.

Todos os números de fábrica dos sensores são fixos, basta que sejam combinados no dispositivo de recepção, sem coordenação prévia nem reparação e substituição específicas. Os sistemas de sensores usam a tecnologia de múltiplos locais de frequência. Cada sensor usa a mesma banda para se comunicar e a banda necessária não excede 20 ms. Os sensores de temperatura passivos sem fio usam a mesma arquitetura de comunicação com outros sensores ambientais, como temperatura e umidade, exibição elétrica, aspiradores de umidade, sensores de deslocamento e outros, para compartilhar um único dispositivo de recepção, facilitando a instalação do sensor para coletar outras quantidades físicas no futuro. Interfaces padrão como MODBUS e 61850 também são integradas para permitir a comunicação com outros fabricantes. Oferece uma variedade de interfaces de compartilhamento para compartilhar dados em outras plataformas. Com interface de comunicação RS485, interface de comunicação TCP / IP, interface de comunicação RS232. Para a conveniência do usuário, existem várias interfaces de exibição, com caixas de comutação separadas e interfaces de exibição de substâncias, e podem concentrar os dados de toda a província no servidor. O termômetro passivo sem fio supera a desvantagem da insuficiência da alimentação da bateria e fornece mais energia, de modo que a transferência de dados pode ser realizada mesmo em temperaturas mais altas. O intervalo de temperatura é de -45 a 125 graus Celsius, e os fabricantes continuam a melhorar, e a temperatura no futuro será de -45 a 135 graus Celsius.

3 Aplicações de tecnologia de medição de temperatura sem fio passiva em armários de interruptor de alta tensão de 35kV

Para melhorar o trabalho de manutenção da substância e resolver o problema de aquecimento do armário de interruptor de alta tensão, o sistema de medição de temperatura sem fio foi escolhido. De acordo com as regras relevantes, em combinação com as condições reais do gabinete de interruptores de alta tensão de 35 kV para a depuração de campo, testes, coleta de dados, análise, verificou que o sistema é confiável e prático. Após a adoção da tecnologia de medição de temperatura sem fio, o substation controla eficazmente o problema de aquecimento do gabinete de interruptor de alta tensão de 35 kV, garantindo a segurança do fornecimento de energia.

4 Sistema de medição de temperatura sem fio da Anchorage

4.1 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

4.2 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.

1. 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.

4.3 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.

5 Palavras finais

Resumindo, o atual gabinete de interruptor de alta tensão de 35kV é difícil de atender aos requisitos com a tecnologia de medição de temperatura sem fio convencional. O gabinete de comutação de alta tensão é um dispositivo chave no sistema de energia e, se ocorrer uma falha, causará um grande impacto. O gabinete de interruptor de alta tensão de 35 kV usa tecnologia de medição de temperatura sem fio para medição, instalação fácil do equipamento de medição, resultados de medição rápidos, mais em conformidade com o rápido desenvolvimento da tecnologia atual. Na futura tecnologia de medição de temperatura, os problemas que surgem durante o uso devem ser resumidos e pesquisados em combinação com as condições reais de aplicação e o sistema de medição de temperatura deve ser aperfeiçoado em aprendizagem e exploração contínuas.

Sistema de medição de temperatura em linha para armários de interruptor de alta tensão 35kV

Sistema de medição de temperatura em linha para armários de interruptor de alta tensão 35kV