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無需電池供電更安全——開關柜智能無線測溫系統
來源:正瑞電子        瀏覽:1039         發布日期:2023-09-22

發電廠、變電站的高壓開關柜在電力系統中起著發電、輸電、配電和電能轉換過程中開合、控制和保護作用。隨著電網設備技術的發展,高壓開關柜也得到廣泛的使用。溫度是表征開關柜運行正常的一個重要參數,開關柜在長期運行過程中,開關的觸點和母線連接等部位因老化導致接觸電阻過大而發熱,而這些發熱部位的溫度很難監測,并且由于高壓開關柜的密閉性,因此難以測量運行中柜內接(觸)頭的實際溫度,如不及時發現并處理接(觸)頭過熱性缺陷,嚴重威脅電力安全生產。開關柜設備長期的超溫運行,會降低設備的性能及使用壽命,引發設備故障,影響電網的正常運行,甚至引起電氣火災,造成巨大經濟損失。

   高壓開關柜的溫度在線監測越來越得到用戶的認可和重視,目前CT感應取電無線測溫系統在高壓開關柜上得到廣泛應用,無源無線測溫傳感器安裝維護方便,組網簡單,實時在線,可以代替傳統的人工定期巡檢的方式,及時發現電力設備的溫度異常,保證設備安全運行。


開關柜智能無線測溫系統主要由無源無線溫度傳感器、無線溫度監測裝置、無線測溫監測主機及軟件系統等組成,實現高壓開關柜關鍵電氣部位的溫度在線監測。

 

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1、無源無線測溫傳感器的設計

無源無線測溫傳感器的感應電源采用小CT磁飽和技術由一次電流感應出電源。充分利用高壓開關柜內三相母線電流產生的大量電磁能,根據電流互感器模型進行設計。當通過電流保持在3A-5000A之間,感應電源即可不間斷提供給傳感器穩定的工作電壓,消除了電池供電需要停電更換的弊端,大大減少了維護工作量。

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能量來源:傳感器利用一次回路電流取電,能量供給遠遠不斷,溫度采樣速率隨意設定。

 超低功耗設計:主芯片采用美國TI公司,功耗低,低可至0.03mw,區別于傳統的感應供電,不存在發熱現象。

 溫度傳感器一次回路取能范圍大大加寬:只用2a就可啟動,高至10000A,完全滿足現有市場的開關柜負荷要求(現有市場的開關柜設計負荷高可至6000A),基本無盲區。

外觀設計:超精小化設計,適合所有的開關柜及電纜接頭等多種部位的溫度監測,無需根據不同測溫位置,不同開關負荷選用不同規格尺寸,不同技術參數的傳感器,大大節省了供貨難度和供貨時間,同時現場安裝更方面快捷,大大縮短了現場安裝時間。

測溫元件:采用耐高溫、高精度熱敏電阻,測溫范圍寬至-40℃~+200℃,精度 ±1% 。

2、無源無線測溫傳感器的軟件設計

無源無線傳感器的軟件采用C語言進行編程,編程需要注意規范,代碼簡潔易讀,傳感器為低功耗設計,需要控制好整個電路系統的功耗,及時對單片機和外設進行休眠或電源關斷,使得系統空閑時電流消耗不超過2uA。

為了保障傳感器系統的可靠運行,需要正確配置單片機的看門狗,保證不會出現傳感器死機的情況。此外還要防止傳感器通信碰撞,提高通信抗干擾性能,采用隨機延時的算法進行溫度上報,并對通信數據進行CRC校驗,濾除異常數據。

3、無源無線測溫傳感器的主要性能與安裝

按照以上的原理和方法設計出的無源無線測溫傳感器ZRDTS-6,可在一次回路電流在5~5000A范圍內取電工作,每15秒(時間可以根據用戶需求設置)進行一次測量發熱點溫度并無線上傳至柜面安裝的顯示單元。傳感器溫度測量范圍為-50~+125℃,精度高達±1℃,測溫分辨率0.1℃,體積小巧,安裝方便,抗干擾性能強,廣泛應用于高壓柜電氣接頭測溫。

下圖為安裝圖片

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5、無線測溫接收裝置主要功能


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可用于高壓開關柜觸點及接點、刀閘開關、高壓電纜中間接頭、變壓器、低壓大電流等設備的溫度監測。用于接收無源無線溫度傳感器(DTS-6)發射的無線數字信號, 并將信號轉換成電信號,經內部電路處理,通過顯示屏顯示當前所測溫度,可以實現250個無線溫度傳感器的數據采集。同時通過RS485通訊上傳到監控主機,使運行人員能夠對溫度進行實時在線準確地巡檢,對高壓電氣設備接點溫度狀態能夠及時地掌握??梢愿鶕脩粼O定預警、報警溫度值,實現高溫預警、超溫告警、相間溫差報警、溫度突變量告警等功能,裝置可存儲200條告警記錄,同時告警時繼電器出口可以控制聲光報警器,幫助用戶及時發現故障,盡快分析查找設備故障原因,恢復正常供電。所有測量數據都可以通過485接口及標準Modbus-RTU協議接入邊緣計算網關,實現網絡組網,將數據上傳至無線測溫監測系統主機。

6、開關柜無線測溫智能監測系統ZRMSCADA V3.0的功能

ZRMSCADA在線監測軟件分為通訊模塊,監控模塊,組態設計模塊組成。

通過該軟件,能夠與不同協議的終端儀表通訊,并將數據寫入SQL數據庫,可查詢歷史記錄,曲線,報警窗口彈出,打印等。同時能夠實現局域網內客戶端查看數據。

系統具有以下功能:

1)電氣監控系統分布圖:在顯示界面可以顯示一次系統模擬圖。

2)溫度監測:在監控系統上集中顯示被測各點的溫度值。

3)報警功能:實際測量到的參數值超過報警值時進行聲光報警,并帶有語音報警功能。

4)故障顯示:被測設備溫度點的位置非正常工作時顯示故障。

5)數據庫功能:存儲所有被測點的各個時刻的溫度值,以便進行歷史查詢歷史曲線顯示。

6)權限管理:可進行權限設置。運行數據的設定、修改等需經有使用權限的系統操作人員操作方生效。

7)遠程通信:系統提供 RS485 總線通訊方式,以滿足遠程通信。

總結語

開關柜無線測溫系統的應用,解決了長期以來高壓開關柜需要人工現場測溫,開關柜內部溫度無法測量等問題,大大減少了設備檢修停電次數和時間,減輕了日常巡檢的工作量,提高工作人員自身安全性。無源無線測溫系統能及時發現各關鍵點部位的溫度異常狀況,避免連接部位老化或接觸電阻過大而產生過熱現象,為電力安全生產和供電提供了有力保證,提高了設備的智能性。

 


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