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                无源无∞线测温系统设计及在高压开关柜中的应用
                来源:正瑞电子        浏览:188         发布日期:2022-08-27

                摘要

                发电厂、变电站的高压开关柜在电力系统中起着发电、输电、配电和电能转换过程中开合、控制和保护作用。随着电网设备技术的发展,高压开关柜也得到广泛的使用。温度是表征开关柜运行正常的一个重要参数,开关柜在长期运行过程中,开关的触点和母线连接等部位因老化导致接触电阻过大而发热,而这些发热部位的温度很难监测,并且由于高压①开关柜的密闭性,因此难以测量运行中柜内接(触)头的实际温度,如不及时发现并处理接(触)头过☉热性缺陷,严重威胁电力安全生产。开关柜设备长期的超温运行,会降低设备的性能及使用寿命,引发设备故障,影响电网的正常运行,甚∴至引起电气火灾,造成巨大经济损失。

                高压开关柜的温度在线监测越来越得到用户的认可和重视,目前感应取电无源无线温度在线〖监测系统在高压开关柜上得到广泛应用,无源无线测温传感器安装维护方便,组网简单,实时在线,可以代替传统的人工定期巡检的方式,及时发现◆电力设备的温度异常,保证设备安全运行。

                概述:

                无源无线测温系统主要由无源无线温度传感器、无线温度监测装置、无线测温监测主机及软件系统等组成,实现高压开☆关柜关键电气部位的温度在线监测。

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                1、无源无线传感器的设计

                无源无线测温传感器的感应电源采用小CT磁饱和技术由一次电流感应出电源。充分利用〖高压开关柜内三相母线电流产生的大量电磁能,根据电流互感器模型进行设计。当通过电流保持在3A-5000A之间,感应电源即可不间断提供给传感器稳定的工作电压,消除了电池供电需要停电更换的弊端,大大减少了维护工作量。

                能量来源:传感器利用一次回路电流取电,能量供给远远不断,温度采样速率随意设定。

                 超低功耗设计:主芯片采用美国TI公司,功耗低,低可至0.03mw,区别于传统的感应供电,不存在发【热现象。

                 温度传感器一次回路取能范围大大加宽:只用2a就可启动,高至10000A,完全满足现有市场的开关柜负荷要求(现有市场的开关柜设计负荷高可至6000A),基本无盲区。

                外观设计:超精小化设计,适合所有的开关◤柜及电缆接头等多种部位的温度监测,无需根据不同测温位置,不同开关负荷选用不同规格尺寸,不同▆技术参数的传感器,大大节省了供货难度和供货时间,同时现场安装更方面快捷,大大缩短了现场安装时间。

                测温元件:采用耐高温、高精度热敏电阻,测ㄨ温范围宽至-40℃~+200℃,精度 ±1%

                2、无源无线测温传感器的软件设计

                无源无线传感器的软件采用C语言进行编程,编程需要注意□ 规范,代码简洁易读,传感器为低功耗设计,需要控制好整个电路系统的功耗,及时对单片机和外设进行休眠或电源关断,使得系统空闲时◎电流消耗不超过2uA

                为了保障传感器系统的可靠运行,需要正确配置单片机的看门狗,保证不会出现传感器死机的情况。此外还要防止传感器通信碰撞,提高通信抗干扰性能,采用随机延时的算法进行温度上报,并对通信数据进行CRC校验,滤除异常』数据卐。

                3、无源无线传感器的主要性能与安装

                按照々以上的原理和方法设计出的无源无线测温传感器ZRDTS-6,可在一次回路电流在5~5000A范围内取电工作,每15秒(时间可以根据用户需求设█置)进行一次测量发热点温度并无线上传至柜面安装的显示单元。传感器温度测量范围为-50~+125℃,精度高达±1℃,测温分▼辨率0.1℃,体积小巧,安装方便,抗干扰性能强,广泛应用于高压柜电气接头测温。

                下图为安装图片

                                       63097c57f013e.jpg63097c5d26383.jpg

                5、无线测温接收装置主要功能

                可用于高压开关柜触点及接点、刀闸开关、高压电←缆中间接头、变压器、低压大电流等设备的温度监测。用于接收无源无线温度传感器(DTS-6)发射的无线数字信号, 并将信】号转换成电信号,经内部电路处理,通过显示№屏显示当前所测温度,可以实现250个无线温度传感器的数据采集。同时通过RS485通讯上传到监控主机,使运行人员能够对温度进行实时在线准确地巡检↓,对高压电气设备接点温度状态能够及时地掌握。可以根据用户设定预警、报警温度值,实现高温预警、超温告警、相间温差报警、温度突变量告警等功能,装置可存储200条告警★记录,同时告警时继电器出口可以控制声光报警器,帮助用户及时发现故障,尽快分析查找设备故障原因,恢复■正常供电。所有测量数据都可以通过485接口及∮标准Modbus-RTU协议接入边缘计算网关,实现网络组网,将数据上传至无线测温监测系统主机。

                6、无线测温在线检测系统ZRMSCADA V3.0的功能

                ZRMSCADA在线监测软件分为通讯模块,监控模块,组态设计模块组成。

                通过该软件,能够与不同协议的终端仪△表通讯,并将数据写入SQL数据库,可查询历史记录,曲线,报警窗口弹出,打印等。同时能够实现局域网内客户端查看数据。

                系统具有以下功能:

                1)电气监控系←统分布图:在显示界面可以显示一次系统模拟图。

                2)温度监测:在监控系统上集中显示被测各点的温度值。

                3)报警功能:实际测量到的参数值超过报警值时进行声光报警,并带有语音报警功能。

                4)故障显示:被测设备温度点的位置非正常工作时显示故障。

                5)数据库功能:存储↓所有被测点的各个时刻的温度值,以便进行历史查询历史曲线显示。

                6)权限管理:可进行权限设置。运行数据的设定、修改等需经有使用权限的〗系统操作人♀员操作方生效。

                7)远程通信:系统提供 RS485 总线通讯方式,以满足远程通信。



                总结语

                无源无线测温◤系统在高压开关柜温度监测的应用,解决了长期以来高压开关★柜需要人↘工现场测温,开关柜内部温度无法测量等问题,大大减少了设备检修停电次数和时间,减轻了日常巡检的工作量,提高工作人员自身安全性。无源无线测温系统能及时▲发现各关键点部位的温度异常状况,避免连接部位老化或接触电阻过大ㄨ而产生过热现象,为电力安全生产和供电提供了有力保证,提高了设备的智能性。


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