目前隨著全封閉式高壓開關(guan) 櫃在10kV係統電網中的大量使用,對其可靠性也提出了更高的要求,然而在長期的運行中開關(guan) 櫃內(nei) 部電氣接頭的異常發熱已成為(wei) 影響開關(guan) 櫃安全運行眾(zhong) 多因素中常見的問題。針對目前高壓設備溫度監測的現狀,高壓電氣接點溫度在線監測係統解決(jue) 了在常規的溫度監測手段中所遇到的問題,為(wei) 避免高壓電氣設備事故起到了很好的預警作用。
紅外測溫是非接觸式測溫方式,即利用紅外線點溫儀(yi) 通過對全封閉式高壓開關(guan) 櫃櫃門上的巡視玻璃看窗進行測溫,但由於(yu) 玻璃的反射作用,造成測溫誤差較大,因此該測溫方法是不可行的。針對此問題將玻璃看窗換成價(jia) 格昂貴的紅外線玻璃看窗,解決(jue) 現場的測溫問題,但卻無法實現遠傳(chuan) ,不利於(yu) 集控站實時監測。
將無線測溫探頭固定在封閉櫃內(nei) 待測溫的電氣接頭上,無線接收裝置則放置在櫃外,實現了無線實時測溫,並能夠進行後台監控。該測溫方法的缺點是:封閉式開關(guan) 櫃內(nei) 的運行環境十分惡劣,電磁幹擾嚴(yan) 重,由於(yu) 高壓開關(guan) 櫃各隔室除電纜室玻璃看窗外均采用金屬擋板進行密封處理,降低了無線測溫設備數據傳(chuan) 輸度和可靠性,測溫探頭內(nei) 電池的無線發功率比較小,抗電磁幹擾差,也會(hui) 導致測溫數據傳(chuan) 輸出現錯誤。
該設備抗電磁幹擾、抗腐蝕、耐高溫以及信號衰減比較小、質輕、集信息傳(chuan) 感與(yu) 傳(chuan) 輸於(yu) 一身等,有效解決(jue) 常規檢測技術中無法解決(jue) 的測量難題,但是由於(yu) 一個(ge) 測溫點的價(jia) 格就高達3000元以上,因此在變電站中推廣應用受到一定的製約。為(wei) 解決(jue) 高壓開關(guan) 觸頭處於(yu) 高電壓、高溫度、強磁場的電磁幹擾環境中,實現對觸頭的測溫及測溫裝置造價(jia) 成本過高不易大麵積推等問題,各廠家及科研機構主要針對無線測溫方法中的信號傳(chuan) 輸頻率、抗幹擾性進行了研究,為(wei) 在線測溫方法的多樣性提供了現實的指導意義(yi) 。
超溫遠程報警係統從(cong) 功能角度可以分成三部分:用於(yu) 監測被測電氣接頭溫度的溫度采集模塊、用於(yu) 接收電氣接頭溫度報警的紅外接收模塊、用於(yu) 查看報警信息及其功能設置的顯示終端模塊及後台監控係統。
由溫度傳(chuan) 感器、單片機、紅外發射器、電池等元器件組成。通過模塊內(nei) 的單片機可實現溫度監測、電池電壓檢測以及通過與(yu) 顯示終端模塊的對答功能,實現每一個(ge) 溫度采集模塊ID地址的配置。溫度采集模塊固定在待監測的三相電纜終端接頭附件的金屬導電體(ti) 上,在監測到電氣接頭的溫度達到報警溫度閥值時(溫度閥值設為(wei) 70°),啟動單片機將配置的ID地址及溫度數據組合後編碼調製通過紅外發射器進行紅外數據傳(chuan) 輸。
由單片機、紅外收發器、485通訊等元器件組成。可實現溫度報警信號的紅外數據接收,接收到的數據信號經單片機解碼後通過485通訊接口傳(chuan) 輸到顯示終端模塊。接收模塊的外殼采用磁吸設計,可方便地吸附在金屬櫃體(ti) 的內(nei) 部,確保接收的靈敏性。
顯示終端模塊主要由終端單片機、液晶屏、設置按鍵、LED顯示及485通訊接口、電源、繼電器等元器件組成。紅外接收模塊接收到的數據信號通過485通訊接口傳(chuan) 輸到顯示終端模塊內(nei) 的單片機上去控製相應的LED燈顯示,起到指明某個(ge) 電氣接頭監測點發熱的作用。同時啟動繼電器輸出開出量用於(yu) 給上位機上傳(chuan) 報警信號。
溫度采集模塊的編碼調製采用NEC編碼傳(chuan) 輸協議,其特點:8位地址和8位命令,為(wei) 提高可靠性,地址和命令都分別傳(chuan) 輸2次,第2次為(wei) 反碼傳(chuan) 輸。脈衝(chong) 間隔調製:38kHz載波頻率;每一位時間為(wei) 1.12ms(0)或2.25ms(1),調製采用脈衝(chong) 間隔時間調製每一位。每一個(ge) 脈衝(chong) 都是560uS長度的38kHz載波脈衝(chong) ,占空比為(wei) 1/4或1/3(約21個(ge) 周期),邏輯1:2.25ms,邏輯0:1.12ms,實現高壓櫃內(nei) 每個(ge) 溫度采集器模塊地址的準確性。
長按溫度采集模塊上的按鍵開關(guan) 3s以上,給溫度傳(chuan) 感器單片機輸入高電平信號,單片機芯片采用NEC紅外遙控協議調製成38kHZ載波頻率輸入到紅外線發射器上,紅外接收模塊上的紅外接收器接收到這個(ge) 紅外發射信號後,通過紅外接收器內(nei) 部電路對調製信號進行解調比較後輸出高低電平,還原出發射端的信號波形後輸送給紅外接收模塊內(nei) 部的接收頭單片機芯片,接收頭單片機芯片隨機產(chan) 生8位2進製ID地址信號後采用NEC協議進行編碼調製輸出給紅外發射器,溫度采集模塊上的紅外接收器接收到這個(ge) 信號後經解碼輸入到溫度采集模塊上的單片機芯片上存入這個(ge) ID地址,至此這個(ge) 溫度采集模塊有了準確性ID地址,為(wei) 顯示終端識別這個(ge) 溫度采集模塊提供了先決(jue) 條件,
溫度采集器模塊通過矽膠綁帶方式將溫度傳(chuan) 感器的感溫麵直接貼合固定在被測A、B、C三相電氣接頭上待測電氣接頭附近的金屬導電體(ti) 表麵上。
紅外接收模塊的外殼具有磁吸功能,可吸附在高壓開關(guan) 櫃的內(nei) 壁上可方便紅外接收角度的調整。
顯示終端模塊安裝在高壓櫃儀(yi) 表室內(nei) ,由櫃內(nei) 電源提供工作電源,開出量端子與(yu) 綜合保護裝置的開入量端子連接(圖1)。
電氣接點在線測溫裝置適用於(yu) 高低壓開關(guan) 櫃內(nei) 電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開關(guan) 、高壓電纜中間頭、幹式變壓器、低壓大電流等設備的溫度監測,防止在運行過程中因氧化、鬆動、灰塵等因素造成接點接觸電阻過大而發熱成為(wei) 安全隱患,提高設備安全保障,及時、持續、準確反映設備運行狀態,降低設備事故率。
Acrel-2000T無線測溫監控係統通過RS485總線或以太網與(yu) 間隔層的設備直接進行通訊,係統設計遵循國際標準Modbus-RTU、Modbus-TCP等傳(chuan) 輸規約,安全性、可靠性和開放性都得到了較大地提高。該係統具有遙信、遙測、遙控、遙調、遙設、事件報警、曲線、棒圖、報表和用戶管理功能,可以監控無線測溫係統的設備運行狀況,實現快速報警響應,預防嚴(yan) 重故障發生。
適合在泛在電力物聯網、鋼廠、化工、水泥、數據中心、醫院、機場、電廠、煤礦等廠礦企業(ye) 、變配電所等電力設備的溫度監測。
係統能夠對各測溫點異常溫度發出告警。係統具有實時語音報警功能,能夠對所有事件發出語音告警,告警方式有彈窗、語音告警等,還可以短信/APP推送告警消息,及時提醒值班人員。
近年來,電力係統已發生多起因設備過熱而發生火災和大麵積停電事故。分析表明,我國每年發生的電力事故,有40%是由高壓電氣設備過熱所致;而在采用高壓開關(guan) 櫃和電力電纜的供電係統中,有70%以上的電纜運行故障是因為(wei) 連接部位接觸電阻變大、過負荷等引起接頭溫度過高所致。如某110kV變電站就出現過因饋出線電纜接頭及開關(guan) 一次觸頭發熱起火,燒掉3麵10kV全封閉式高壓開關(guan) 致使全站長時間停電,造成了巨大的經濟損失。地方大型化工企業(ye) 等為(wei) 保證供電的可靠性生產(chan) 的連續性,電纜接頭測溫已成為(wei) 高壓開關(guan) 櫃的標配,但受製於(yu) 技術的可靠性及安裝成本的過高,還未能大麵積推廣,但隨著技術的成熟,成本的降低,相信會(hui) 有很大的市場需求。