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10kV高壓開關柜無線測溫系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

時間:2023/5/22閱讀:549
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摘要:本文提出了一種小型車輛開關柜的無線溫度測量系統(tǒng),包括小型車輛觸點套管上的溫度傳感器、小型車輛觸點周圍的電流傳感器、溫度傳感器和電流傳感器分別連接數(shù)據(jù)接收處理器、小型車輛開關柜上的數(shù)據(jù)接收處理器;數(shù)據(jù)接收處理器連接通信模塊、遠程報警單元、遠程報警單元電連接終端設備。無線溫度測量系統(tǒng)結構簡單,可遠程及時監(jiān)控小型車輛觸點的工作,通過顯示設置及時顯示小型車輛開關柜上的溫度電流信息,便于操作和維護人員檢查,及時了解小型車輛開關柜內的工作情況,確保小型車輛觸點的安全運行。


關鍵詞:高壓汽車開關柜;無線測溫系統(tǒng);電磁干擾

引言

在高壓開關柜的使用過程中,母線連接點、柜內接觸點和動靜觸頭電路產(chǎn)生的熱量過大,容易發(fā)生火災事故和停電事故。因此,做好高壓開關柜內的溫度監(jiān)測工作非常重要。由于高壓設備中存在裸電壓,傳統(tǒng)的溫度監(jiān)測方法無法解決高壓絕緣問題,無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)采用無線波傳輸信息,無需接線和使用高壓設備,無需采取相應的絕緣措施,可解決高壓設備溫度監(jiān)測問題,分析討論了高壓汽車開關柜無線溫度測量系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)。

一無線溫度測量系統(tǒng)設計的重要性

10kV高壓柜是電力系統(tǒng)不可huo少的一部分,其安全運行是用戶負荷的重要保證。高壓柜的特點是負荷電流大,容易加熱,需要定期測溫。從結構形式來看,10kV高壓柜分為旋轉刀閘式和小型車型。由于觸點wan全密封,小型車型高壓柜無法觀察柜外的溫度測量,檢查人員只能間接計算柜內是否加熱。溫度傳導損耗導致精度低,無法觀察細微變化,不能滿足安全運行的要求。

二高壓開關柜無線測溫系統(tǒng)設計原理

1系統(tǒng)的主要組成部分

無線溫度測量系統(tǒng)主要由無線溫度傳感器、無線溫度監(jiān)測儀、監(jiān)測中心上位機、通信環(huán)節(jié)組成,其中無線溫度傳感器主要安裝在開關柜面板上,收集各子無線溫度傳感器數(shù)據(jù),處理和存儲,無線溫度監(jiān)測儀采用RS485總線和監(jiān)測中心上位機通信,形成分布式監(jiān)測系統(tǒng)。

2無線溫度傳感器

無線溫度傳感器主要用于測量帶電物體的表面溫度,如監(jiān)測高壓開關柜中的母線接頭和暴露觸電的運行溫度。無線溫度傳感器主要包括測量電路、溫度傳感器、無線調制接口、邏輯控制電路和供電電路,通過無線網(wǎng)絡將溫度信號傳輸?shù)綗o線溫度監(jiān)測儀。無線溫度傳感器體積小,適用于測量開關柜內的溫度熱接頭,可測量開關柜內電纜接頭、觸點和母線接頭的運行溫度。

3無線溫度監(jiān)測儀

無線溫度監(jiān)測儀主要用于溫度傳感器的數(shù)據(jù)收集、存儲、處理、報警信號輸出等,其中監(jiān)控中心的PC機和RS485進行通信。LCD人機交互主要用于顯示當前無線傳感器的無線溫度監(jiān)測信息和溫度數(shù)據(jù)信息,現(xiàn)場用戶可以通過執(zhí)行輸入操作和輸出操作來控制。例如,無線傳感器查詢和設置,無線溫度監(jiān)測儀可用于運行日志的查詢和配置。

4抗電磁干擾

在設計中,無線傳感器布置在接近開關觸點和接頭表面的觸摸臂上。一旦大電流從觸摸臂和母排流過,就會產(chǎn)生相對較大的電磁場,從而影響傳感器的正常運行。為了保證無線傳感器的正常運行,需要采取一定的屏蔽措施。在系統(tǒng)設計中,除了連接天線外,還需要在屏蔽盒中布置電路,以減少運行過程中電磁輻射的影響。溫度傳感器布置在導熱片上,并在其他屏蔽盒中填充剩余的空間。為了保證其良好的絕緣性,傳感器需要用熱鎖管包裹。

圖1.jpg

圖1 小型車型開關柜無線測溫系統(tǒng)結構

圖1是小型開關柜無線溫度測量系統(tǒng)的結構,包括溫度傳感器2和端子箱模塊3電流傳感器4,溫度傳感器2和電流傳感器4分別連接數(shù)據(jù)接收處理器5,數(shù)據(jù)接收處理器5電連接小型開關柜6顯示7;數(shù)據(jù)接收處理器5連接通信模塊8,通信模塊8連接遠程報警單元9;遠程報警單元9電連接終端設備。其中,數(shù)據(jù)接收處理器5包括相互電連接的數(shù)據(jù)接收單元10和數(shù)據(jù)處理單元11。此外,數(shù)據(jù)接收單元10包括溫度數(shù)據(jù)接收單元和電流數(shù)據(jù)接收單元,溫度數(shù)據(jù)接收單元和電流數(shù)據(jù)接收單元分別與數(shù)據(jù)處理單元11連接。其中,數(shù)據(jù)處理單元11與通信模塊8連接。此外,溫度傳感器2為綁定溫度傳感器,綁定溫度傳感器設置在汽車動觸頭套管1上。其中,溫度傳感器2為絕緣溫度傳感器。

三高壓小車開關柜無線測溫系統(tǒng)的實際應用

在該技術方案中,溫度傳感器的設置可以測量汽車觸點的溫度,通過電流傳感器的設置可以測量流經(jīng)汽車觸點的電流;溫度數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)可以通過數(shù)據(jù)接收處理器的設置接收,判斷當前溫度數(shù)據(jù)與電流數(shù)據(jù)的對應關系,確保測量的準確性,避免通信模塊連接的遠程報警單元的誤報;同時,汽車開關柜上設有顯示屏,可實時顯示電流和溫度數(shù)據(jù),方便運維人員查看顯示屏,及時了解汽車開關柜內汽車觸點的加熱和電流,確保汽車開關柜的安全運行;同時,遠程報警單元與終端設備相連,終端設備可以是手機或其他設備,方便運維人員通過終端設備及時掌握汽車開關柜的工作條件。

數(shù)據(jù)接收處理器包括相互連接的數(shù)據(jù)接收單元和數(shù)據(jù)處理單元。在技術方案中,數(shù)據(jù)接收單元可以接收溫度傳感器和電流傳感器測量的數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)處理單元可以判斷電流和相應的電流溫度是否在正常范圍內。如果電流在一定值,溫度超過設定閾值,數(shù)據(jù)處理單元將判斷指令和接收的電流和溫度數(shù)據(jù)發(fā)送到通信模塊。

數(shù)據(jù)接收單元包括溫度數(shù)據(jù)接收單元和電流數(shù)據(jù)接收單元,兩者都與數(shù)據(jù)處理單元相連。在技術方案中,數(shù)據(jù)處理單元可以處理電流數(shù)據(jù)接收單元接收的電流數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)接收單元接收的溫度數(shù)據(jù),并將處理后的指令、電流數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵ㄐ拍K。

數(shù)據(jù)處理單元與通信模塊相連。在該技術方案中,通信模塊可以將數(shù)據(jù)處理單元處理后的指令、電流數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程報警單元。溫度傳感器為綁扎式溫度傳感器,綁扎式溫度傳感器設置在汽車動觸頭套管上。綁扎式溫度傳感器可根據(jù)汽車觸頭套管的直徑進行調節(jié),便于在不同規(guī)格的汽車觸頭上安裝溫度傳感器。溫度傳感器采用絕緣溫度傳感器。這種設置可以使溫度傳感器盡可能靠近汽車觸頭,獲得更真實的溫度值,防止流經(jīng)汽車觸頭的電流對溫度傳感器的影響,保證溫度測量的準確性。

四應用場景

電氣接觸在線溫度測量裝置適用于高低壓開關柜內電纜接頭、斷路器接頭、閘門開關、高壓電纜中間頭、干變壓器、低壓大電流等設備的溫度監(jiān)測,防止氧化、松動、灰塵等因素導致接觸電阻過大,提高設備安全,及時、持續(xù)、準確地反映設備運行狀態(tài),降低設備事故率。

場景.jpg

五系統(tǒng)硬件配置

溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由設備層的溫度傳感器和溫度采集/顯示單元、通信層的邊緣計算網(wǎng)關和站控層的溫度測量系統(tǒng)主機組成,實現(xiàn)變配電系統(tǒng)關鍵電氣部件的溫度在線監(jiān)測。

六結語

綜上所述,該無線測溫系統(tǒng)是一種用于小車式開關柜無線測溫系統(tǒng),通過電流傳感器及溫度傳感器的設置,反映出電流與溫度的關系,保證了測量小車觸頭的溫度數(shù)據(jù)及通過小車觸頭中的電流數(shù)據(jù)的準確性,通過數(shù)據(jù)接收處理器的設置可以判斷在電流值一定的情況下,溫度數(shù)據(jù)超出設定的閾值后,數(shù)據(jù)接收處理器將指令、溫度數(shù)據(jù)及電流數(shù)據(jù)發(fā)送至通信模塊,通信模塊將接收的數(shù)據(jù)發(fā)送至遠程報警單元,便于后臺遠程及時監(jiān)控小車觸頭的工作情況,通過顯示屏的設置可以在小車式開關柜上及時顯示溫度電流信息,便于運維人員查看,及時了解小車式開關柜內小車動觸頭的工作情況,保證了小車動觸頭的安全運行。



【參考文獻】

[1]吳卓文,陳錦培,高壓小車開關柜無線測溫系統(tǒng)設計與實現(xiàn)。

[2]劉朝霞,高壓開關柜無線測溫系統(tǒng)設計[J].電力安全技術2015(7):40-42。

[3]王福凱,蘭西柱,董瑞琦,等,高壓開關柜無線測溫系統(tǒng)設計[J].工礦自動化,2012(7):108-112

[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022.05版。


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