Una breve discussione sulla progettazione e l'applicazione di un sistema di misurazione della temperatura wireless in apparecchiature di commutazione ad alta tensione

Riassunto: L'apparecchio di commutazione ad alta tensione è un'importante apparecchiatura elettrica della sottostazione.È responsabile delle doppie funzioni di chiusura e disconnessione delle linee elettriche e di protezione della sicurezza del sistemaL'apparecchiatura di commutazione ad alta tensione opera in un ambiente ad alta tensione, a grande corrente e a forte campo magnetico per lungo tempo.L'ossidazione e la resistenza al contatto spesso causano il riscaldamento dei contatti e una temperatura troppo elevataSe non viene individuato e curato in tempo, può causare gravi incidenti come incendi, interruzioni di corrente, ecc.il problema del monitoraggio della temperatura in tempo reale negli armadi degli interruttori ad alta tensione è diventato un problema urgente da risolvere nel sistema elettricoL'articolo sulle questioni pratiche propone un sistema di misurazione della temperatura wireless per armadi di commutazione ad alta tensione basato su un microcomputer a singolo chip.Il sistema ha le caratteristiche di una struttura semplice, misurazione della temperatura e elevata precisione.

Parole chiave: apparecchiature di commutazione ad alta tensione; sistema wireless di misurazione della temperatura

0Introduzione

Con il rapido sviluppo dell'economia popolare, la domanda di energia elettrica da tutti i ceti sociali è sempre più elevata.il funzionamento sicuro e affidabile delle apparecchiature elettriche è una parte importante della sicurezza della rete elettrica;La maggior parte degli interruttori ad alta tensione ha una struttura chiusa e scarse condizioni di dissipazione del calore.Quando l'apparecchiatura è in funzione per lungo tempo, i contatti dell'apparecchiatura di scambio sono soggetti al riscaldamento, causando l'invecchiamento dei componenti e causando incendi.il fenomeno di surriscaldamento interno degli armadi di commutazione ad alta tensione a struttura chiusa è diventato un problema comune negli armadi di commutazione.

1 Metodo di rilevamento della temperatura di contatto interno dell'interruttore ad alta tensioneattrezzatura

Attualmente le condizioni di riscaldamento dei contatti all'interno dell'impianto di scambio ad alta tensione sono monitorate e le variazioni di temperatura possono essere rilevate in qualsiasi momento,in modo che possano essere trattati prontamente prima che raggiungano temperature pericoloseAttualmente i metodi di rilevamento più utilizzati sono principalmente l'ispezione a T, la misurazione della temperatura dei chip a colori, la misurazione della temperatura deimisurazione della temperatura della fibra ottica e misurazione della temperatura a infrarossiL'ispezione umana si basa principalmente sul termometro a N rosso portatile dell'operatore per misurare la temperatura all'interno dell'armadio degli interruttori ad alta tensione.a causa della struttura chiusa dell'armadio degli interruttori ad alta tensione e dell'ostruzione dei circuiti o dei componenti dell'armadio, la temperatura all'interno dell'armadietto degli interruttori è bloccata, di conseguenza il termometro a infrarossi non può misurare con precisione i dati di temperatura all'interno dell'armadietto.Il metodo di misurazione della temperatura del color chip si basa sui diversi colori del color chip per determinare la temperatura all'interno dell'armadioQuesto metodo non è in grado di riflettere con precisione la temperatura all'interno dell'armadio. Optical fiber temperature measurement uses optical fiber as a temperature sensor and modulates the light intensity passing through the optical fiber through temperature changes to determine the temperature. richiede attrezzature più avanzate come sorgenti luminose, circuiti di trasmissione e ricezione.Il metodo della temperatura I-N rosso determina la temperatura del bersaglio misurato in risposta al cambiamento della radiazione infrarossaQuesto metodo di misurazione della temperatura ha una bassa precisione.questo articolo propone un sistema di misurazione della temperatura wireless per armadi di interruttori ad alta tensione basato su un microcomputer a singolo chipQuesto sistema ha le caratteristiche di una misurazione accurata della temperatura e di una facile installazione.

2 Progettazione complessiva del sistema

2.1 Requisiti di progettazione del sistema

L'apparecchiatura di commutazione ad alta tensione è un'importante attrezzatura del sistema elettrico.Funzionano per lungo tempo in un ambiente con forti rumori elettromagnetici e presentano elevati requisiti di affidabilità e stabilitàPertanto, per l'ambiente di funzionamento speciale delle apparecchiature di commutazione ad alta tensione, il sistema di monitoraggio deve soddisfare i seguenti requisiti.(1) Può funzionare in modo stabile per lungo tempo senza sostituire frequentemente la batteria2) Può adattarsi a ambienti complessi di rumore elettromagnetico; 3) È piccolo e facile da installare alla posizione di contatto; 4) Il sistema richiede un'elevata affidabilità.

2.2 Piano generale di progettazione del sistema

Il sistema di misurazione della temperatura senza fili per gli armadi degli interruttori ad alta tensione di cui al presente articolo comprende principalmente tre parti: un modulo di misurazione della temperatura senza fili, un raccoglitore di asciugamani,e un server hostIl modulo di misurazione della temperatura wireless è installato ai contatti dell'armadio degli interruttori ad alta tensione per rilevare la temperatura di contatto,e Il segnale di temperatura rilevato viene inviato al collettore di temperatura in modalità wirelessIl collettore di temperatura è collegato al server del computer ospitante tramite una rete cablata.e trasmette la temperatura dei contatti in alta tensione switch cabinet al server host in tempo realeIl computer ospitante può realizzare l'interruttore ad alta tensione. può visualizzare, memorizzare, allarmare e consultare i dati storici dei dati di temperatura del gabinetto,completando così il rilevamento e l'allarme anticipato della temperatura di scossa elettrica nell'armadio degli interruttori ad alta tensione.

Figura 1 Architettura del sistema di misurazione della temperatura senza fili per gli interruttori ad alta tensione

per il modulo di acquisizione della temperatura del computer inferiore, è costituito principalmente da un modulo di controllo del microcomputer a singolo chip, un modulo di sensore di temperatura, un modulo di trasmettitore wireless,e un modulo di alimentazioneLa sua struttura è illustrata nella figura 2.

Figura 2 Architettura di acquisizione della temperatura

3. UncrelSoluzione di sistema di monitoraggio della temperatura online

3.1 Una panoramica

Il dispositivo di misura della temperatura in linea per contatto elettrico è adatto per il monitoraggio della temperatura delle giunzioni del cavo, dei contatti degli interruttori, degli interruttori a coltello, delle estremità intermedie del cavo ad alta tensione,trasformatori a secco, apparecchiature a bassa tensione e ad alta corrente in armadi di interruttori ad alta e bassa tensione per prevenire l'ossidazione dovuta all'ossidazione durante il funzionamento. , scioltezza, polvere e altri fattori causano eccessiva resistenza al contatto e riscaldamento, che diventa un pericolo per la sicurezza.riflettono in modo continuo e accurato lo stato di funzionamento dell'apparecchiatura, e ridurre i tassi di incidenti delle attrezzature.

Il sistema wireless di misurazione e monitoraggio della temperatura Acrel-2000T comunica direttamente con l'apparecchiatura nello strato di stazione attraverso il bus RS485 o Ethernet.La progettazione del sistema segue lo standard internazionale Modbus-RTU, Modbus-TCP e altri protocolli di trasmissione, e la sicurezza, l'affidabilità e l'apertura sono tutti raggiunti. notevolmente migliorato.,funzionalità di impostazione a distanza, allarme di eventi, curva, grafico a barre, report e gestione utente; può monitorare lo stato di funzionamento dell'apparecchiatura del sistema di misurazione della temperatura wireless,ottenere una risposta rapida all'allarme, e prevenire gravi guasti. .

3.2 Luoghi di applicazione

È adatto per il monitoraggio della temperatura delle attrezzature di potenza nell'ubiquità dell'energia Internet of Things, impianti siderurgici, chimici, cemento, data center, ospedali, aeroporti, centrali elettriche,miniere di carbone e altre fabbriche e miniere, e stazioni di trasformazione e distribuzione di energia.

3.3 Struttura del sistema

Diagramma della struttura del sistema di monitoraggio online della temperatura

3.4 Funzioni del sistema

Il sistema di misurazione della temperatura Acrel-2000T è installato nella sala di monitoraggio del servizio e può monitorare da remoto lo stato della temperatura di esercizio di tutte le apparecchiature di commutazione presenti nel sistema.Il sistema ha le seguenti funzioni principali::

3.4.1 Visualizzazione della temperatura

Visualizza il valore in tempo reale di ciascun punto di misura della temperatura nel sistema di distribuzione dell'energia e può anche visualizzare i dati da remoto tramite computer WEB/app per telefono cellulare.

3.4.2 Curva di temperatura

Visualizzare la curva di tendenza della temperatura di ciascun punto di misurazione della temperatura.

3.4.3 Eseguire il rapporto

Interrogare e stampare i dati di temperatura in ogni punto di misurazione della temperatura.

3.4.4 allarme in tempo reale

Il sistema può emettere allarmi per temperature anormali in ogni punto di misurazione della temperatura.I metodi di allarme includono finestre pop-up, allarmi vocali, ecc. Può anche inviare messaggi di allarme tramite SMS/APP per ricordare prontamente al personale in servizio.

3.5 Configurazione hardware del sistema

Il sistema di monitoraggio online della temperatura è composto principalmente da sensori di temperatura e unità di acquisizione/visione della temperatura a livello di apparecchiatura, gateway di edge computing a livello di comunicazione,e sistema di misurazione della temperatura al livello di controllo della stazione per realizzare il monitoraggio della temperatura in linea delle principali parti elettriche del sistema di trasformazione e distribuzione dell'energia.

Referenze:

[1] Acrel Enterprise Microgrid Design and Application Manual. Versione 2022.05