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浅谈无线测温技术在变电站中的应用

发布时间:2020-08-17   点击次数:47次

摘要本文介绍了无线测温技术的系统方案,并简要分析了其在变电运行设备管理中所带来的经济效益和社会效益。

关键词:无线;方案;状态检修;效益

随着无人值守变电站越来越多,传统变电站综合自动化系统采集的数据已经不能满足要求。例如:目前普遍使用的小车式开关柜,其断路器与开关柜之间采用插头连接,长期的大电流、触头老化等因素易致其接触电阻变大,从而造成触头温升过高导致连接点发热并形成恶性循环:温升、膨胀、收缩、氧化,电阻变大、再度升温直至甚至烧毁等现象酿成事故。通过建设变电站运行温度在线监测系统,运行人员能够在短时间了解设备的运行情况,及时处理事故隐患,做到防范于未然。

目前专门用于高压母线、高压开关及电接触发热测量的仪器还很少。温度监测的办法,一种是在高压电接触表面涂一层发光材料,通过观察其颜色变化来大致确定温度范围,这种方法准确度低、可靠性差,不能进行定量测量:另外一种办法是利用辐射特性的红外热像仪,准确度较高,但需要光学器件,在高压开关柜等特定场合使用不太方便,而且价格较高,推广应用有一定困难。两种方式都需要人工巡查,不能实时得到温度数据,起不到温度实时报警功能。

目前,许多电力公司正在推广光纤测温系统,虽然光纤能够承受一定电压,但是在空气湿度相对比较大或出现雾水、霜露的情况下会给电气造成安全隐患。相对比而言,利用无线传输的方式测量高压环境温度更可行,可按实际情况分布所要测量的位置,为随意一定、拆装、增减测温点的个数提供了方便。

1、系统方案

变电站无线运行温度在线监测系统的结构分为三层,主站层、通信层和设备间隔层(见图1)。

主站层负责对测温数据的采集、统计、分析和计算,并自动生成报表,支持打印功能。同时,主站层设备支持数据远传,可将变电站内的温度数据远传至供电局的监控、调度或者是集控站,以实现无人值守。通信层将每个测量点的温度数据通过短程无线自动网通信将数据上传至现场管理机,由于采用无线通信技术,施工量很小,无需敷设通信电缆,节省了设备安装时间,特别适用于老站的改造,也解决了因通信电缆附着在被测量体表面因发热而被烧坏的现象。

设备间隔层安装在被测物体表面。它由两部分组成:一是温度测量部分,利用安装在测量点的温度传感器对设备运行温度进行测量,然后将测量的模拟温度数据转化为数字信号;二是无线通信模块、负责将采集的温度数据以短程无线方式传送至现场的管理机。

 

图1 无线测温系统工作原理

主要特点有:

1.采用分层、分布、分散式结构。系统组态自由灵活,可根据实际情况随意扩充或删减而无需重构系统。软件采用面向对象的编程技术,人机交流界面友好,易于操作和维护。

2.使用无线传输方式对多个数据采集点实现集中监测,每台现场管理机可负责管理多个测温终端,测温终端与现场管理机之间采用无线通信,无任何线缆连接,施工快捷方便,既适用于老站改造、又适用于新建变电站。

3.采用无线、以太网等多种通讯方式相结合,系统易于扩展。根据需要,系统可支持无线、以太网等多种通信方式,能将后台系统的温度数据远传至调度中心或集控站,适应无人值守变电站的要求。

4.标准协议可直接融入“综合自动化”运行,亦可自成系统,系统支持多种通信协议,能与多个系统联网,如MIS、综合自动化系统、调度系统。

5.稳定可靠的智能温度传感器,温度传感器经过特殊处理,抗干扰能力强,大大增强了通信可靠性。为适应不同安装场合和不同安装方式,开发多种温度传感器的外壳,如:金属不锈钢壳、铝合金壳、阻燃工程塑料外壳等,可方便的安装在户外开关、铜母排、断路器刀闸接点、电缆接头、断路器触点等部位。

6.方式可设置监控后台画面推报警窗、声音、光信号报警等多种方式,报警记录在监控后台可查询、打印。

7.可实时、在线采集温度数据,数据采集和发送间隔可通过定值整定方式实现,用户可根据实际需要灵活整定。

8.测量点和接收点无直接关系,无需考虑绝缘问题,也省去在开关柜内走线的烦恼。

2、经济效益分析

降低电力生产维护成本是电力企业一项长期工作。无人值班变电站的增多、地理位置分散、人员的减少、管理范围的加大等促使企业进一步降低管理成本。本系统建成运行后节省检修费用35万元,而直接的社会效益更大。

 

通过以上分析可以看出,无线测温系统运行后,将通过实时数据及历史数据分析,加强设备管理,达到状态检修目的,提高供电可靠性,多供少损;可以提高工作效率,节省人力;提高生产安全性;提高服务水平和企业形象,提高企业市场竞争力。可以预期,无线测温系统的成功运行,将确定经济效益和社会效益的双丰收。

  1. 安科瑞无线测温产品介绍

3.1测温传感器

a.电池供电型无线温度传感器

安装于发热部位,采集温度量并通过无线方式传输的传感器。

目前无线温度传感器有三款:

 

b.CT感应取电无线温度传感器

安装于断路器触头、母排、电缆搭接点等大电流处,采集温度量并通过无线方式传输的传感器。

目前无线温度传感器有两款:

 

3.2接收/显示单元

a.接收单元

 

b.显示单元

 

【参考文献】

[1]张成林.变电站设备状态检修现状分析及前景展望[J].电力安全技术,2004,10。

[2]陈晨,浅析无线测温技术在变电站的应用。

[3]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2019.11版。

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