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基于無線測溫系統(tǒng)在高壓電氣設(shè)備上的應(yīng)用研究

更新時間:2024-12-13瀏覽:65次

摘要:隨著鋼鐵企業(yè)的快速發(fā)展,對電力的需求也越來越大。許多供電設(shè)備需要常年運(yùn)行,而一些設(shè)備,如變壓器、傳輸電纜、高壓開關(guān)等連接部件容易因發(fā)熱而損壞。因此,如何對供電設(shè)備的溫度進(jìn)行的監(jiān)測,已成為鋼鐵企業(yè)發(fā)展中要解決的首要問題?;诖耍疚奶接懥藷o線測溫系統(tǒng)在高壓電氣設(shè)備中的應(yīng)用,僅供參考。

關(guān)鍵詞:無線測溫系統(tǒng);高壓電氣;優(yōu)勢;溫度傳感器

0引言

隨著科技的不斷發(fā)展與進(jìn)步,很多新興技術(shù)被應(yīng)用到鋼鐵企業(yè)的電氣控制系統(tǒng)中。電力系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中會有大量的熱量產(chǎn)生。而如何調(diào)控整個系統(tǒng)的溫度是電力發(fā)展過程中首先要解決的問題。在變電站中,由于工作的特殊性,會涉及到許多重要的設(shè)備、儀器。而這些設(shè)備的造價較高,且大多使用壽命較長,在使用的過程中很容易出現(xiàn)設(shè)備損壞的情況。同時,由于在發(fā)電過程中會產(chǎn)生一定的熱量,若不能及時被疏散,將會引起局部的溫度過高,甚至引起火災(zāi),對員工和企業(yè)的生命以及財產(chǎn)安全帶來嚴(yán)重的威脅。

1無線測溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

無線測溫系統(tǒng)就是可以自主、實(shí)時的對溫度進(jìn)行監(jiān)控,若發(fā)現(xiàn)溫度過高,便會給工作人員傳達(dá)信息,好讓工作人員可以及時的調(diào)控溫度。無線測溫系統(tǒng)由實(shí)時監(jiān)測溫度(溫度傳感器)和負(fù)責(zé)傳輸并顯示結(jié)果的兩個結(jié)構(gòu)組成。其與以往常規(guī)的測溫系統(tǒng)相比,沒有具體的傳輸設(shè)備,優(yōu)勢在于利用無線的方式將信息進(jìn)行傳達(dá)。溫度傳感器所處的位置一般在電纜接頭、高壓開關(guān)柜、保險絲等接口處,其能夠直接檢測此部分的溫度,之后將監(jiān)測的溫度結(jié)果借助無線技術(shù)傳輸、顯示在控制分析器件中。此外,高壓和低壓的各自工作部分需要采用電氣隔離,以保證測溫系統(tǒng)的安全性,規(guī)避漏電等危險事件的發(fā)生。而接收信息的部分則需安置在特定的位置,并設(shè)置多個信息傳導(dǎo)通道,以便及時接收并顯現(xiàn)出所接收到的溫度信息。此外,因?yàn)榻邮昭b置以及傳導(dǎo)裝置所涉及的種類以及數(shù)量較多,所以還能夠分析處理溫度有關(guān)的信息,然后利用無線網(wǎng)絡(luò)將信息傳導(dǎo)給工作人員,進(jìn)而完成對溫度的實(shí)時監(jiān)控。

1.1溫度傳感器

溫度傳感器主要是將溫度信號轉(zhuǎn)換成電信號,可以測量電路、邏輯控制電路、供電電源等,并具備防水防塵效果,可適應(yīng)長時間工作。但要注意測量期間,需要將溫度傳感器與待測物體表面密切接觸(可采用耐高溫尼龍絲或粘貼的方法),減少測量誤差,并封裝高溫和高熱縮管,以適應(yīng)高溫工作。此外,為了保證溫度傳感器的線性工作范圍,應(yīng)選用-55~130℃的傳感器,并根據(jù)不同的工作場所、環(huán)境,合理的控制精準(zhǔn)度和誤差。

1.2無線溫度檢測器

目前的無線溫度檢測器實(shí)現(xiàn)了多個信息接收通道,使其可以同時顯示、處理多個方位的監(jiān)測數(shù)據(jù)。在檢測器中,設(shè)有由工作人員預(yù)先設(shè)置的故障處理模塊和閾值判定模塊,一旦監(jiān)測的數(shù)據(jù)與設(shè)定的閾值不符合,則會直接傳輸至故障處理模塊。探測器將顯示警告字樣、高低電平、驅(qū)動報警指示燈、聲音等。此外,無效溫度檢測儀還可以進(jìn)行信息傳輸,將數(shù)據(jù)線或串口/并行通信芯片連接到計算機(jī)上,可以遠(yuǎn)程監(jiān)控,同時分析多種工況,以便及時發(fā)現(xiàn)異常情況,及時處理安全隱患。

1.3實(shí)時溫測軟件系統(tǒng)

實(shí)時溫測軟件系統(tǒng)的研發(fā),解決了人力匱乏的問題,減少了人員的工作量,并實(shí)現(xiàn)了實(shí)時溫度測量和實(shí)時數(shù)據(jù)處理、分析,將其與無線檢測系統(tǒng)相連,借助計算機(jī)實(shí)現(xiàn)顯示溫度、與歷史數(shù)據(jù)相比較、存儲數(shù)據(jù)、故障預(yù)警、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)分析等功能,以便幫助工作人員及時明確目前測溫結(jié)果以及異常情況,確保各個設(shè)備正常的運(yùn)轉(zhuǎn),此外,通過計算機(jī)的計算能力以及可視化能力,可以將溫度的變化生動顯示出來,使工作人員直觀的判斷出異常點(diǎn),及時處理,便于維修。

2無線測溫系統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)勢及應(yīng)用范圍

2.1無線測溫系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢

(1)無線測溫系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng),且具備低功耗、低成本、實(shí)時處理能力強(qiáng)、使用復(fù)雜度低等優(yōu)勢,其通信頻段一般在2.3~2.5GHz區(qū)間,處于高頻波段。

(2)無線測溫系統(tǒng)中的溫度傳感器裝有天線,不僅縮小了面積,同時還可以保證工作效率,即通訊效果,并提升了簡便性,方便安裝和使用,加上該測溫系統(tǒng)采用鋰電池供電,會*大限度延長壽命。

(3)無線測溫系統(tǒng)中的傳感器使用二進(jìn)制編碼,處理分析更為方便。

(4)無線測溫系統(tǒng)中的溫度傳感器利用了無線傳輸技術(shù),不再需要傳統(tǒng)的外置數(shù)據(jù)線,降低了漏電等安全風(fēng)險,提升整體工作的安全性,同時也因?yàn)椴恍枰糁猛庵脭?shù)據(jù)線,使得目前的無線測溫系統(tǒng)具備較強(qiáng)的抗干擾能力,也不會受到振動、溫度、灰塵等外界影響,提高系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

(5)無線測溫系統(tǒng)中的溫度傳感器與計算機(jī)相連,可以利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和處理,*大限度的節(jié)省了人力,提升工作效率。

(6)信息傳導(dǎo)方面,無線測溫系統(tǒng)使用的是無線通信技術(shù),操作難度小,且對能源的消耗較小,尤其是市場造價低,具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2無線測溫系統(tǒng)的適用范圍

無線測溫系統(tǒng)中采用了ZiBee技術(shù),尤為適用于短距離通信,且隨著技術(shù)的發(fā)展,使其工作范圍包括:35kV以下高壓開關(guān)、110kV以下地下電纜、多種接觸點(diǎn)、繼電器。并于使用過程中注意限制工作電壓。

3無線測溫系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

無線測溫系統(tǒng),作為21世紀(jì)電力行業(yè)的重要發(fā)展,自從問世以來,就在電氣行業(yè)中有很廣泛的應(yīng)用,隨著無線測溫系統(tǒng)的不斷發(fā)展和完善,其工作的效率和產(chǎn)生的效益,被廣大企業(yè)所認(rèn)可并青睞。雖然我國相比英美等發(fā)達(dá)國家腳部的趨勢。

實(shí)例一:

高壓開關(guān)柜即電路中的斷電保護(hù)器,多應(yīng)用于高壓傳輸設(shè)備中的發(fā)電設(shè)備、變壓器、大功率負(fù)載、配電器、傳輸線纜中,傳統(tǒng)電氣行業(yè)中,可以通過較多的設(shè)備來輔助電路控制,其中*為常見的就是對于電路斷電保護(hù)系統(tǒng),即在電路運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)到某種負(fù)荷或溫度過高時,該系統(tǒng)可以自動切斷電路供應(yīng),預(yù)防發(fā)生安全事故,這說明,在高壓設(shè)備中,各個接口都是預(yù)先固定好的,且位置隱秘,更換困難,隨著時間推移,故障發(fā)生率提升,并增加電阻,產(chǎn)生較多熱量,形成惡性循環(huán),降低安全性。如果采用人工測量溫度的方式,無法獲取實(shí)時的信息,還易因經(jīng)驗(yàn)的差異性,忽略潛在的問題,不能及時辨別安全隱患,從而造成安全事故,因此,為了規(guī)避這一不良風(fēng)險,應(yīng)引入無線溫度在線監(jiān)測系統(tǒng),如河北宣化鋼鐵集團(tuán)一樣,從而實(shí)現(xiàn)對變電站高壓開關(guān)柜內(nèi)觸電和電纜接頭溫度的實(shí)時監(jiān)測,及時發(fā)現(xiàn)異常情況,及時對異常溫度過熱的情況進(jìn)行處理,保證安全性,降低安全事故的發(fā)生率。

實(shí)例二:

某化工集團(tuán)備有30MW、60MW、13.5MW不同功率的發(fā)電機(jī)組,數(shù)量1~3臺,作用:工廠供水、供電、供暖,由于負(fù)荷較大,且隨著近幾年工廠用電需求增多,電氣設(shè)備不斷的改造,進(jìn)一步增加了用電的負(fù)荷量,從而使得該企業(yè)在多年以前檢修時發(fā)現(xiàn)發(fā)電組接線部分因過熱而產(chǎn)生的一定程度損壞,增加安全隱患。之后該企業(yè)投入了無線測溫系統(tǒng),將溫度傳感器系統(tǒng)與計算機(jī)相連接,實(shí)現(xiàn)了實(shí)時監(jiān)測的情況,以便于工作人員及時掌握設(shè)備的實(shí)時情況,對于異常現(xiàn)象及時處理,及時排查安全隱患,保證該企業(yè)工廠的安全。

4應(yīng)用場所

適合在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、鋼廠、化工、水泥、數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院、機(jī)場、電廠、煤礦等廠礦企業(yè)、變配電所等電力設(shè)備的溫度監(jiān)測。

5系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

6系統(tǒng)功能

測溫系統(tǒng)主機(jī)Acrel-2000T安裝于值班監(jiān)控室,可以遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)內(nèi)所有開關(guān)設(shè)備運(yùn)行溫度狀態(tài)。系統(tǒng)具有以下主要功能:

1)溫度顯示:顯示配電系統(tǒng)內(nèi)每個測溫點(diǎn)的實(shí)時值,也可實(shí)現(xiàn)電腦WEB/手機(jī)APP遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)。

2)溫度曲線:查看每個測溫點(diǎn)的溫度趨勢曲線。

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3)運(yùn)行報表:查詢及打印各測溫點(diǎn)時間的溫度數(shù)據(jù)。

4)實(shí)時告警:系統(tǒng)能夠?qū)Ω鳒y溫點(diǎn)異常溫度發(fā)出告警。系統(tǒng)具有實(shí)時語音報警功能,能夠?qū)λ惺录l(fā)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。

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5)歷史事件查詢:能夠溫度越限等事件記錄進(jìn)行存儲和管理,方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進(jìn)行歷史追溯,查詢統(tǒng)計、事故分析等。

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7系統(tǒng)硬件配置

溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由設(shè)備層的溫度傳感器和溫度采集/顯示單元,通訊層的邊緣計算網(wǎng)關(guān)以及站控層的測溫系統(tǒng)主機(jī)組成,實(shí)現(xiàn)變配電系統(tǒng)關(guān)鍵電氣部位的溫度在線監(jiān)測。

8結(jié)語

傳統(tǒng)電氣設(shè)備無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時溫度監(jiān)測,也不具備全自動溫度監(jiān)測,設(shè)備落后,難以及時辨別異常溫度升高的情況,降低工作效率,加上部分電氣設(shè)備中的溫度監(jiān)測是定制完成,統(tǒng)一規(guī)格,導(dǎo)致應(yīng)用范圍狹窄,并且缺乏測溫的統(tǒng)一規(guī)定,導(dǎo)致通用型不強(qiáng),尤其是零件出現(xiàn)故障、損害后,難以替換,從而影響推廣性。因此,要想進(jìn)行溫度監(jiān)測的技術(shù)革新,就需要結(jié)合目前實(shí)際情況,包括:高壓電氣企業(yè)的電站設(shè)備、溫度監(jiān)測需求等,制定出符合實(shí)際情況的全自動化溫度監(jiān)測系統(tǒng),確保高壓電氣設(shè)備周期的穩(wěn)定運(yùn)行。無線測溫系統(tǒng)又稱“無線溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)",其具備實(shí)時在線監(jiān)測、工作環(huán)境惡劣、安裝方便、預(yù)警及時等特點(diǎn),可以有效保證高壓電氣設(shè)備的安全性。無線測溫系統(tǒng)由無線溫度傳感器、測溫通信終端(溫度接收儀)、溫度監(jiān)測預(yù)警工作站三部分組成,其中,無線溫度傳感器可以測量接觸點(diǎn)的溫度,無線溫度接收儀負(fù)責(zé)接收各無線溫度傳感器(探頭)測量和發(fā)送出的溫度數(shù)據(jù),通過總線連接,將數(shù)據(jù)上傳至管理計算機(jī),響應(yīng)管理軟件命令,而工作站系統(tǒng)屬于無線測溫客戶端軟件,可以便于實(shí)時觀察到監(jiān)測的結(jié)果,包括溫度數(shù)據(jù)的變化曲線,以便及時發(fā)現(xiàn)溫度過熱、或急劇升溫到設(shè)置報警溫度立即報警。因此,在無線測溫系統(tǒng)的干預(yù)下,工作人員可以及時明確溫度測量結(jié)果,發(fā)現(xiàn)溫度變化,及時鑒別安全隱患,并處理,保證生產(chǎn)設(shè)備的效率以及安全性能,此外,無線傳輸技術(shù)摒棄了外置數(shù)據(jù)線,*大限度減少了傳輸過程中的電容、電感耦合,提升了高壓電氣設(shè)備的使用安全性。并且隨著該項(xiàng)技術(shù)的不斷普及,無線測溫系統(tǒng)已經(jīng)不局限于電氣企業(yè)中,于各行各業(yè)都有了廣泛的推廣,在其作用下,工作人員可以進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管,通過遠(yuǎn)程監(jiān)控,對溫度進(jìn)行高效管理,*大限度的推動了我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

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