Aplicación del sistema inalámbrico de medición de temperatura en equipos eléctricos de alta tensión de la mina de carbón

Ingeniero: Michelle Zhou Tel: 86 18795636361 Correo electrónico: michelle.zhou@email.acrel.cn

Jiangsu Acrel Electrical MFG Co. Ltd

Abstracto:Con el desarrollo continuo de la economía social, el sistema de energía se está moviendo hacia la dirección de alto voltaje y alta capacidad. Las nuevas tecnologías y equipos del sistema de energía surgen en un flujo interminable, y la capacidad de transmisión de energía continúa mejorando. Sin embargo, la carga de energía de alto voltaje transportada por equipos eléctricos de alto voltaje también hace que su propio aumento de temperatura sea el culpable que amenaza la estabilidad de la red eléctrica. La temperatura del equipo se ha convertido en un parámetro importante para el funcionamiento estable de los equipos de transmisión de energía en la red eléctrica actual. Basado en las razones del aumento de temperatura de los equipos eléctricos de alto voltaje, este artículo analiza la estructura y la aplicación del sistema inalámbrico de medición de temperatura, analiza las ventajas y desventajas de su aplicación, Y proporciona ejemplos de aplicación para proporcionar referencia para la operación estable y el desarrollo del sistema de energía de nuestro país.

Palabra clave:Sistema inalámbrico de medición de temperatura; equipo eléctrico de alta tensión; ventajas y desventajas

El equipo eléctrico de alto voltaje en el sistema de energía de nuestro país tiene una variedad de puntos de conexión, como juntas de interruptores aislados, nodos de barra colectora, etc. Debido a los problemas de calidad en el proceso de fabricación o seguridad, muchos dispositivos tendrán problemas de contacto deficientes y se generará una gran resistencia durante el uso, lo que provocará problemas de aumento de temperatura.

1. razones para el aumento de la temperatura de los equipos eléctricos de alto voltaje

La aplicación del Sistema de Medición de temperatura es inseparable del análisis de la causa del problema del aumento de temperatura. El primero es la calidad y los problemas de instalación de los equipos eléctricos de alto voltaje, especialmente en las juntas de los pernos del equipo. Si los puntos de conexión cumplen con los estándares, Y si la tensión cumple con los estándares afectan la fuerza de la resistencia. Muchas conexiones de equipos tendrán problemas irregulares y ásperos durante la instalación. La molienda inadecuada también conducirá a una mayor resistencia y un contacto deficiente, lo que afectará el uso del equipo y hará que el problema del aumento de temperatura sea obvio. En segundo lugar, la protección descuidada durante el transporte de equipos eléctricos de alto voltaje causará golpes, lo que resultará en la deformación de los puntos de conexión o partes clave, lo que resultará en un contacto deficiente. En tercer lugar, La superficie metálica de los equipos eléctricos de alto voltaje en sí es propensa a corrosión o reacciones de oxidación, y los problemas en la superficie del equipo también afectarán el contacto del equipo. El mal ambiente de trabajo de algunos equipos eléctricos, como la alta temperatura, la lluvia, la nieve y el viento fuerte, acelerará el envejecimiento del equipo, causando serios problemas de aumento de temperatura. En cuarto lugar, los factores externos afectan el contacto deficiente en la conexión del equipo. Muchos sitios operativos de equipos son relativamente complicados, y varios enlaces, como la instalación, el uso y el mantenimiento del equipo, también son propensos a errores, lo que resulta en un contacto deficiente de muchos conectores de cable e interruptores aislantes. y serios problemas de aumento de temperatura. En quinto lugar, el equipo está bajo alta presión de carga durante mucho tiempo. El propio equipo eléctrico de alto voltaje lleva la transmisión y aplicación de electricidad de alto voltaje. Una vez que la corriente es demasiado grande y excede la capacidad de carga del equipo, junto con el efecto térmico de la corriente en sí, la temperatura del equipo aumentará rápidamente.

En el funcionamiento real del equipo, los cinco problemas anteriores se producirán en las uniones de disyuntores, conectores, juntas de cables, bujes y barras de bus, etc. Estas áreas tienen muchas fallas y son propensas a problemas de aumento de temperatura. En la inspección y el mantenimiento diarios, el personal debe centrarse en la inspección y el mantenimiento. Durante la inspección del equipo, la medición de temperatura del dispositivo no solo puede comprender el estado del dispositivo durante el uso, sino también detectar oportunamente el calor excesivo generado por un contacto deficiente o una carga excesiva. En el estado cargado, Debido a la influencia de la corriente y el calor, es normal que la temperatura interna sea más alta que el mundo exterior, pero el cambio de calor debido a la falla del equipo en sí o la carga excesiva debe ser monitoreado de cerca. Este problema del aumento de temperatura agravará el envejecimiento del equipo, reduciendo así la vida útil del equipo e incluso puede hacer que el equipo se queme. Por lo tanto, es muy necesario aplicar un sistema de medición de temperatura a alto volEquipo eléctrico de Tage.

En China, los métodos de medición de temperatura más utilizados para equipos de energía de alto voltaje son el método de chip de cera de visualización de temperatura, el método de medición de temperatura infrarroja, el método de medición de temperatura de fibra óptica y el sistema de medición de temperatura inalámbrico. Tanto el método de visualización de temperatura como el termómetro infrarrojo se operan manualmente, y los datos no se pueden recopilar en tiempo real. A través de la medición de fibra óptica, se pueden obtener resultados de medición en tiempo real. Sin embargo, en el caso de alto y bajo voltaje, no puede aislar completamente los factores ambientales y no puede cumplir con los requisitos de las especificaciones de instrumentación eléctrica para instrumentos de alto voltaje. Además, al instalar en el Gabinete, También hay grandes obstáculos para su instalación debido a problemas como la fibra óptica no es resistente a altas temperaturas y el cableado es difícil. La Medición de temperatura inalámbrica existente La tecnología se basa principalmente en el modo de transmisión inalámbrica actual para superar los problemas de conexión y fijación de los bucles primario y secundario, mejorando así la seguridad del uso de energía de alto voltaje.

2. Análisis de la estructura inalámbrica del Sistema de Medición de temperatura y la aplicación del equipo

La composición del sistema inalámbrico de medición de temperatura se puede dividir en la parte del sensor de temperatura y la parte del resultado de monitoreo de temperatura y la parte del análisis, Así como el hardware y software del sistema. La estructura del sistema inalámbrico de medición de temperatura para equipos de energía de alto voltaje como se muestra en la Figura 1 Generalmente se instala con sensores de temperatura en la Unión de gabinetes de interruptores, juntas de cables, fusibles, etc. Para garantizar la precisión de la medición, El sensor está generalmente en la misma posición de voltaje que el objeto de prueba, y luego la señal recolectada se transmite y se muestra usando tecnología inalámbrica. Para garantizar la seguridad de la medición de temperatura, las piezas de trabajo de alto voltaje y bajo voltaje están aisladas para evitar fugas y otros accidentes. Por lo general, Se proporcionan múltiples canales en la superficie externa del equipo de trabajo para el monitoreo en tiempo real y el procesamiento de datos de múltiples ubicaciones. A continuación, los datos recibidos por el receptor se transmiten al ordenador a través del puerto serie o paralelo, y se analizan y procesan por el programa preprogramado.

Figura 1 Diagrama esquemático de la estructura del sistema inalámbrico de medición de temperatura para equipos de alta tensión

2,1 sensor de temperatura

La Función del sensor de temperatura es convertir la señal de temperatura en una señal eléctrica. Por lo general, se utiliza un medidor de termopar Pt100, y su precisión de medición puede alcanzar los 0,1 grados Celsius. También se puede utilizar un sensor de corriente en miniatura de flujo cero, que también tiene un alto valor de aplicación. Técnicamente hablando, el sensor magnético elige Permalloy de baja pérdida como el núcleo de hierro, y utiliza tecnología especial de presión negativa y medios de protección para realizar la compensación automática para el núcleo de hierro, De modo que el núcleo de hierro está en la condición de trabajo ideal de flujo magnético cero. Además del dispositivo de medición de temperatura, el sensor de temperatura inalámbrico también incluye una fuente de alimentación, un circuito de medición, un circuito de control lógico y un circuito de comunicación por radio a una frecuencia específica. Para adaptarse a condiciones de trabajo más altas, generalmente se envasa en tubos termorretráctiles de alta temperatura y alta presión, Y tiene ciertas propiedades a prueba de agua y polvo para garantizar un uso a largo plazo. Dado que el área de trabajo del equipo de medición de temperatura inalámbrico suele ser pequeña, su tamaño debe reducirse tanto como sea posible para cumplir con las condiciones de trabajo durante el uso. Al usar un sensor de temperatura, Alambre de encolado resistente al calor o tecnología de encolado se puede utilizar para combinar el elemento sensible al calor con la superficie del objeto, pero se debe tener cuidado de mantener los puntos de contacto cerca para reducir los errores de medición. El sensor de temperatura inalámbrico debe tener un amplio rango de trabajo lineal. Por lo general, se selecciona un elemento de detección de temperatura de-55 ~ 130 grados Celsius, y el sensor de temperatura se selecciona de acuerdo con los requisitos de precisión de medición y error de medición en diversas condiciones de trabajo.

Detector de temperatura inalámbrico 2,2

El sistema detector de temperatura inalámbrico tiene múltiples canales de recepción, que pueden procesar y mostrar múltiples puntos de medición diferentes en tiempo real. Hay funciones de juicio y manejo de fallas en el detector de temperatura inalámbrico. El personal establece una zona de seguridad con anticipación y la información recopilada se compara con el umbral establecido.Por el detector de temperatura inalámbrico. Si la temperatura excede el umbral, entrará en el módulo de procesamiento de fallas y emitirá el texto de advertencia, y emitirá un conjunto de niveles altos y bajos para iniciar la señal de alarma y el sonido. Además de las funciones básicas de detección y alarma, el detector de temperatura inalámbrico también tiene la capacidad de transmitir información. Se puede conectar a una computadora a través de una línea de datos o un chip de comunicación de puerto serie/paralelo, y los empleados pueden monitorear múltiples interruptores y partes de contacto en tiempo real, y controlar su estado operativo, para descubrir a tiempo los problemas de seguridad existentes.

2,3 Sistema de Monitoreo de temperatura en tiempo real

En comparación con las instalaciones de hardware mencionadas anteriormente, como sensores y detectores, el sistema de monitoreo de temperatura en tiempo real está más inclinado al sistema de software en el sistema de medición de temperatura inalámbrico. El Sistema de Monitoreo de temperatura en tiempo real es la integración de la operación de hardware de medición de temperatura inalámbrica general, procesamiento de datos, recopilación de señales y otras funciones. Se comunica con el personal a través de la interfaz del cliente y carga y emite instrucciones. Para reducir la intensidad laboral de los operadores, los trabajadores técnicos han desarrollado un sistema de monitoreo de temperatura en tiempo real que cumple con la descripción anterior, Para analizar y procesar los resultados de medición de temperatura de la parte de hardware. El Sistema de Monitoreo de temperatura en tiempo real tiene las funciones de visualización de temperatura, almacenamiento de datos, análisis y comparación de datos históricos, advertencia de fallas, análisis de fallas, análisis de estado de operación de equipos, etc., Y puede integrar y complementar las funciones de la parte de hardware. En el diseño del sistema de monitoreo de temperatura en tiempo real, algunos métodos de diseño modular se pueden utilizar para el trabajo de procesamiento de datos redundantes, y cada unidad de módulo se descompone de acuerdo con la función, Y los datos se almacenan y procesan por categoría. Este método de diseño modular puede hacer que el sistema de monitoreo de temperatura en tiempo real tenga una mayor aplicabilidad y seguridad. El Sistema de Monitoreo de temperatura en tiempo real puede ayudar a los trabajadores técnicos a recolectar, extraer, comparar y analizar una gran cantidad de datos, y puede informar varias condiciones anormales en tiempo real de acuerdo con diferentes temperaturas de diferentes equipos para garantizar el funcionamiento normal de varios dispositivos. Al mismo tiempo, el sistema de monitoreo de temperatura en tiempo real también tiene un buen funcionamiento matemático y rendimiento de visualización, que puede mostrar los datos de un cierto período como un gráfico y marcar los datos para facilitar el mantenimiento posterior.

3. ventajas y desventajas del Sistema de Medición de temperatura inalámbrico aplicado a equipos eléctricos de alto voltaje

3,1 ventajas técnicas del sistema inalámbrico de medición de temperatura aplicado en equipos eléctricos

Con el avance de la ciencia y la tecnología, el sistema inalámbrico de medición de temperatura ha sido sometido a numerosas actualizaciones y actualizaciones, su rendimiento se ha vuelto cada vez más fuerte, y el monitoreo de temperatura se ha vuelto cada vez más preciso. La construcción de energía actual requiere que el sistema inalámbrico de medición de temperatura sea cada vez más en tiempo real y preciso, Especialmente para equipos eléctricos de alta tensión. El sistema inalámbrico de medición de temperatura también se ajusta constantemente con la aplicación de equipos eléctricos de alto voltaje. En términos de recepción de señal, el sistema inalámbrico de medición de temperatura extiende una frecuencia de señal más alta en función de las características de los equipos eléctricos de alto voltaje, que tiene una buena estabilidad y no se ve afectado fácilmente por factores externos. La tecnología de comunicación inalámbrica se utiliza en la transmisión de señal, Que es relativamente simple, bajo consumo de energía y costo, y puede ser analizado y procesado de acuerdo con los datos recibidos, Y el estado de trabajo del instrumento puede ser monitoreado en tiempo real sin ser afectado por las restricciones condicionales del tiempo. La temperatura del instrumento se puede controlar en tiempo real para evitar la detección perdida. Al mismo tiempo, la alarma de sobretemperatura del dispositivo se puede configurar de acuerdo con las necesidades del usuario, y se puede recordar al operador la ubicación específica del equipo a través del sonido y la señal.

3,2 Aplicación insuficiente del sistema inalámbrico de medición de temperatura en equipos eléctricos

La Medición de temperatura de los equipos eléctricos de alto voltaje que utilizan el sistema inalámbrico de medición de temperatura reduce la intensidad del trabajo de inspección de los operadores de subestaciones y mejora el rendimiento de seguridad del equipo al mismo tiempo. Sin embargo, también hay ciertas deficiencias en el sistema inalámbrico de medición de temperatura en uso real. En primer lugar, El sistema inalámbrico de medición de temperatura es una tecnología activa, que requiere una batería incorporada para el suministro de energía. Cuando elLa batería se agota, el sistema inalámbrico de medición de temperatura se apagará automáticamente, y el personal no puede ver la temperatura del dispositivo, y solo puede restaurar la conexión desconectando la línea para reemplazar la batería, como resultado, El número de operaciones de conmutación y cortes de energía no planificados en la subestación aumenta considerablemente. Para resolver este problema, podemos mejorar la tecnología, reemplazar la batería incorporada con una fuente de alimentación pasiva y usar la onda electromagnética generada por la corriente de punto fijo como potencia, Para que se haya mejorado la fiabilidad de todo el sistema En segundo lugar, algunos indicadores de control de temperatura del dispositivo de suministro de energía a menudo fallan en aplicaciones prácticas. Se juzga preliminarmente que la batería del sensor inalámbrico de medición de temperatura es insuficiente. Después de la falla de energía y el reemplazo del sensor de medición de temperatura inalámbrico, este fenómeno todavía existe. En este caso, es necesario detectar el sitio, depurar la instalación del extremo receptor, acortar la distancia entre el punto de medición de temperatura y el sistema de medición de temperatura inalámbrico, y evitar esta situación. Además, elDispositivo inalámbrico de monitoreo de temperaturaCon su propia tecnología activa no puede reemplazar la batería. Si detecta que la batería no es suficiente, se debe reemplazar el sensor inalámbrico. Esto no solo aumentará el costo de mantenimiento del instrumento, sino que también provocará el consumo de recursos del equipo.

4. Ejemplos de aplicación del sistema inalámbrico de medición de temperatura

En comparación con la tecnología de Sistema de Medición de temperatura inalámbrica extranjera, el desarrollo de la tecnología de medición de temperatura nacional está relativamente rezagado, pero debido a la atención continua de la industria nacional en los últimos años, la inversión, se ha mejorado la mano de obra y los recursos materiales en este campo. En la industria de la energía, hay muchos dispositivos de equipos auxiliares, especialmente equipos de monitoreo para la operación de energía. Es decir, cuando la línea corre a una cierta carga o temperatura alta, el dispositivo detendrá automáticamente la fuente de alimentación para evitar accidentes. Estos nuevos productos prácticos se utilizan principalmente en equipos eléctricos de alto voltaje, Y sus interfaces están preinstaladas y no se pueden reemplazar. Aunque reducirá la generación de resistencia hasta cierto punto, es fácil causar fallas debido al trabajo a largo plazo, que aumentará la resistencia del propio dispositivo y aumentará el calor durante la operación. Así que durante mucho tiempo, es fácil CAUSAR ACCIDENTES DE SEGURIDAD, Poner en peligro la salud de las personas personales y de la propiedad. En respuesta a esta situación, algunas empresas nacionales han aplicado tecnología inalámbrica de medición de temperatura a la producción de energía. Con la popularidad de esta tecnología, ahora se usa ampliamente no solo en la industria de la energía, sino también en otras industrias con problemas de aumento de temperatura.

5. escenarios de aplicación

El dispositivo de medición de temperatura en línea de contacto eléctrico es adecuado para el monitoreo de temperatura de las juntas de cables en los gabinetes de interruptores de alta y baja tensión, contactos del disyuntor, interruptores de cuchillo, cabezales intermedios de cable de alta tensión, transformadores de tipo seco, equipos de bajo voltaje y alta corriente. Puede prevenir posibles riesgos de seguridad causados por una resistencia de contacto excesiva y calefacción debido a la oxidación, la holgura, el polvo y otros factores durante la operación, mejorando así la seguridad del equipo, oportuna, refleja de forma continua y precisa el estado de funcionamiento del equipo y reduce las tasas de accidentes del equipo.

6. configuración de hardware del sistema

El Sistema de Monitoreo de temperatura en línea se compone principalmente de un sensor de temperatura y una unidad de adquisición/visualización de temperatura en la capa del equipo, una puerta de enlace de computación de borde en la capa de comunicación, y un host del Sistema de Medición de temperatura en la capa de control de la estación para realizar el monitoreo de temperatura en línea de las partes eléctricas clave del sistema de transformación y distribución de energía.

7. Conclusion

Due to the continuous development of sensors, wireless data communication, data mining and other technologies, the real-time monitoring system of high-voltage electrical temperature will become more scientific. With the application and popularization of the wireless temperature measurement system, our country's power industry is also more stable and safe, and its technological progress has contributed to the development of our country.

References:

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