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技術(shù)文章

淺談無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)在高壓電力中的應(yīng)用

更新時(shí)間:2023-09-26 瀏覽次數(shù):346

摘要:在輸變電系統(tǒng)過(guò)程中,載流母線、母排等設(shè)備由于負(fù)載和電流過(guò)大或者表面出現(xiàn)了出現(xiàn)的很多的問(wèn)題,并提出了高壓電力無(wú)線定位測(cè)溫系統(tǒng),此系統(tǒng)主要包括測(cè)溫終端、信號(hào)進(jìn)行處理的模塊、無(wú)線信號(hào)發(fā)射的模塊、進(jìn)行接收的模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊以及單片機(jī)、光顯元件及其聲顯元件。高壓電力無(wú)線定位測(cè)溫終端主要包括一個(gè)或多個(gè)感溫的元件組成的,每個(gè)感溫元件對(duì)應(yīng)一個(gè)對(duì)應(yīng)溫度監(jiān)控的工位,把溫度監(jiān)控信號(hào)與所對(duì)應(yīng)溫監(jiān)工位進(jìn)行綁定,進(jìn)而可以實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)了溫度所出現(xiàn)的異?,F(xiàn)象,并顯示出異常所出現(xiàn)的位置,進(jìn)而提升了檢修工作的效率?;诖耍恼陆Y(jié)合工作經(jīng)驗(yàn),對(duì)于高壓電力無(wú)線定位測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述與研究,希望能為同行業(yè)提供借鑒。

關(guān)鍵詞:高壓電力;無(wú)線定位測(cè)溫系統(tǒng);單片機(jī);監(jiān)控信號(hào)

0引言

目前,在進(jìn)行高壓電力傳輸過(guò)程中,載流的母線、母排等設(shè)備在負(fù)載出現(xiàn)了過(guò)大的電流或者表面出現(xiàn)了氧化的時(shí)候,溫度也出現(xiàn)了急劇的變高,如果長(zhǎng)時(shí)間不進(jìn)行處理,就能使相鄰部件的性能出現(xiàn)了劣化,甚至?xí)霈F(xiàn)了擊穿,進(jìn)而導(dǎo)致了故障,出現(xiàn)了停電。按照安全生產(chǎn)相關(guān)部門所提供的數(shù)據(jù)分析,我國(guó)的輸變電場(chǎng)所在遇到重大的事故時(shí),百分之九十以上都是由于電力部件出現(xiàn)了過(guò)熱現(xiàn)象所引發(fā)的,這不但給人們的生產(chǎn)與生活帶來(lái)了非常大的經(jīng)濟(jì)損失,另外,也對(duì)于人們生命財(cái)產(chǎn)安全產(chǎn)生了非常大的威脅。通過(guò)對(duì)于高壓電力傳輸系統(tǒng)中的母線接點(diǎn)、電纜接頭、開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)溫度變化進(jìn)行檢測(cè),能夠有效防止高壓電力部件溫度出現(xiàn)了過(guò)高而導(dǎo)致了故障的出現(xiàn),為人們的安全生產(chǎn)提供了非常重要的保障。近年來(lái),我國(guó)使用比較廣泛的高壓電力測(cè)溫的方法有:示溫蠟片法、紅外線測(cè)溫儀器、光纖測(cè)溫法及其無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)。示溫蠟片法通過(guò)利用紅外線測(cè)溫儀時(shí),都要進(jìn)行人工檢查,否則就無(wú)法得到實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù),高壓電力光纖測(cè)溫系統(tǒng)雖能夠得到實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù),但高低壓環(huán)境未進(jìn)行隔離,無(wú)法符合高壓電氣儀表的相關(guān)規(guī)范,而且光纖還具有不耐高溫、在柜內(nèi)布線難度非常大等方面的缺點(diǎn),因此,也存在著很多的缺陷。如今,所出現(xiàn)的無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)大都采取的是無(wú)線傳輸方式,從根本上解決了一次回路與二次回路之間的鏈接與附著問(wèn)題,在很大程度上提升了高壓的用電安全,可以通過(guò)構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸,并在一定程度上實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程的監(jiān)控。無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)多方面的優(yōu)點(diǎn)使其已成了高壓電力測(cè)溫系統(tǒng)出現(xiàn)了很大的發(fā)展,這也是大勢(shì)所趨,但由于現(xiàn)有無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)只能對(duì)于溫度出現(xiàn)了異常時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè),卻無(wú)法同步對(duì)溫度所出現(xiàn)異常的具體位置進(jìn)行提供,不能及時(shí)對(duì)于出現(xiàn)異常現(xiàn)象進(jìn)行檢測(cè)。

1高壓電力無(wú)線定位測(cè)溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

對(duì)于高壓電力測(cè)溫方法中所出現(xiàn)問(wèn)題的分析,文章設(shè)計(jì)出了一種高壓電力無(wú)線定位測(cè)溫系統(tǒng),能夠?qū)崟r(shí)發(fā)現(xiàn)溫度所出現(xiàn)的異?,F(xiàn)象,并對(duì)出現(xiàn)的異常位置予以顯示,進(jìn)而提升了檢修效率。高壓電力無(wú)線定位測(cè)溫系統(tǒng)是由測(cè)溫的終端、信號(hào)模塊、無(wú)線信號(hào)的發(fā)射模塊、接收模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊以及單片機(jī)、光顯元件與聲顯元件等共同組成的。測(cè)溫的終端、信號(hào)的處理模塊、無(wú)線信號(hào)的發(fā)射模塊依次電進(jìn)行連接;無(wú)線的信號(hào)發(fā)射模塊與接收模塊進(jìn)行無(wú)線的通信;它的接收模塊電連接的是A/D進(jìn)行的轉(zhuǎn)換模塊,單片機(jī)分別電連接A/D轉(zhuǎn)換模塊、光顯元件以及聲顯元件。測(cè)溫的終端是由一個(gè)或多個(gè)感溫的元件組成的,感溫的元件是溫度的傳感器,每一個(gè)感溫的元件在所對(duì)應(yīng)的溫度監(jiān)控工位分別進(jìn)行安裝,并對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)控;溫度的監(jiān)控工位還包括母線接點(diǎn)位置、高壓電纜接頭、出點(diǎn)位置等方面。信號(hào)的處理模塊預(yù)存儲(chǔ)包括感溫元件以及溫度的監(jiān)控工位之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,所接收到的各感溫元件的監(jiān)控信號(hào),并把溫度的監(jiān)控信號(hào)所對(duì)應(yīng)溫度監(jiān)控工位進(jìn)行綁定。光顯元件主要是液晶的顯示元件,是雙色的光顯元件,以對(duì)小于或者等于預(yù)設(shè)闕值的溫度信號(hào)與大于預(yù)設(shè)闕值溫度信號(hào)要區(qū)別進(jìn)行顯示。光顯元件指的是上位機(jī),而且會(huì)通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換模塊對(duì)單片機(jī)進(jìn)行連接。

2高壓電力無(wú)線定位測(cè)溫系統(tǒng)工作原理分析

在高壓電力無(wú)線定位測(cè)溫系統(tǒng)在進(jìn)行工作狀態(tài)的時(shí)候,測(cè)溫的終端中每一個(gè)感溫元件分別監(jiān)控每一個(gè)溫度監(jiān)控工位的信號(hào),然后發(fā)送到信號(hào)的處理模塊,信號(hào)的處理模塊把每一個(gè)感溫元件檢測(cè)到溫度信號(hào),以及所對(duì)應(yīng)的監(jiān)控工位所綁定且通過(guò)無(wú)線信號(hào)所發(fā)生了模塊,然后再進(jìn)行發(fā)射;無(wú)線信號(hào)所接收到的模塊,接收到的無(wú)線信號(hào)再向模塊進(jìn)行發(fā)射信號(hào),而A/D轉(zhuǎn)換模塊再把無(wú)線信號(hào)所接收到的模塊及信號(hào),再轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),并發(fā)送到單片機(jī),單片機(jī)再根據(jù)所接收到的數(shù)字信號(hào)控制光顯元件與聲顯元件。而單片機(jī)對(duì)于所接收的數(shù)字信號(hào)予以處理,并對(duì)溫度信號(hào)予以識(shí)別,然后與溫度監(jiān)控工位所對(duì)應(yīng)的關(guān)系通過(guò)光顯元件進(jìn)行光顯示,單片機(jī)把每一個(gè)溫度信號(hào)與預(yù)設(shè)闕值進(jìn)行比較,若一個(gè)或者多個(gè)溫度信號(hào)比闕值大的時(shí)候,要對(duì)聲顯元件進(jìn)行控制。另外,由于同時(shí)配備了光顯與聲顯元件,并把溫度的監(jiān)控信號(hào)與所對(duì)應(yīng)的監(jiān)控工位進(jìn)行了綁定,如果系統(tǒng)檢測(cè)到出現(xiàn)了異常的溫度時(shí),則可以通過(guò)聲顯元件對(duì)所發(fā)出的聲音進(jìn)行預(yù)警,并引起工作人員的注意,避免了工作過(guò)程中出現(xiàn)了失誤。然后,工作人員就可以從光顯元件直接了解到溫度的異常程度與所出現(xiàn)的位置,以便能夠直接檢測(cè)異常工位,節(jié)省了對(duì)異常工位進(jìn)行查找的時(shí)間,這樣不但有利于提升檢修的效率,還能夠確保電力系統(tǒng)的正常傳輸,進(jìn)而減少了用戶出現(xiàn)損失。

3安科瑞無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)

3.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

Acrel-2000T無(wú)線測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)RS 485總線或以太網(wǎng)與間隔層的設(shè)備直接進(jìn)行通訊,系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU、Modbus-TCP等傳輸規(guī)約,安全性、可靠性和開(kāi)放性都得到了極大地提高。該系統(tǒng)具有遙信、遙測(cè)、遙控、遙調(diào)、遙設(shè)、事件報(bào)警、曲線、棒圖、報(bào)表和用戶管理功能,可以監(jiān)控?zé)o線測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行狀況,實(shí)現(xiàn)快速報(bào)警響應(yīng),預(yù)防嚴(yán)重故障發(fā)生。

溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.2系統(tǒng)功能

測(cè)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(kāi)關(guān)設(shè)備運(yùn)行溫度狀態(tài)。系統(tǒng)具有以下主要功能:

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

  1. 溫度曲線:查看每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的溫度趨勢(shì)曲線。

  1. 運(yùn)行報(bào)表:查詢及打印各測(cè)溫點(diǎn)時(shí)間的溫度數(shù)據(jù)。

  1. 實(shí)時(shí)告警:系統(tǒng)能夠?qū)Ω鳒y(cè)溫點(diǎn)異常溫度發(fā)出告警。系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)語(yǔ)音報(bào)警功能,能夠?qū)λ惺录l(fā)出語(yǔ)音告警,告警方式有彈窗、語(yǔ)音告警等,還可以短信/APP推送告警消息,及時(shí)提醒值班人員。

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

3.3系統(tǒng)硬件配置

溫度在線監(jiān)測(cè)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(jì)算網(wǎng)關(guān)以及站控層的測(cè)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(cè)。

名稱

外形

型號(hào)

參數(shù)說(shuō)明

系統(tǒng)組態(tài)軟件

Acrel-2000/T

硬件:內(nèi)存 4G,硬盤 500G,以太網(wǎng)口。

顯示器:21 寸,分辨率 1280*1024。

操作系統(tǒng):Windows 7 64 位簡(jiǎn)體中文旗艦版。

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng):Microsoft SQL Server 2008 R2。

通訊協(xié)議:IEC 60870-5-103、IEC 60870-5-104、Modbus RTU、Modbus TCP 等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約

智能通信管理機(jī)

XSX03121

Anet-2E4SM

通用網(wǎng)關(guān),2路網(wǎng)口,4路RS485,可選配1路LORA,帶電告警功能,支持485,4G從模塊擴(kuò)展。

無(wú)線測(cè)溫集中采集設(shè)備

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Acrel-2000T/A

壁掛式安裝

標(biāo)配一路485接口、一路以太網(wǎng)口

自帶蜂鳴器告警

柜體尺寸480*420*200 (單位mm)

微信圖片_20210107164936

Acrel-2000T/B

硬件:內(nèi)存4G,硬盤128G,以太網(wǎng)口

顯示器:12寸,分辨率800*600

操作系統(tǒng):Windows7

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng):Microsoft SQL Server 2008 R2

可選Web平臺(tái)/APP服務(wù)器

柜體尺寸為480*420*200(單位mm)

顯示終端

IMG_0015

ATP007

ATP010

DC24V供電;一路上行RS485接口;一路下行RS485接口;

可接收20個(gè)ATC200/1個(gè)ATC400/1個(gè)ATC450-C。

HG9A9394

ARTM-Pn

面框96*96*17mm,深度65mm;開(kāi)孔92*92mm;

AC85-265V或DC100-300V供電;

一路上行RS485接口,Modbus協(xié)議;

可接收60個(gè)ATE100/200/300/400;配套ATC200/300/450。

HG9A5394

ASD320

ASD300

面框237.5*177.5*15.3mm,深度67mm;開(kāi)孔220*165mm;

AC85-265V或DC100-300V供電;

一路上行RS485接口,Modbus協(xié)議;

可接收12個(gè)ATE100/200/300/400;配套ATC200/300/450。

智能溫度巡檢儀

HG9A9393

ARTM-8

開(kāi)孔88*88mm 嵌入式按照;

AC85-265V或DC100-300V供電;

一路上行RS485接口,Modbus協(xié)議;

可接入8路PT100傳感器,適用于低壓開(kāi)關(guān)柜電氣接點(diǎn)、變壓器繞組、點(diǎn)擊繞組等場(chǎng)合的測(cè)溫;

7E7A9819

ARTM-24

35MM導(dǎo)軌安裝;

AC85-265V或DC100-300V供電;

一路上行RS485接口,Modbus協(xié)議;

24路NTC或PT100、1路溫濕度測(cè)溫、2路繼電器告警輸出,用于低壓電氣接點(diǎn)、變壓器繞組、點(diǎn)擊繞組等場(chǎng)所測(cè)溫;

無(wú)線收發(fā)器

7E7A9799

ATC450-C

可接收60個(gè)ATE100/ATE100M/ATE200/ATC400/ATE100P/ATE200P傳感器數(shù)據(jù)。

7E7A9790

ATC600

ATC600有兩種規(guī)格;ATC600-C可接收240個(gè)ATE100/ATE100M/ATE200/ATC400/ATE100P/ATE200P傳感器數(shù)據(jù)。ATC600-Z做中繼透?jìng)鳌?/span>

電池型無(wú)線測(cè)溫傳感器

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ATE100M

電池供電,壽命≥5年;-50℃~+125℃;

精度±1℃;470MHz,空曠距離150米;

32.4*32.4*16mm(長(zhǎng)*寬*高)。

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ATE200

電池供電,壽命≥5年;-50℃~+125℃;

精度±1℃;470MHz,空曠距離150米;

35*35*17mm, L=330mm(長(zhǎng)*寬*高,三色表帶)。

7E7A9768

ATE200P

電池供電,壽命≥5年;-50℃~+125℃;

精度±1℃;470MHz,空曠距離150米,防護(hù)等級(jí)IP68;35*35*17mm, L=330mm(長(zhǎng)*寬*高,三色表帶) 。

CT取電型無(wú)線測(cè)溫傳感器

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ATE400

CT感應(yīng)取電,啟動(dòng)電流≥5a;-50℃~125℃;精度±1℃470MHz,空曠距離150米;

合金片固定、取電;三色外殼;25.82*20.42*12.8mm(長(zhǎng)*寬*高)。

有線溫度傳感器

PT100

PT100

用于低壓接點(diǎn)測(cè)溫時(shí),具體封裝、精度、線制、線材、線長(zhǎng)與供應(yīng)商聯(lián)系;

用于變壓器、電機(jī)繞組測(cè)溫時(shí),建議變壓器或電機(jī)內(nèi)部預(yù)埋好Pt100

7E7A9844

NTC

用于低壓接點(diǎn)測(cè)溫時(shí),具體封裝、精度、線制、線材、線長(zhǎng)與供應(yīng)商聯(lián)系;

用于變壓器、電機(jī)繞組測(cè)溫時(shí),建議變壓器或電機(jī)內(nèi)部預(yù)埋好

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,文章是一種高壓電力無(wú)線定位測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,設(shè)計(jì)科學(xué)合理,而且效率非常高。通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)在線檢測(cè)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,不但能防止事故的出現(xiàn),做到了防患于未然,還對(duì)檢修的故障進(jìn)行定位,提升了檢修的效率,大大降低了檢修的成本,進(jìn)而提升了高壓電力傳輸工作的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1]袁偉.高壓電力無(wú)線定位測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究

[2]劉強(qiáng).電網(wǎng)設(shè)備溫度無(wú)線監(jiān)測(cè)[D].蘇州:蘇州大學(xué),2005.

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2020.06版.

[4]安科瑞用戶變電站變配電監(jiān)控解決方案2021.10


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