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基于無源無線測溫裝置在環(huán)網(wǎng)柜中的應(yīng)用探討

更新時間:2023-10-11 瀏覽次數(shù):357

摘 要:無源無線測溫裝置在當(dāng)前環(huán)網(wǎng)柜的實(shí)際運(yùn)行過程中發(fā)揮著積極作用,其能夠準(zhǔn)確檢測出相關(guān)設(shè)備的實(shí)際溫度,為科學(xué)處理環(huán)網(wǎng)柜運(yùn)行中的故障問題提供信息支持。本文主要從無源無線測溫裝置在環(huán)網(wǎng)柜中的作用分析入手,介紹了無源無線測溫裝置的原理和設(shè)計路徑,并提出了一些科學(xué)有效的應(yīng)用策略,為保證環(huán)網(wǎng)柜的實(shí)際運(yùn)行效果,提升配電網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性提供一定界借鑒和參考。

關(guān)鍵詞:無線測溫;電氣設(shè)備;在線監(jiān)測

1前言

環(huán)網(wǎng)柜在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中占據(jù)重要地位,其安全性和穩(wěn)定性會在很大程度上影響到配電網(wǎng)的安全。在衡量環(huán)網(wǎng)柜運(yùn)行狀態(tài)時,主要是憑借高壓設(shè)備電氣連接點(diǎn)的溫度這一重要指標(biāo)。想要確保環(huán)網(wǎng)柜的運(yùn)行效果,避免高壓設(shè)備溫度過高產(chǎn)生的危害,需要切實(shí)開展在線監(jiān)測工作,切實(shí)把握好高壓設(shè)備電氣連接點(diǎn)的溫度。將無源無線測溫裝置積極應(yīng)用在環(huán)網(wǎng)柜運(yùn)行環(huán)節(jié),可以起到良好測溫效果。

2無源無線測溫裝置在環(huán)網(wǎng)柜中的作用

2.1環(huán)網(wǎng)柜的基本情況

現(xiàn)階段電網(wǎng)承受的壓力逐漸增加,對于環(huán)網(wǎng)柜的運(yùn)行質(zhì)量提出了更高要求。環(huán)網(wǎng)柜在長期運(yùn)行中無法有效監(jiān)測溫度,由于電纜終端連接點(diǎn)接觸不良導(dǎo)致的發(fā)熱無法及時進(jìn)行處理,導(dǎo)致發(fā)生故障。特別是在夏季溫度升高時,電網(wǎng)系統(tǒng)所增加的電荷也會給環(huán)網(wǎng)柜的運(yùn)行帶來較大壓力。當(dāng)環(huán)網(wǎng)柜的溫度檢測系統(tǒng)無法及時作出一定反應(yīng),會容易引發(fā)一定安全事故。

2.2無源無線測溫裝置的應(yīng)用優(yōu)勢

多數(shù)情況下,環(huán)網(wǎng)柜被放置在高壓電設(shè)備架設(shè)的地方,且其造價較高,更換難度較大,傳統(tǒng)測溫裝置應(yīng)用中,對于環(huán)網(wǎng)柜本身的要求較高,如果環(huán)網(wǎng)柜自身質(zhì)量不達(dá)標(biāo),將無法發(fā)揮應(yīng)有的測量作用。無源無線測溫裝置切實(shí)發(fā)揮了測溫管理系統(tǒng)和傳感系統(tǒng)的優(yōu)勢和作用,積極利用傳感器反應(yīng)靈敏的特征,有效開展溫度檢測活動。首先,該裝置中使用電磁波作為監(jiān)測信號,這一信號不會受到外界環(huán)境的負(fù)面影響,還擁有著快速的傳播速度,使用便捷程度較高。無源無線測溫裝置在當(dāng)前環(huán)網(wǎng)柜運(yùn)行中發(fā)揮著積極作用,可以準(zhǔn)確檢測出其溫度狀態(tài),主要是因?yàn)槠鋵τ趥鹘y(tǒng)測溫裝置作了有效改善,可以在復(fù)雜天氣狀況下正常運(yùn)作。其次,環(huán)網(wǎng)柜在設(shè)置過程中,多是根據(jù)電網(wǎng)情況布置的,分散程度較高,良好引進(jìn)無源無線測溫裝置,一方面便捷程度較高,節(jié)約建設(shè)成本,一方面還可以直接在計算機(jī)上顯示出電信號,便于專業(yè)人員對其進(jìn)行分析和整理。同時無源無線測溫裝置的運(yùn)行,可以得到良好的監(jiān)控,及時處理好其中所存在著的問題,避免裝置損壞所帶來的一些損失。

再者,無源無線測溫裝置的應(yīng)用,在很大程度上提升了環(huán)網(wǎng)柜在惡劣環(huán)境方面的適應(yīng)力,給環(huán)網(wǎng)柜的運(yùn)行提供一定保障。

3無源無線測溫裝置的原理和設(shè)計路徑

3.1原理

無源無線測溫裝置在設(shè)計過程中,主要是利用了測溫機(jī)理,針對路徑內(nèi)的傳感器、測溫搭配終端進(jìn)行有效整合。其中,傳感器可以有效接收和辨識好相應(yīng)的測溫類數(shù)值,并在接收電磁波的基礎(chǔ)上,發(fā)出同一頻次的相同波形。而測溫終端實(shí)際運(yùn)行過程中,主要是包含了接納數(shù)值、查詢、后續(xù)解析方面的傳感器,在波形序列的基礎(chǔ)上,有效上傳已經(jīng)解析好的溫度數(shù)值。實(shí)際物體表層傳遞的聲表面波(SAW)是彈性波,體現(xiàn)在無源無線測溫裝置中,這主要是使用到聲表面波傳感器,其被劃分為延遲型和諧振型兩種,本文介紹諧振型傳感器,如圖1所示。

在聲表面波傳感器運(yùn)行過程中,每個傳感器都存在著相應(yīng)的諧振頻帶,其針對生產(chǎn)工藝、壓電基片加以有效改變可以得到良好的處理效果。傳感器要和本體諧振頻帶之間保持著良好的匹配性,針對諧振頻帶進(jìn)行有效劃分,使其轉(zhuǎn)變?yōu)?2個,為有效校準(zhǔn)傳感器提供有效前提,這樣將能夠?yàn)榭茖W(xué)測定好已經(jīng)擬定的流程奠定重要基礎(chǔ)。與傳統(tǒng)的測溫裝置進(jìn)行對比,無源無線測溫裝置擁有著明顯的優(yōu)勢,表現(xiàn)在:不需要和電源進(jìn)行搭配,送電隱患被排除,巡檢步驟也被省略了,維護(hù)電纜工作量有效減少;傳感器擁有著良好的絕緣性能,抗干擾能力較強(qiáng)。

3.2設(shè)計路徑

無源無線測溫裝置積極利用CPRS無線網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建出全新的測溫體系,該測溫系統(tǒng)運(yùn)行過程中,主要是裝置了傳感器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、計算機(jī)以及測溫類終端,同時還設(shè)計出常規(guī)性通訊路徑。

首先,傳感器能夠針對某一時點(diǎn)的溫度進(jìn)行準(zhǔn)確辨識,使其傳遞到已經(jīng)設(shè)定好的通信管控配件之中。無源無線測溫裝置處于在線狀態(tài)下,針對高壓類的配件進(jìn)行隨時隨地的查驗(yàn),將連接點(diǎn)中所表現(xiàn)出的溫度加以辨別。

其次,管理機(jī)是無源無線測溫裝置中的重要組成部分,其能夠有效提升測溫系統(tǒng)原有的分析層次,并針對通訊管理加以設(shè)定,按照已經(jīng)配置好的文件,科學(xué)預(yù)設(shè)出各項(xiàng)算法,包含常規(guī)、閾值以及突發(fā)故障情況下的算法??刂扑惴☉?yīng)用過程中,已經(jīng)擁有了延時特點(diǎn),減少頻繁告警情況的出現(xiàn),同時針對調(diào)控流程進(jìn)行科學(xué)設(shè)置。

再者,無源無線測溫裝置的合理使用,將能夠針對相關(guān)配件的運(yùn)轉(zhuǎn)態(tài)勢進(jìn)行細(xì)致識別,并對其科學(xué)劃分,使其成為雙重類型,包含常規(guī)類別和非常規(guī)類型,為及時發(fā)現(xiàn)其中的故障問題加以處理,從而提升良好的處理效果。

現(xiàn)代信息化技術(shù)手段為無源無線測溫裝置的設(shè)計和運(yùn)行提供了良好支持,裝置轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)路徑下的定時防控為狀態(tài)檢修,可以從全過程入手開展監(jiān)控,信息化程度較高,還能夠及時尋找到環(huán)網(wǎng)柜運(yùn)行中的缺陷和故障,為后續(xù)切實(shí)開展防護(hù)提供條件。

*后,無源無線測溫裝置中擁有更多新功能,包含插畫曲線、數(shù)值查驗(yàn)方面,這些模塊之間保持著清晰獨(dú)立的運(yùn)行狀態(tài),能夠針對已經(jīng)建構(gòu)好的框架進(jìn)行有效延展,切實(shí)提升了環(huán)網(wǎng)柜測溫活動的順利實(shí)施。

4無源無線測溫裝置在環(huán)網(wǎng)柜中的應(yīng)用

加大科研力度。環(huán)網(wǎng)柜的正常運(yùn)行,在整個系統(tǒng)的運(yùn)行過程中發(fā)揮著積極作用,積極引進(jìn)無源無線測溫裝置,將能夠更為準(zhǔn)確的檢測出環(huán)網(wǎng)柜的實(shí)際運(yùn)行溫度,便于合理控制環(huán)網(wǎng)柜運(yùn)行狀態(tài)。實(shí)際結(jié)合無源無線測溫裝置和環(huán)網(wǎng)柜時,需要較高的技術(shù)要求,我國電力運(yùn)輸工作存在著較大壓力,切實(shí)開展電力運(yùn)輸活動,需要不斷開展理論研究工作,推進(jìn)技術(shù)研發(fā)工作的順利開展,良好促進(jìn)無源無線測溫裝置的順利運(yùn)行。做好無源無線測溫裝置研發(fā)工作,給該項(xiàng)工作的有效開展提供重要的技術(shù)支持,需要切實(shí)加大技術(shù)研發(fā)投資力度,提升科技研發(fā)工作的整體實(shí)施效果。

第二,嚴(yán)格把控好生產(chǎn)流程。實(shí)際保證無源無線測溫裝置的運(yùn)行質(zhì)量,需要有效控制好各項(xiàng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),嚴(yán)格管控好生產(chǎn)企業(yè)的工作環(huán)節(jié),做好把控,使得各個工序都能夠符合工作的要求。確保測試工作的實(shí)施效果,其中強(qiáng)化無源無線測溫裝置運(yùn)行效果的重要前提,因而需要做好切實(shí)把控工作。在完成生產(chǎn)任務(wù)之后,需要積極做好細(xì)致的測試工作,有效的測試,能夠及時發(fā)現(xiàn)無源無線測溫裝置中存在著的問題,并對其進(jìn)行有效處理,切實(shí)發(fā)揮無源無線測溫裝置的優(yōu)勢。很多小企業(yè)都可以參與到生產(chǎn)重要零件的工作中,但是需要注意到的是,這些小企業(yè)自身的生產(chǎn)工序不夠科學(xué),生產(chǎn)技術(shù)還存在著不夠完善的情況,監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行也不達(dá)標(biāo),這樣會導(dǎo)致生產(chǎn)出的零件設(shè)備質(zhì)量不夠高,影響到后續(xù)無源無線測溫裝置的正常運(yùn)行。在實(shí)際生產(chǎn)無源無線測溫裝置的過程中,需要掌控好各項(xiàng)生產(chǎn)環(huán)節(jié),使其具備良好的精細(xì)化,確保零件和裝置整體都符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。

第三,發(fā)揮各部門的支持作用。各部門可以給無源無線測溫裝置生產(chǎn)和裝配提供一定的政策支持,通過合理有效的優(yōu)惠政策,將能夠促進(jìn)電力行業(yè)的健康發(fā)展。在各部門的支持和引導(dǎo)下,積極引進(jìn)和更新相關(guān)設(shè)備,良好使用掌握各項(xiàng)技術(shù)手段,加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)手段的融合效果。科學(xué)使用電磁波接收信號的過程中,良好針對不同波段進(jìn)行設(shè)置,每隔上一段時間要接受好相應(yīng)的信號,并準(zhǔn)確觀察到電磁波信號的實(shí)際變化情況,為科學(xué)使用無源無線測溫裝置提供良好前提。為充分發(fā)揮無源無線測溫裝置的應(yīng)用優(yōu)勢,可以結(jié)合地區(qū)的實(shí)際情況,比如在溫度變化較大的區(qū)域,適當(dāng)增加好相應(yīng)裝置的數(shù)量,將能夠更好發(fā)揮相應(yīng)的作用。

5 安科瑞Acrel-2000T無線測溫解決方案

5.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

5.2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)。

  1. 溫度曲線:查看每個測溫點(diǎn)的溫度趨勢曲線。

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

  1. 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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  1. 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。

6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。

名稱

外形

型號

參數(shù)說明

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):Windows764位簡體中文旗艦版。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng):MicrosoftSQLServer2008R2。

通訊協(xié)議:IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、ModbusRTU、ModbusTCP等國際標(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。

無線測溫集中采集設(shè)備

IMG_9878

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)庫系統(tǒng):MicrosoftSQLServer2008R2

可選Web平臺/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ATC200/1個ATC400/1個ATC450-C。

HG9A9394

ARTM-Pn

面框96*96*17mm,深度65mm;開孔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ATE100/200/300/400;配套ATC200/300/450。

HG9A5394

ASD320

ASD300

面框237.5*177.5*15.3mm,深度67mm;開孔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ATE100/200/300/400;配套ATC200/300/450。

智能溫度巡檢儀

HG9A9393

ARTM-8

開孔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,適用于低壓開關(guān)柜電氣接點(diǎn)、變壓器繞組、點(diǎn)擊繞組等場合的測溫;

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)擊繞組等場所測溫;

無線收發(fā)器

7E7A9799

ATC450-C

可接收60個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ATE100/ATE100M/ATE200/ATC400/ATE100P/ATE200P傳感器數(shù)據(jù)。ATC600-Z做中繼透傳。

電池型無線測溫傳感器

IMG_5363

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*寬*高)。

IMG_5375

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*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IP68;35*35*17mm,L=330mm(長*寬*高,三色表帶)。

CT取電型無線測溫傳感器

HG9A45922

ATE400

CT感應(yīng)取電,啟動電流≥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*寬*高)。

有線溫度傳感器

PT100

PT100

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

用于變壓器、電機(jī)繞組測溫時,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)測溫時,具體封裝、精度、線制、線材、線長與供應(yīng)商聯(lián)系;

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

7結(jié)語

無源無線測溫裝置在環(huán)網(wǎng)柜的實(shí)際應(yīng)用過程中發(fā)揮著積極作用,能夠在很大程度上提升環(huán)網(wǎng)柜的總體運(yùn)行效果。為強(qiáng)化環(huán)網(wǎng)柜中無源無線測溫裝置的總體運(yùn)行質(zhì)量,需要加大科研力度,嚴(yán)格把控好生產(chǎn)流程,并發(fā)揮政府的支持作用。

參考文獻(xiàn)

  1. 趙寶,陳亮亮,柴凡,何德強(qiáng),劉剛,周琥.無源無線測溫裝置在環(huán)網(wǎng)柜中的應(yīng)用探討.[J]電子世界,2020:90-91.

企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.6.


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