无线测温技术在企业电力系统中的设计及应用
摘 要: 电力系统是水泥企业生产和设备运转的重要组成部分电力系统安全运行直接影响企业安全生 产和效益如何利用信息化技术实现重点设备的实时检测及时发现隐患并采取措施避免发生设备安全事故是企业重点关注的方向温度是维护电力设备是否正常运行的重要监控参数电力设备的温度过高超出 上限可能会发生故障或出现事故通过对电力系统设备温度参数的实时监控可以准确及时掌握电力设备运 行温度变化趋势分析判断超温报警信息有针对性地制定预防措施实现设备预防性维护延长使用寿命保证安全运行随着无线测温技术的推广应用很好解决了因运行温度不能及时监控造成故障或事故的问题
关键词: 电力设备; 温度; 无线测温; 监控
1无线测温实施必要性
电力测温历史悠久之前传统的测温方式有试温腊片法红外点温仪测试法等传统的方法不太便于管理等原因测温的技术也在不断的改进 到现在无 线测温系统可以实现实时在线的监测 这样就能及时 准确的发现故障然后进行维修 公司高压柜等重要电力设备均为老型号设备 除变电站变压器外绝大多数设备没有温度检测装置和手段只能靠人工巡检通过测温仪器实现 人工巡检存在不及时不准确不全面等问题根据以往电力事故数据统计因电力设备局部发热造成的事故时有发生给企业生产及经营造成损失
电力设备如高压开关柜高压线缆连接头刀闸开关等重要设备在长期运行中容易出现表面氧化腐蚀紧固螺栓松动电连接设备老化等问题还有一些电力设备长期过载运行导致问题触点温度逐渐上升进而加速氧化恶性循环甚至发生熔融燃烧爆炸等各种安全事故产生的损失无法挽回电气设备温度在线监测系统是和远智能新推出的电力设备监测管控的一套解决方案能够实时有效的监测设备温度管控异常防止输配开关于未燃
电气设备温度在线监测系统主要由无源无线测温传感器电气接点无线测温装置构成可以在大范围内实现设备温度的无线监测实现对设备运行状态的远程监控电气设备温度在线监测系统通过对各类型高压开关柜高压线缆运行状态的实时监测和预警从而有效防范恶性电力事故
电气设备温度在线监测系统是在线监测接点的温度当其超过某一设定值或三相温度不平衡时发出本地和远程报警信号提示生产维护人员及时发现故障前兆和远智能电气设备温度在线监测系统对高压电力设备和电力系统的安全稳定运行具有非常重要的意义
因为传统的测温方式要么就是需要人为干预要么就是造价高周期长不便管理并且存在局限性所以配电温度监测系统的性价比高并且实时性强鉴于它能够满足人们更多的需求所以会成为监测高压环境中监测温度的一种重要手段
2无线测温技术特点
2.1无线测温系统构成
温度传感器无线测温收发器测温显示终端 计算机平台电气接点无线测温方案由无线温度传感器接收单元显示单元及软件平台组成温度传感器直接安装于发热接点 通过无线射频技术将测温数据发送至接收单元最终可将数据上传至集中显示主机
2.2作用
温度在线监测主要是针对高低压开关柜内母排搭接点断路器触头电缆接头等电气连接点的温度进行监测防止在运行过程中因氧化松动灰尘等因素造成接点接触电阻过大而发热成为隐患温度在线监测能够提升设备保障及时持续反映设备运行状态避免事故的发生降低设备事故率
2.3范围
无线测温多应用于电缆接头测温触头测温母排测温柜内环温变压器测温表面测温桥架较长电缆测温电动机表面内部绕组测温等部位
2.4特点
无线测温系统的设计就是专门针对高压带电运行的设备来进行温度实时监控的所谓实时监控就是能够实现全天24h不间断的温度监控不同类型的温度传感器可以安装在任意开关柜配电箱电线接头等等高压带电设备上测量数据准确传感器具有绝缘防水防腐的能力
2.5功能
温度传感器采用无线传输的方式实现了远距离就能够监测高压带电体温度监测后台监控系统可以对整个系统收集到的信息收据进行储存记录处理分析输出显示查询总结的作用能够有利于负责人做出准确的判断因为它的操作灵活和低功耗和密封性能良好等的作用可以适用于任何的室内外所以测温系统的灵活易用性也受到了众多企业的青睐电力系统在长时间运行的过程存在着很多的问题比如电线的绝缘老化高压泄露接头松动等等问题它们都是引起设备发热和温度升高的原因如果不及时监测出这种异常导致情况恶化就会引发短路甚至火灾测温系统是通过无线测温传输的方式来接收温度的数据并且通过总线传输到pc机后台显示的能够实时在线远程监测
3无线测温技术应用
3.1 温度传感器选型
温度传感器分为电池型无线测温传感器和CT 取电型无线测温传感器两种其中CT感应取电启动电流大于等于5A传感器传输空旷距离150m 内
3.2温度范围选择
选择温度传感器时的首要考虑因素是温度范围例如对于超过1000℃的操作环境热电偶通常是较好的选择但是只有少数应用涉及这种极端温度对于大多数工业医疗汽车消费者和通用嵌入式系统 典型的工作温度范围要窄得多当使用基于半导体的组件时范围甚至更有限例如用于商业和消费类应用的MCU的额定温度为0 ~ 85℃ 用于工业应用的MCU可将范围扩展至－40 ~ 100 ℃ 而汽车 MCU 需要在－40 ~ 125℃ 的温度范围内工作因此工程师通常可以选择使用任何标准类型的温度传感器
3.3外形封装
温度检测组件需要不同的包装取决于正在测量的应用结构例如基于半导体的传感器不能直接浸入热油中低成本传感器可以选择环氧涂层的封装对于更高温度的操作温度传感器可 以密封在玻璃中 这可以保护它温度探头免受其他环 境因素的影响 包括液体和碎屑传感器也可以放置在不锈钢外壳中以提高稳定性外壳所需的复杂程度越高传感器的成本就越高
3.4传感器形式
传感器还有各种形状和尺寸为应用选择合适的传感器可以提高性能响应能力和可靠性例如所有温度传感器由于通过它们的功率 而经受自加热这种自加热会提高传感器周围的环境温度 从而引入误差并对精度产生负面 影 响使用 NTC热敏电阻可以增加传感器的质量以减少由于自加热引起的误差即使是小尺寸的变化也会对减少自热产生很大影响例如 与2×2×2mm 热敏电阻相比3×3×3mm 热敏电阻的体积/ 质量大于3倍只有热敏电阻才能实现这种灵活性基于半导体的传感器本质上是固定的由于RTD和热电偶都是以电线为基础的这限制了工程师调整质量以减少自热误差的能力
3.5无线测温应用效果
无线测温首先是无线发射模块的测温传感器装置于各测温点 休普电子研发的传感器对于各种开关柜和电气设备都可以应用有的不需要连接线直接通过 无线传输的方式将采集的温度数据发送到主机上主机软件完成数据的转换存储曲线和报表生成方便直观看到温度数据的变化趋势
其实主机采集到的数据可以传送到后台上并且通过云端大数据就能够实现异地监测使用起来非常的方便达到随时随地监控的目的
水泥企业电力系统使用无线测温系统可以大大减少人员巡检从而也避免无效巡检和漏检等如有超温预警就会有蜂鸣声报警声而且可以通过温度变化 趋势图分析现场的实际情况制定相应的预防和解决问题的措施能够大大减少电气事故的发生率
4安科瑞温度在线监测系统解决方案
4.1概述
电气接点在线测温装置适用于高低压开关柜内电缆接头断路器触头刀闸开关高压电缆中间头干式变压器低压大电流等设备的温度监测防止在运行过程中因氧化松动灰尘等因素造成接点接触 电阻过大而发热成为安全隐患提高设备安全保障及时持续准确反映设备运行状态降低设备事故率
Acrel-2000T无线测温监控系统通过RS 485总线或以太网与间隔层的设备直接进行通讯系统设计遵循国际标准Modbus-RTUModbus-TCP等传输规约安全性可靠性和开放性都得到了提高该系统具有遥信遥测遥控遥调遥设事件报警曲线棒图报表和用户管理功能可以监控无线测温系统的设备运行状况实现快速报警响应预防严重故障发生
4.2应用场所
适合在泛在电力物联网钢厂化工水泥数据中心医院机场电厂煤矿等厂矿企业变配电所等电力设备的温度监测
4.3系统结构
温度在线监测系统结构图
5系统功能
测温系统主机Acrel-2000T安装于值班监控室可以远程监视系统内所有开关设备运行温度状态系统具有以下主要功能
5.1温度显示显示配电系统内每个测温点的实时值也可实现电脑WEB/手机APP远程查看数据
5.2温度曲线查看每个测温点的温度趋势曲线
5.3运行报表查询及打印各测温点指定时间的温度数据
5.4实时告警系统能够对各测温点异常温度发出告警系统具有实时语音报警功能能够对所有事件发出语音告警告警方式有弹窗语音告警等还可以短信/APP推送告警消息及时提醒值班人员
5.5历史事件查询能够温度越限等事件记录进行存储和管理方便用户对系统事件和报警进行历史追溯查询统计事故分析等
6系统硬件配置
温度在线监测系统主要由设备层的温度传感器和温度采集/显示单元通讯层的边缘计算网关以及站控层的测温系统主机组成实现变配电系统关键电气部位的温度在线监测
7结语
无线测温技术在水泥企业的应用有效解决了老设备人工巡检不及时的问题尤其是设备运行过程中人工无法检查的重点部位通过安装无线测温装置实现了重点部位温度实时监控能够及时发现问题及隐患避免电力事故的发生具有良好的推广应用价值
参考文献
[1]李炳福．无线测温技术在企业电力系统的应用
[2]安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.05版.
