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XG-on-Line-TD型无线传输式在线测温装置

  • 分类:行业资讯
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  • 来源:
  • 发布时间:2019-11-15 14:16
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【概要描述】

XG-on-Line-TD型无线传输式在线测温装置

【概要描述】

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一.    电力设备温度监测的必要性
电力设备安全可靠性是超大规模输配电和电网安全保障的重要环节,尤其我国正处于经济快速增长时期,国家电网的电力供电负荷日益增加,在持续扩大供电同时给电网电器设备带来一系列的安全问题。为尽可能的避免各类电力事故,电力设备安全运营实时监控的任务迫在眉睫。
电力设备中的触头和接头的电网安全的一个重要隐患。现有统计结果表明,故障其主要发生在如下位置:
1)开关柜中动、静触头故障。开关柜作为一种广泛运用的电力设备,开关柜是输配电系统中的重要设备,承担着开断和关合电力线路、线路故障保护、监测运行电量数据的重要作用。开关设备因高压断路器动、静触头接触不良,加上长期的大电流、触头老化等因素易致其接触电阻增大,从而导致长时间发热、触头温升过高甚至最终发生高压柜烧毁故障。
2)电缆接头故障。随着运行时间的延长、压接头的松动、绝缘老化、以及局部放电、高压泄漏等,将引起发热和温度的升高,温度的升高将使这些状况进一步恶化,这将促使温度进一步提升,这一恶性循环的结果就引发短路放炮,甚至火灾。
目前对于开关柜接头触点的温度监测尚没有有效方法解决,作为监测的替代方式,通常采用效率低且代价高的人工红外探测巡检方式,实时温度监控成为目前智能电网的一大难题。可见,常规测温手段无法满足对设备关键部位温度实时监控的需求。开发研制一种适用范围广、安全可靠的测温系统,实时监测主要设备(特别是对封闭设备内部)关键点的运行温度,掌握设备运行情况,及时发现故障隐患、采取措施,避免事故进一步扩大,对保障电网安全运行意义重大。

二.    技术优势 
2.1传统测温方式面临的问题 
1) 常规测温方式 常规的热电偶、热电阻、半导体温度传感器等测温方式,需要金属导线传输信号,绝缘性能不能保证。 
2) 与光纤测温的比较 光纤温度传感器采用光导纤维传输温度信号,光导纤维具有优异的绝缘性能,能够隔离开关柜内的高压,因此光纤温度传感器能够直接安装到开关柜内的高压触点上,准确测量高压触点的运行温度,实现开关柜触点运行温度的在线监测。然而,光纤具有易折,易断、不耐高温等特性。积累灰尘后易导致光纤沿面放电从而使绝缘性降低,且受开关柜结构影响,在柜内布线难度较大。另外,光纤测温的成本也相对较高。 
3) 红外测温 红外测温为非接触式测温,易受环境及周围的电磁场干扰,另外开关柜内的空间非常狭小,无法安装红外测温探头(因为探头必须与被测物体保持一定的安全距离,并需要正对被测物体的表面),要求被测量点能够在视野内并无遮掩,并且表面干净以确保准确性。
 
2.2无线测温的优势
1) 安全可靠 无线的温度采样方式无需在被测点或相关支撑结构上连线,传感器与接收设备之间无电气联系,从而实现了高压隔离,抗干扰能力强,保障设备安全运行。 
2) 安装方便灵活 无线温度传感器体积小且与采集器之间数据无线传输,安装方便灵活,不受开关柜结构和空间影响
3) 环境适应性好 温度传感器通过匹配软件的校正后就已经补偿了传感器制作过程中的偏差。传感器可在任何工作温度范围内的温度进行调试,不会受季节因素影响。通常情况下,传感器只在安装后调试一次,并保持多年不需再校正。 同时,灰尘堆积等环境因素不会对无线温度传感器测温产生影响。 
4) 低成本 无线温度传感器的价格较其他传统测温方式较低,同时,信号采用无线传输的工作方式令本系统的安装、维护成本大大降低。

三.    无线测温系统结构及工作原理
无线温度在线监测系统采用由一台高性能工控计算机, 通过RS485 工业总线,连接XG-on-Line-TD型无线式温度监测装置,每台XG-on-Line-TD监测装置都具有一个RS485 接口,在无中继器的情况下,多达256 个XG-on-Line-TD无线式温度监测装置可组成一个无线测量网络,每台XG-on-Line-TD无线式温度监测装置相当于一个无线接入点,它可接入6-12 只无线温度传感器,系统的中心计算机在线监测所有XG-on-Line-TD型无线温度监测装置所测量的温度,下图显示了无线测量系统的结构组成。

无线传输式在线测温的工作原理
   温度检测、信号传输单元是由微功耗工业级或汽车级,最高可工作到180℃的高性能测温IC芯片及工作寿命长的专用感应取电线圈以及数据发送单元等组成,该单元可以安全、方便地装于母线排、隔离开关、触臂等位置上;温度检测、信号传输单元的测温传感器完成温度测量,数据发送块完成温度等数据的无线传输,然后由数据监控主机单元完成数据接收、显示、设定和报警。可实时显示温度数据,现场设定相关参数,具有报警和预报警功能,并可利用总线技术,组网完成集中显示、设定、数据记录及无线远程语音报警等功能,因此可实现无人值班的情况下的实时监测,发现温度过高马上报警,及时处理防范于未然,保证电网运行的安全和供电的可靠性。
信号处理和组网装置带有远程通信接口,可通过现场工业总线组网,可以在远程上位机系统进行集中显示各开关柜各测温点数据,可设定开关柜预报警温度。上机位系统具有数据管理功能,能显示各测温点历史温度变化曲线和记录历史预报警状态。上位机系统功能界面示于图5

四.    技术特点
4.1 高压隔离实现高压设备在线监测,首先要解决高压隔离问题。一般来说,解决这个问题有两个途径一是通过空间隔离,另一是通过光纤隔离。空间隔离,信号可由光传送或无线电传送,本文采用无线电进行信号传送,它具有结构简单、抗干扰能力强、工作可靠等特点。而通过光纤隔离存在着沿面放电问题,需要有较长的沿面爬电距离。
4.2 抗干扰措施高压开关柜运行在高电压、大电流的状态,系统事故瞬间还出现强烈的电磁暂态过程,这些强电场、磁场及强电磁干扰,会对微电子系统产生严重干扰。为消除这些干扰,同时采用软、硬件抗干扰措施,在软件设计上应用数字编码、解码技术,剔除干扰信号,并使用了软件滤波技术;在硬件上采用金属屏蔽,加强各级滤波消除高频干扰。另外为了消除随机干扰,利用触头温度变化相对缓慢的特点,对检测点信号多次采集,排除异常数据以保证数据可靠,通过以上综合措施,整机有了较好的干扰能力,测量数据稳定可靠。
4.3 供电方式采用专用感应取电线圈供电方式。在探头及信号传输单元内安装了能自动从高压带电设备电流中感应出电源,无需外接电源和内置电池,提供稳定可靠的电源。
4.4 热稳定性问题温度检测器安装在主导电回路上,测量点温度可达120℃左右,所以选用了最高工作温度达到180℃的高性能测温IC作为测温元件,从而保证了温度检测器良好的热稳定性。

五.    系统设备简介
5.1数据监控主机
采用工业级微处理,系统稳定可靠,抗干扰性强,采用128×64工业液晶屏,中文菜单显示简单直观具有RS485接口和双路开关量接口,即可以单独成系统,也可以联网成为系统的一部分,带有事件记录功能,可记录曾经出现的异常情况,可搭配多种温度采集方式,根据不同的场合采用不同的传感器,实时监测及显示柜内温度的情况,提供温度和温差双检测方式。
  技术参数
供电电源                AC/DC85-264V
测温通道                12个(支持1到12个温度采集点)
仪表工作环境温度        -15℃~80℃
仪表工作环境湿度        <95%RH
报警输出口            继电器无源接点输出(4路常开或4路常闭)
通讯接口                Rs485(隔离)

5.2无线温度传感器(感应取电线圈型)
无线温度传感器(感应取电线圈型)由电源感应、温度检测、无线发送等部分组成。无线温度传感器采集对应的温度信息,转化为对应的电信号,经过处理后由无线部分发送到无线接收模块。

技术参数
测温精度:<±0.2℃                        
测温范围:-10℃~150℃
无线传输距离:80米(空旷可视距离)        
测量时间间隔:1秒
工作电流:>15A
通信接口:无线传输
信号调制方式:GFSK
通讯速率:双向1024kbit/s
工作频率:2.4GHz
最大输出功率:0dbm
接收灵敏度:-80dbm~90dbm

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