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淺談高壓開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

發(fā)布時間: 2023-08-07  點擊次數(shù): 555次

安科瑞 陳聰

摘要:在當(dāng)前的社會之中,電力資源是最重要的能源資源之一,人們對于電力資源的依賴程度也逐漸升高,到目前為止,任何人的生活與工作都不能離開電力資源,這就導(dǎo)致電力系統(tǒng)的普及型大大提高。電力系統(tǒng)具有著很高的利用率和普及率,因此一個穩(wěn)定的電力系統(tǒng)對于提高人們的生活質(zhì)量以及工作效率就十分有必要,在某些電力負(fù)荷比較大的地區(qū),就會產(chǎn)生高壓開關(guān)柜的溫度上生產(chǎn)從而導(dǎo)致開關(guān)柜封閉性下降的情況,影響到了電力設(shè)備的運(yùn)行,進(jìn)而降低了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。在當(dāng)前的高壓開關(guān)柜溫度監(jiān)測之中,通常會采用電觸頭的傳統(tǒng)監(jiān)測方式進(jìn)行監(jiān)測,但是這種方法收到電觸頭的影響,其監(jiān)測的精準(zhǔn)程度降低,并且嚴(yán)重依賴于紅外線溫度傳感器,從而導(dǎo)致這種監(jiān)測方法的造價與成本較高,不能夠大范圍的進(jìn)行應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:高壓開關(guān)柜;在線監(jiān)測;無線測溫

0引言

在電力系統(tǒng)之中,包括了多個組成部分和組成設(shè)備,其中任何一個部分和設(shè)備都必須要保持穩(wěn)定的工作狀態(tài),任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障,就會導(dǎo)致整個電力系統(tǒng)陷入癱瘓,而在這之中,高壓開關(guān)柜設(shè)備就是非常重要的電力設(shè)備之一,其主要作用在于控制與保護(hù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行。當(dāng)前絕大多數(shù)的高壓開關(guān)設(shè)備都會采用封閉式的結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)不僅會導(dǎo)致熱量大量堆積,并且會給監(jiān)測與維修帶來一定的障礙。當(dāng)不能夠及時將高壓開關(guān)柜之中的溫度控制到合理范圍時,就有可能導(dǎo)致過高的溫度引發(fā)火災(zāi),最終給電力系統(tǒng)造成難以彌補(bǔ)的損失。由此可見,一套科學(xué)并且合理的高壓開關(guān)柜溫度監(jiān)測系統(tǒng)能夠有效的提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性,從而確保電力系統(tǒng)高效運(yùn)行。

當(dāng)前對高壓開關(guān)柜進(jìn)行溫度監(jiān)測,主要包括以下幾種方法,比如CCD攝像頭監(jiān)測法,示溫蠟片監(jiān)測法以及紅外監(jiān)測法等,這些方法盡管都能夠?qū)囟冗M(jìn)行監(jiān)測,但是都存在嚴(yán)重的缺點,那就是不能夠運(yùn)行環(huán)境以及負(fù)荷等其他情況進(jìn)行監(jiān)測,單一的監(jiān)測指標(biāo)局限了監(jiān)測效果。對此,設(shè)計一個能夠全面監(jiān)測各項指標(biāo)的監(jiān)測系統(tǒng)就顯得十分有必要,本文中所設(shè)計的系統(tǒng),目的就是為了應(yīng)對傳統(tǒng)高壓開關(guān)柜監(jiān)測方法之中的問題以及不足,從而達(dá)到更加全面的監(jiān)測效果,并且還要保證監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡潔,操作便利,并且也具有較為可靠的性能,降低各種電力系統(tǒng)事故,提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

1高壓開關(guān)柜概述

高壓開關(guān)柜是電力系統(tǒng)運(yùn)行之中的重要電氣設(shè)備之一,主要是以斷路器為主要的組成設(shè)備,是生產(chǎn)廠家根據(jù)不同的電氣系統(tǒng)接線圖需要,從而將電力系統(tǒng)之中有關(guān)的高低壓電器以及線路和導(dǎo)體等,全部封裝在一個金屬柜體之中,從而作為電力系統(tǒng)分配電能的裝置。

在進(jìn)行高壓開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)設(shè)計時,必須要具有“五防”,即一誤分,二防短路、三防帶負(fù)荷分,四防隔離,五防帶電掛接地線并且防誤入帶電間隔。

當(dāng)前絕大多數(shù)的高壓開關(guān)柜按照斷路器的安裝方式可以分為移開式以及固定式兩類,其中移開式的高壓開關(guān)柜主要是應(yīng)用在手車之上,這是由于手車柜具有著比較好的互換性,從而能夠保證電力輸送的穩(wěn)定性。而固定式的高壓開關(guān)柜,因為電氣設(shè)備都是固定式安裝的,因此不具有移動性,所以具有著更加經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)點。

根據(jù)不同的高壓開關(guān)柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以分為金屬封閉式開關(guān)柜、金屬間隔式開關(guān)柜以及金屬封閉箱式和敞開式開關(guān)柜三大類,不同結(jié)構(gòu)的高壓開關(guān)柜,其內(nèi)部的構(gòu)成以及優(yōu)缺點都有所不同,金屬封閉式開關(guān)柜主要由斷路器、母線等部分組成,因為這些組成都安裝在金屬封閉的隔室之中,因此被稱為金屬封閉式開關(guān)柜。而金屬間隔式和封閉式之間,有較大的相同點,其所組成的金屬原件同樣安裝在隔間之中,但是因為安裝有防護(hù)作用的非金屬隔板,從而能夠起到更好的保護(hù)作用。金屬封閉式的開關(guān)柜外部是金屬材質(zhì)的保護(hù)外殼,而敞開式開關(guān)柜則是將部分設(shè)備敞開在外,從而導(dǎo)致封閉性較低。

2系統(tǒng)設(shè)計要求

2.1體積要求

針對于絕大多數(shù)高壓開關(guān)柜而言,其內(nèi)部空間都非常小,很難將大體積的監(jiān)測設(shè)備安裝入其中,因此在設(shè)計監(jiān)測系統(tǒng)時,必須要盡可能的降低監(jiān)測設(shè)備的體積,從而才能夠保證高壓開關(guān)柜內(nèi)部空間足夠。

2.2絕緣性能要

高壓開關(guān)柜中存在大電流和高電壓,如果不能夠做好絕緣以及安全防護(hù)的話,很容易導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部短路或者誤觸事故發(fā)生,因此必須要加強(qiáng)監(jiān)測設(shè)備的絕緣性能,杜絕發(fā)生事故的可能。

2.3穩(wěn)定性要求

溫度監(jiān)測系統(tǒng)是對高壓開關(guān)柜內(nèi)部溫度進(jìn)行監(jiān)測,這種監(jiān)測不僅僅要求實時進(jìn)行,并且還要求所監(jiān)測的數(shù)據(jù)要精準(zhǔn),因此在設(shè)計溫度監(jiān)測系統(tǒng)時,必須要保證監(jiān)測設(shè)備具有足夠的穩(wěn)定性,從而才能夠確保監(jiān)測結(jié)果的科學(xué)、有效。除此之外,監(jiān)測設(shè)備因為具有著較高的精準(zhǔn)度要求,因此必須要定期進(jìn)行檢查和維護(hù),在設(shè)計監(jiān)測設(shè)備時,還應(yīng)當(dāng)盡量便于維護(hù),從而降低維護(hù)人員的工作和操作難度,提高設(shè)備的易用性。

3系統(tǒng)總體方案

高壓開關(guān)柜的溫度監(jiān)測系統(tǒng),由溫度的采集設(shè)備、數(shù)據(jù)計算設(shè)備以及監(jiān)測控制器三部分組成,這三部分各司其 職,都發(fā)揮著十分重要的作用。

溫度采集設(shè)備,即是對高壓開關(guān)柜之中的空氣溫度進(jìn)行采集,其中包括了溫度傳感器、微型控制器以及信息傳輸 器等多個部分。一般情況下,溫度采集設(shè)備都安裝在高壓開關(guān)柜的斷路器之上,負(fù)責(zé)對斷路器的觸頭溫度進(jìn)行檢測, 并且通過數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)測控制器之上,完成溫度采集工作。

數(shù)據(jù)計算設(shè)備,其中包括有處理器、顯示器以及警告器等多個組成部分,絕大多數(shù)的數(shù)據(jù)計算設(shè)備都安裝在高壓開關(guān)柜的柜門之上,來對所獲取的溫度進(jìn)行計算,在數(shù)據(jù)經(jīng)過計算之后,將所得處理結(jié)果顯示在顯示器上,以便于工作人員獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。

監(jiān)測控制器之中備有溫度監(jiān)測分析統(tǒng)計軟件,它能夠?qū)囟炔杉O(shè)備所獲取的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計以及計算,并且將所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存,當(dāng)溫度超過了系統(tǒng)所設(shè)定的溫度上,將會及時發(fā)出警告,從而告知工作人員溫度已經(jīng)超過標(biāo)準(zhǔn)。

針對于溫度監(jiān)控分析統(tǒng)計軟件而言,其中包括了四個組成部分,分別是智能分析系統(tǒng)、實時數(shù)據(jù)系統(tǒng)、UI界面以及數(shù)據(jù)傳輸。

智能分析系統(tǒng)是整個溫度監(jiān)控分析統(tǒng)計軟件的核心所在,它利用內(nèi)部的計算和分析核心,來負(fù)責(zé)指揮整個軟件的運(yùn)行,其中主要求實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、警告信息管理等數(shù)個部分組成。智能分析系統(tǒng)能夠?qū)⒈O(jiān)測系統(tǒng)所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析,并且對高壓開關(guān)柜設(shè)備的內(nèi)部情況進(jìn)行預(yù)測,通過改變警告閾值的方式來實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控高壓開關(guān)柜的溫度。

實時數(shù)據(jù)系統(tǒng),能夠為分析統(tǒng)計軟件提供一個快速并且科學(xué)的數(shù)據(jù)訪問渠道,它利用了共享存儲的技術(shù),在軟件之中的每一個模塊都能夠通過標(biāo)準(zhǔn)接口來提取實時數(shù)據(jù),從而保證每一個模塊都能夠發(fā)揮出最大的作用,對高壓開關(guān)柜中的各項指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格的控制。

UI界面,顧名思義,是為了實現(xiàn)軟件與用戶之間的交互以及信息交流,它能夠?qū)④浖@取的數(shù)據(jù)以及情況準(zhǔn)確并且形象的反饋給用戶,從而實現(xiàn)監(jiān)測系統(tǒng)的作用。在UI界面之中,往往會采用圖形化的界面,以此來提高便用程度,降低用戶的操作難度和學(xué)習(xí)難度。用戶可以快速并且便捷的利用UI界面,來查詢高壓開關(guān)柜之中的各項數(shù)據(jù),比如實時溫度、統(tǒng)計圖表以及分析結(jié)果等等。

數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),能夠?qū)⑵渌K所采集的數(shù)據(jù)以及分析結(jié)果進(jìn)行傳輸以及上報,并且能夠?qū)囟缺O(jiān)測分析統(tǒng)計軟件所得數(shù)據(jù)傳輸給儲存系統(tǒng),從而更好的保存數(shù)據(jù),便于后期的調(diào)用。

4安科瑞無線測溫系統(tǒng)

4.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)通過RS485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)計遵循國際標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU、Modbus-TCP等傳輸規(guī)約,安全性、可靠性和開放性都得到了極大地提高。該系統(tǒng)具有遙信、遙測、遙控、遙調(diào)、遙設(shè)、事件報警、曲線、棒圖、報表和用戶管理功能,可以監(jiān)控?zé)o線測溫系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行狀況,實現(xiàn)快速報警響應(yīng),預(yù)防嚴(yán)重故障發(fā)生。

溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

4.2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)每個測溫點的實時值,也可實現(xiàn)電腦WEB/手機(jī)APP遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)。

  1. 溫度曲線:查看每個測溫點的溫度趨勢曲線。

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

  1. 實時告警:系統(tǒng)能夠?qū)Ω鳒y溫點異常溫度發(fā)出告警。系統(tǒng)具有實時語音報警功能,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。

4.3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,實現(xiàn)變配電系統(tǒng)關(guān)鍵電氣部位的溫度在線監(jiān)測。

5結(jié)束語

為了確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行,就必須要高中重視高壓開關(guān)柜中的溫度在線監(jiān)測,進(jìn)行有針對性的監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計,從而讓監(jiān)測系統(tǒng)能夠發(fā)揮出正常的作用,保證高壓開關(guān)柜中的溫度適中保持在合理范圍之內(nèi),避免發(fā)生各種事故,影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)

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