Aplicación del sistema inalámbrico de medición de temperatura en equipos eléctricos de alto voltaje de minas de carbón.

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Abstracto: Con el continuo desarrollo de la economía social, el sistema eléctrico avanza hacia el alto voltaje y la alta capacidad. Nuevas tecnologías y equipos del sistema eléctrico surgen en una corriente interminable, y la capacidad de transmisión de energía continúa mejorando. Sin embargo, la carga de energía de alto voltaje transportada por los equipos eléctricos de alto voltaje también hace que su propio aumento de temperatura sea el culpable que amenaza la estabilidad. de la red eléctrica. La temperatura del equipo se ha convertido en un parámetro importante para el funcionamiento estable de los equipos de transmisión de energía en la red eléctrica actual. Basado en las razones del aumento de temperatura de los equipos eléctricos de alto voltaje, este artículo analiza la estructura y aplicación del sistema inalámbrico de medición de temperatura. analiza las ventajas y desventajas de su aplicación y proporciona ejemplos de aplicación para proporcionar referencia para el funcionamiento estable y el desarrollo del sistema eléctrico de nuestro país.

Palabra clave: Sistema inalámbrico de medición de temperatura; equipos eléctricos de alto voltaje; ventajas y desventajas

Los equipos eléctricos de alta tensión en el sistema eléctrico de nuestro país tienen una variedad de puntos de conexión, como juntas de conmutación aisladas, nodos de barras, etc. Debido a los problemas de calidad en el proceso de fabricación o de seguridad, muchos dispositivos tendrán problemas de contacto deficientes y una Se generará una gran resistencia durante el uso, lo que provocará problemas de aumento de temperatura.

1.Razones del aumento de temperatura de los equipos eléctricos de alto voltaje.

La aplicación del sistema de medición de temperatura es inseparable del análisis de la causa del problema del aumento de temperatura. El primero son los problemas de calidad e instalación de los propios equipos eléctricos de alto voltaje, especialmente en las uniones de los pernos del equipo. Si los puntos de conexión cumplen los estándares y si la estanqueidad cumple con los estándares afectan la fuerza de la resistencia. Muchas conexiones de equipos tendrán problemas desiguales y difíciles durante la instalación. Un esmerilado inadecuado también provocará una mayor resistencia y un contacto deficiente, lo que afectará el uso del equipo y hará evidente el problema del aumento de temperatura. En segundo lugar, una protección descuidada durante el transporte de equipos eléctricos de alto voltaje provocará golpes que provocarán la deformación de los puntos de conexión. o piezas clave, lo que resulta en un contacto deficiente. En tercer lugar, la superficie metálica de los equipos eléctricos de alto voltaje en sí es propensa a reacciones de corrosión u oxidación, y los problemas en la superficie del equipo también afectarán el contacto del equipo. El mal ambiente de trabajo de algunos equipos eléctricos, como altas temperaturas, lluvia, nieve y fuertes vientos, acelerará el envejecimiento del propio equipo, provocando graves problemas de aumento de temperatura. En cuarto lugar, los factores externos afectan el mal contacto en la conexión del equipo. . Muchos sitios de operación de equipos son relativamente complicados y varios enlaces, como la instalación, el uso y el mantenimiento de los equipos, también son propensos a errores, lo que resulta en un contacto deficiente de muchos conectores de cables e interruptores de aislamiento y problemas graves de aumento de temperatura. En quinto lugar, el equipo está bajo alta presión de carga durante mucho tiempo. El propio equipo eléctrico de alto voltaje realiza la transmisión y aplicación de electricidad de alto voltaje. Una vez que la corriente es demasiado grande y excede la capacidad de carga del equipo, junto con el efecto térmico de la corriente misma, la temperatura del equipo aumentará rápidamente.

En la operación real del equipo, los cinco problemas anteriores ocurrirán en las uniones de disyuntores, seccionadores, uniones de cables, casquillos y barras colectoras, etc. Estas áreas tienen muchas fallas y son propensas a problemas de aumento de temperatura. En la inspección y el mantenimiento diarios, el personal debe centrarse en la inspección y el mantenimiento. Durante la inspección del equipo, la medición de temperatura del dispositivo no solo puede captar el estado del dispositivo durante el uso, sino también detectar oportunamente el calor excesivo generado por una mala Contacto o carga excesiva. En el estado cargado, debido a la influencia de la corriente y el calor, es normal que la temperatura interna sea más alta que la del mundo exterior, pero el cambio de calor debido a la falla del equipo en sí o a la carga excesiva necesita ser monitoreado de cerca. Este problema de aumento de temperatura agravará el envejecimiento del equipo, reduciendo así su vida útil e incluso puede provocar que el equipo se queme. Por tanto, es muy necesario aplicar un sistema de medición de temperatura a equipos eléctricos de alta tensión.

En China, los métodos de medición de temperatura más utilizados para equipos eléctricos de alto voltaje son el método de chip de cera para mostrar la temperatura, el método de medición de temperatura por infrarrojos, el método de medición de temperatura por fibra óptica y el sistema inalámbrico de medición de temperatura. Tanto el método de visualización de temperatura como el termómetro infrarrojo se operan manualmente. , y los datos no se pueden recopilar en tiempo real. A través de la medición de fibra óptica, se pueden obtener resultados de medición en tiempo real. Sin embargo, en el caso de alto y bajo voltaje, no puede aislar completamente los factores ambientales y no puede cumplir con los requisitos de las especificaciones de instrumentación eléctrica para instrumentos de alto voltaje. Además, cuando se instala en el gabinete, también existen grandes obstáculos para su instalación debido a problemas como que la fibra óptica no es resistente a altas temperaturas y el cableado es difícil. La tecnología inalámbrica de medición de temperatura existente se basa principalmente en el modo de transmisión inalámbrica actual. para superar los problemas de conexión y fijación de los bucles primario y secundario, mejorando así la seguridad del uso de energía de alto voltaje.

2. Análisis de la estructura del sistema inalámbrico de medición de temperatura y la aplicación del equipo.

La composición del sistema inalámbrico de medición de temperatura se puede dividir en la parte del sensor de temperatura y la parte de análisis y visualización de resultados del monitoreo de temperatura, así como el hardware y software del sistema. La estructura del sistema inalámbrico de medición de temperatura para energía de alto voltaje El equipo como se muestra en la Figura 1 generalmente se instala con sensores de temperatura en la unión de gabinetes de distribución, uniones de cables, fusibles, etc. Para garantizar la precisión de la medición, el sensor generalmente está en la misma posición de voltaje que el objeto de prueba. y luego la señal recopilada se transmite y muestra utilizando tecnología inalámbrica. Para garantizar la seguridad de la medición de temperatura, las piezas de trabajo de alto y bajo voltaje están aisladas para evitar fugas y otros accidentes. Generalmente, se proporcionan múltiples canales en la superficie externa del equipo de trabajo para el monitoreo en tiempo real y el procesamiento de datos de múltiples ubicaciones. Luego, los datos recibidos por el receptor se transmiten a la computadora a través del puerto serie o paralelo, y son analizados y procesados ​​por el programa preprogramado.

Figura 1 Diagrama esquemático de la estructura del sistema inalámbrico de medición de temperatura para equipos de energía de alto voltaje.

2.1 Sensor de temperatura

La función del sensor de temperatura es convertir la señal de temperatura en una señal eléctrica. Por lo general, se utiliza un medidor de termopar Pt100 y su precisión de medición puede alcanzar 0,1 grados Celsius. También se puede utilizar un sensor de corriente en miniatura de flujo cero, que también tiene un alto valor de aplicación. Técnicamente hablando, el sensor magnético elige Permalloy de baja pérdida como núcleo de hierro y utiliza tecnología especial de presión negativa y medios de protección para realizar una compensación automática de la Núcleo de hierro, de modo que el núcleo de hierro esté en las condiciones de funcionamiento ideales de flujo magnético cero. Además del dispositivo de medición de temperatura, el sensor de temperatura inalámbrico también incluye una fuente de alimentación, un circuito de medición, un circuito de control lógico y un circuito de comunicación por radio. a una frecuencia específica. Para adaptarse a condiciones de trabajo más altas, generalmente está empaquetado en tubos termorretráctiles de alta temperatura y alta presión, y tiene ciertas propiedades a prueba de agua y polvo para garantizar un uso a largo plazo. Desde el área de trabajo Los equipos inalámbricos de medición de temperatura suelen ser pequeños, su tamaño debe reducirse tanto como sea posible para cumplir con las condiciones de trabajo durante el uso. Cuando se utiliza un sensor de temperatura, se puede utilizar alambre de encolado resistente al calor o tecnología de encolado para combinar el elemento sensible al calor. con la superficie del objeto, pero se debe tener cuidado de mantener los puntos de contacto cerca para reducir los errores de medición. El sensor de temperatura inalámbrico debe tener un amplio rango de trabajo lineal. Por lo general, se selecciona un elemento sensor de temperatura de -55 ~ 130 grados Celsius y el sensor de temperatura se selecciona de acuerdo con los requisitos de precisión de medición y error de medición en diversas condiciones de trabajo.

2.2 Detector de temperatura inalámbrico

El sistema detector de temperatura inalámbrico tiene múltiples canales de recepción, que pueden procesar y mostrar múltiples puntos de medición diferentes en tiempo real. Hay funciones de evaluación y manejo de fallas en el detector de temperatura inalámbrico. El personal establece una zona de seguridad de antemano y el detector de temperatura inalámbrico compara la información recopilada con el umbral establecido. Si la temperatura excede el umbral, ingresará al módulo de procesamiento de fallas y generará el texto de advertencia, y generará un conjunto de niveles altos y bajos para iniciar la señal y el sonido de la alarma. Además de las funciones básicas de detección y alarma, la temperatura inalámbrica El detector también tiene la capacidad de transmitir información. Se puede conectar a una computadora a través de una línea de datos o un chip de comunicación de puerto serie/paralelo, y los empleados pueden monitorear múltiples interruptores y piezas de contacto en tiempo real y controlar su estado operativo, para descubrir a tiempo los problemas de seguridad existentes.

2.3 Sistema de monitoreo de temperatura en tiempo real

En comparación con las instalaciones de hardware mencionadas anteriormente, como sensores y detectores, el sistema de monitoreo de temperatura en tiempo real se inclina más hacia el sistema de software en el sistema de medición de temperatura inalámbrico. El sistema de monitoreo de temperatura en tiempo real es la integración de la temperatura inalámbrica general operación de hardware de medición, procesamiento de datos, recolección de señales y otras funciones. Se comunica con el personal a través de la interfaz del cliente y carga y emite instrucciones. Para reducir la intensidad laboral de los operadores, los trabajadores técnicos han desarrollado un sistema de monitoreo de temperatura en tiempo real que cumple con la descripción anterior, para analizar y procesar la temperatura. Resultados de medición de la parte de hardware. El sistema de monitoreo de temperatura en tiempo real tiene las funciones de visualización de temperatura, almacenamiento de datos, análisis y comparación de datos históricos, advertencia de fallas, análisis de fallas, análisis del estado de operación del equipo, etc., y puede integrarse y complementarse. las funciones de la parte de hardware. En el diseño del sistema de monitoreo de temperatura en tiempo real, se pueden usar algunos métodos de diseño modular para el trabajo de procesamiento de datos redundante, y cada unidad de módulo se descompone de acuerdo con la función, y los datos se almacenan y procesados ​​por categoría. Este método de diseño modular puede hacer que el sistema de monitoreo de temperatura en tiempo real tenga mayor aplicabilidad y seguridad. El sistema de monitoreo de temperatura en tiempo real puede ayudar a los trabajadores técnicos a recopilar, extraer, comparar y analizar una gran cantidad de datos, y puede informar varias condiciones anormales en tiempo real según diferentes temperaturas de diferentes equipos para garantizar el funcionamiento normal de varios dispositivos. Al mismo tiempo, el sistema de monitoreo de temperatura en tiempo real también tiene un buen funcionamiento matemático y rendimiento de visualización, que puede mostrar los datos de un período determinado como un gráfico y marcar los datos para facilitar el mantenimiento posterior.

3. Ventajas y desventajas del sistema inalámbrico de medición de temperatura aplicado a equipos eléctricos de alto voltaje

3.1 Ventajas técnicas del sistema inalámbrico de medición de temperatura aplicado en equipos eléctricos

Con el avance de la ciencia y la tecnología, el sistema inalámbrico de medición de temperatura ha experimentado numerosas mejoras y actualizaciones, su rendimiento se ha vuelto cada vez más fuerte y el monitoreo de temperatura se ha vuelto cada vez más preciso. La construcción de energía actual requiere que el sistema inalámbrico de medición de temperatura ser cada vez más preciso y en tiempo real, especialmente para equipos eléctricos de alto voltaje. El sistema inalámbrico de medición de temperatura también se ajusta constantemente con la aplicación de equipos eléctricos de alto voltaje. En términos de recepción de señal, el sistema inalámbrico de medición de temperatura extiende una frecuencia de señal más alta según las características de los equipos eléctricos de alto voltaje, que tienen buena estabilidad. y no se ve fácilmente perturbado por factores externos. La tecnología de comunicación inalámbrica se utiliza en la transmisión de señales, que es relativamente simple, de bajo consumo y costo de energía, y puede analizarse y procesarse de acuerdo con los datos recibidos, y el estado de funcionamiento del instrumento puede ser monitoreado en tiempo real sin verse afectado por las restricciones climáticas condicionales. La temperatura del instrumento se puede monitorear en tiempo real para evitar la detección perdida. Al mismo tiempo, la alarma de sobrecalentamiento del dispositivo se puede configurar según las necesidades del usuario y se puede recordar al operador la ubicación específica del equipo mediante un sonido y una señal.

3.2 Aplicación insuficiente del sistema inalámbrico de medición de temperatura en equipos eléctricos

La medición de temperatura de equipos eléctricos de alto voltaje utilizando el sistema inalámbrico de medición de temperatura reduce la intensidad del trabajo de inspección de los operadores de subestaciones y al mismo tiempo mejora el rendimiento de seguridad del equipo. Sin embargo, también existen ciertas deficiencias en el sistema inalámbrico de medición de temperatura en Uso real. En primer lugar, el sistema inalámbrico de medición de temperatura es una tecnología activa que requiere una batería incorporada para el suministro de energía. Cuando la batería se agota, el sistema inalámbrico de medición de temperatura se apagará automáticamente y el personal no podrá ver la temperatura del dispositivo y solo podrá restaurar la conexión desconectando la línea para reemplazar la batería, como resultado, el número de cambios Las operaciones y los cortes de energía no planificados en la subestación aumentan considerablemente. Para resolver este problema, podemos mejorar la tecnología, reemplazar la batería incorporada con una fuente de alimentación pasiva y utilizar la onda electromagnética generada por la corriente de punto fijo como energía, de modo que se ha mejorado la confiabilidad de todo el sistema. En segundo lugar, algunos indicadores de control de temperatura del dispositivo de suministro de energía a menudo fallan en aplicaciones prácticas. Se juzga preliminarmente que la batería del sensor inalámbrico de medición de temperatura es insuficiente. Después del corte de energía y el reemplazo del sensor de medición de temperatura inalámbrico, este fenómeno aún existe. En este caso, es necesario detectar el sitio, depurar la instalación del extremo receptor y acortar la distancia entre el punto de medición de temperatura y la temperatura inalámbrica. sistema de medición y evitar esta situación. Además, el sensor de temperatura inalámbrico con su propia tecnología activa no puede reemplazar la batería. Si detecta que la batería no es suficiente, se debe reemplazar el sensor inalámbrico. Esto no sólo aumentará el costo de mantenimiento del instrumento, sino que también provocará el consumo de recursos del equipo.

4.Ejemplos de aplicación del sistema inalámbrico de medición de temperatura.

En comparación con la tecnología extranjera de sistemas inalámbricos de medición de temperatura, el desarrollo de la tecnología nacional de medición de temperatura está relativamente rezagado, pero debido a la atención continua de la industria nacional en los últimos años, se han mejorado la inversión, la mano de obra y los recursos materiales en este campo. En la industria energética, existen muchos dispositivos de equipos auxiliares, especialmente equipos de monitoreo para el funcionamiento de la energía. Es decir, cuando la línea llega a una determinada carga o temperatura alta, el dispositivo detendrá automáticamente el suministro de energía para evitar accidentes. Estos nuevos y prácticos productos son Se utiliza principalmente en equipos eléctricos de alto voltaje, y sus interfaces están preinstaladas y no se pueden reemplazar. Aunque reducirá la generación de resistencia hasta cierto punto, es fácil causar fallas debido al trabajo a largo plazo, lo que aumentará La resistencia del propio dispositivo y aumenta el calor durante el funcionamiento. Por lo tanto, durante mucho tiempo, es fácil provocar accidentes de seguridad, poniendo en peligro la salud personal y de propiedad de las personas. En respuesta a esta situación, algunas empresas nacionales han aplicado tecnología inalámbrica de medición de temperatura a la producción de energía. Con la popularidad de esta tecnología, ahora se usa ampliamente no solo en la industria energética, sino también en otras industrias con problemas de aumento de temperatura.

5. Escenarios de aplicación

El dispositivo de medición de temperatura en línea por contacto eléctrico es adecuado para monitorear la temperatura de uniones de cables en gabinetes de distribución de alto y bajo voltaje, contactos de disyuntores, interruptores de cuchilla, cabezales intermedios de cables de alto voltaje, transformadores de tipo seco, equipos de bajo voltaje y alta corriente. . Puede prevenir posibles riesgos de seguridad causados ​​por una resistencia de contacto excesiva y calentamiento debido a la oxidación, holgura, polvo y otros factores durante la operación, mejorando así la seguridad del equipo, reflejando de manera oportuna, continua y precisa el estado operativo del equipo y reduciendo las tasas de accidentes del equipo.

6. Configuración del hardware del sistema

7. Conclusión

Debido al continuo desarrollo de sensores, comunicación inalámbrica de datos, extracción de datos y otras tecnologías, el sistema de monitoreo en tiempo real de la temperatura eléctrica de alto voltaje se volverá más científico. Con la aplicación y popularización del sistema inalámbrico de medición de temperatura, la industria eléctrica de nuestro país también es más estable y segura, y su progreso tecnológico ha contribuido al desarrollo de nuestro país.

Referencias:

[1] Manual de diseño y aplicación de microrredes empresariales de Acrel. Versión 2022.05

El sistema de monitoreo de temperatura en línea se compone principalmente de un sensor de temperatura y una unidad de adquisición/visualización de temperatura en la capa de equipo, una puerta de enlace informática de borde en la capa de comunicación y un host del sistema de medición de temperatura en la capa de control de la estación para realizar el monitoreo de temperatura en línea de Partes eléctricas clave del sistema de transformación y distribución de energía.