隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的普遍應(yīng)用供配電系統(tǒng)的綜合性能越來越受到人們的關(guān)注。高壓配電柜作為供配電系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分,其運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性對(duì)整個(gè)系統(tǒng)都有著直接的影響。在實(shí)際環(huán)境中,高壓配電柜作為電能分配的重要節(jié)點(diǎn),經(jīng)常會(huì)因?yàn)榻佑|不良、散熱不佳電流過大等問題而產(chǎn)生高溫,進(jìn)而造成跳閘、火災(zāi)等事故。因此,對(duì)高壓配電柜進(jìn)行溫度監(jiān)測具有重要的價(jià)值。
根據(jù)電氣控制系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)結(jié)合溫度監(jiān)測的實(shí)際需求文音設(shè)計(jì)的高低配電柜溫度監(jiān)測系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)包括控制主機(jī)、數(shù)據(jù)集中器、無線測溫單元和聲光等模塊。
當(dāng)前可以從市場上采購的溫度傳感器種類和型號(hào)都非常多,并且技術(shù)也已經(jīng)達(dá)到較成熟的程度,常用的溫度傳感器主要包括水銀溫度計(jì)、熱電偶、光纖測溫計(jì)、紅外測溫儀等,這些傳感器的原理和應(yīng)用場合均有所有同,根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用需求進(jìn)行合理的選用。在本系統(tǒng)中,通過高性能溫度傳感器對(duì)高壓配電柜內(nèi)的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)測量。綜合考慮成本、精度和應(yīng)用條件等要求確定采用多路無線測溫傳感器進(jìn)行采集測量范圍為-50~125℃精度在1%以內(nèi)。無線溫度傳感器由于電磁感應(yīng)供電無線測溫具有測溫速度快、周期短、免維護(hù)、使用壽命長、故障率低等特點(diǎn),特別適用于高壓配電柜內(nèi)的應(yīng)用場合。
考慮到溫度測點(diǎn)較多這些測點(diǎn)如果分別傳輸至主機(jī)。必然會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜度,使得系統(tǒng)硬件開發(fā)和軟件設(shè)計(jì)的難度都明顯增加。因此,為了提高數(shù)據(jù)傳輸效率,簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì),文章采用了數(shù)據(jù)集中器對(duì)所有測點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的匯聚和傳輸。數(shù)據(jù)集中器的作用是對(duì)所有溫度測點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚.形成一組溫度數(shù)據(jù)序列,以便于集中傳輸。數(shù)據(jù)集中器設(shè)置在無線測溫傳感器和主機(jī)之間,是470MHz無線網(wǎng)絡(luò)和RS-485的傳輸通道,測點(diǎn)數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)售口器進(jìn)行打包處理后,批量發(fā)送至主機(jī)進(jìn)行分析。
監(jiān)測主機(jī)是系統(tǒng)的控制核心,也是主要的邏輯控制模塊。監(jiān)測主機(jī)可以采用單片機(jī)、嵌人式系統(tǒng)或PC,為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的臨時(shí)存儲(chǔ).文章采用了PC機(jī)作為監(jiān)測主機(jī)。所有測點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)測主機(jī)后在監(jiān)測軟件的控制下首先會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)的有效性進(jìn)行判斷,對(duì)于無效數(shù)據(jù)會(huì)被拋棄,有效的數(shù)據(jù)會(huì)與系統(tǒng)中預(yù)測的溫度閾值進(jìn)行對(duì)比,如果溫度值不在閾值范圍內(nèi) 說明高壓配電柜內(nèi)的相應(yīng)測點(diǎn)運(yùn)行出現(xiàn)了異常軟件會(huì)立即向聲光器發(fā)送一個(gè)觸發(fā)脈沖,及時(shí)發(fā)出敬報(bào)信號(hào)。同時(shí)還會(huì)將信息通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到遠(yuǎn)程值班中心提示值班人員及時(shí)安排維修。
在實(shí)際的供配電系統(tǒng)中,尤其是大型供電網(wǎng)絡(luò),高壓配電柜的數(shù)量往往有多個(gè),而且型號(hào)也各不相同,因此在硬件安裝時(shí)也需要根據(jù)柜內(nèi)部局進(jìn)行合理的安裝,這里直點(diǎn)分機(jī)溫度采集終端的安裝技術(shù)。
一般在高壓配電柜中的溫度采集模塊可以安裝在進(jìn)出線電纜連接處:主母排與主母排,分支母排與主母排搭接處:電流互感器P1.P2銅排連接位置。高壓柜斷路器為手車式的動(dòng)觸頭上是重點(diǎn)部位,也可以安裝在靜觸頭上。對(duì)于動(dòng)觸頭安裝方式,優(yōu)點(diǎn)是后期維護(hù)方便,如果傳感器出現(xiàn)損壞,只需停役故障設(shè)備間隔進(jìn)行更換即可。但動(dòng)觸頭經(jīng)常處于活動(dòng)狀態(tài),溫度傳感器較易損壞,并且對(duì)絕緣性能也有特殊要求。對(duì)于靜觸頭安裝方式,由于靜觸頭不會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。因此其安裝工藝就簡單得多,對(duì)絕緣要求也不高,可以避免傳感器因振動(dòng)和沖擊而損壞。然而一旦靜觸頭上的傳感器發(fā)生故障停役整條母線才能更換維修,這對(duì)供電的可靠性會(huì)造成嚴(yán)重影響。因此,對(duì)于供電可靠性要求高的場合應(yīng)采用動(dòng)觸頭安裝方式。
本系統(tǒng)在某項(xiàng)目現(xiàn)場的多個(gè)高壓配電柜中進(jìn)行了試運(yùn)行,經(jīng)過3個(gè)月的測試和優(yōu)化,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠,溫度數(shù)據(jù)測量準(zhǔn)確,數(shù)據(jù)傳輸快速高效,預(yù)警觸發(fā)及時(shí)準(zhǔn)確,實(shí)際工程的應(yīng)用需求。
電氣接點(diǎn)在線測溫裝置適用于高低壓開關(guān)柜內(nèi)電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開關(guān)、高壓電纜中間頭、干式變壓器、低壓大電流等設(shè)備的溫度監(jiān)測,防止在運(yùn)行過程中因氧化、松動(dòng)、灰塵等因素造成接點(diǎn)接觸 電阻過大而發(fā)熱成為安全隱患,提高設(shè)備安全保障,及時(shí)、持續(xù)、準(zhǔn)確反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),降低設(shè)備事故率。
本系統(tǒng)采用了無線測溫傳感器和無線通信模式,實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測系統(tǒng)與高壓線路的隔離,減少了設(shè)備電氣連接,提高了系統(tǒng)抗干擾能力。系統(tǒng)通過動(dòng)觸頭的安裝方式,雖然在一定程度上增加了傳感器損壞的風(fēng)險(xiǎn),但對(duì)供電系統(tǒng)可靠性的影響可以降低。因此,本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值,可以為相關(guān)領(lǐng)域提供一定的參考。