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安科瑞無線測溫產(chǎn)品在某風(fēng)電場項(xiàng)目的超溫事故預(yù)警及分析

jf_10510507 ? 來源:jf_10510507 ? 作者:jf_10510507 ? 2023-06-07 10:05 ? 次閱讀
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安科瑞 繆凱倫

摘 要:作為保證系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要設(shè)備的高壓開關(guān)柜裝置,其內(nèi)部導(dǎo)電連接處過熱會導(dǎo)致電氣設(shè)備的損壞,更嚴(yán)重的是可能還會發(fā)生火災(zāi)等嚴(yán)重事故。因此,電力系統(tǒng)中電器設(shè)備安全運(yùn)行的一個(gè)重要課題就是對高壓開關(guān)柜實(shí)施在線監(jiān)測。本文主要研究的是針對高壓開關(guān)柜接點(diǎn)的無線測溫技術(shù),闡述了高壓開關(guān)柜在無線測溫的技術(shù)特點(diǎn)及工作原理,具有測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠性高、絕緣性能好的特點(diǎn),能很好的適應(yīng)現(xiàn)場需求,可以在高壓開關(guān)柜中廣泛應(yīng)用。同時(shí)介紹了在某風(fēng)電場項(xiàng)目應(yīng)用操控及無線測溫技術(shù),并實(shí)現(xiàn)及時(shí)告警避免了嚴(yán)重事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞:高壓開關(guān)柜;電氣接點(diǎn);無線測溫

1 概述

我國電力系統(tǒng)的大規(guī)模發(fā)展,增加了高壓開關(guān)柜的運(yùn)行壓力,隨著電網(wǎng)的改革與建設(shè),高壓開關(guān)柜的數(shù)量越來越多,增加了故障的發(fā)生機(jī)率。高壓開關(guān)柜內(nèi)存在的電氣連接點(diǎn)主要包括母線銅排連接點(diǎn),手車動靜觸頭連接點(diǎn)以及銅排和電纜連接點(diǎn),在這些點(diǎn)位需安裝溫度傳感器進(jìn)行溫度測量。

溫度測量技術(shù)的選用:傳統(tǒng)的測溫方法包括通過熱電偶、熱電阻、半導(dǎo)體溫度傳感器等測溫,溫度傳感器與測溫儀之間采用金屬導(dǎo)線傳輸溫度信號。電氣設(shè)備測溫檢測,由于溫度傳感器直接安裝于高壓接點(diǎn)/觸點(diǎn)上,其信號傳輸金屬導(dǎo)線的絕緣性能無法保證。 同時(shí),對于改造類項(xiàng)目實(shí)施難度較大,因此推薦采用無線測溫方法進(jìn)行檢測。目前無線測溫方法包括電磁感應(yīng)供電無線測溫、電池供電無線測溫方式及紅外在線測溫方式。紅外測溫需要鏡頭對準(zhǔn)發(fā)熱點(diǎn),塵土震動對其影響較大;有源無源測溫較合適,無需布線,易于安裝,但有源測溫需要外供電池,受電池壽命影響,需要更換;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)。

無線傳輸技術(shù)選用:無線通信是利用電磁波信號在自由空間中傳播的特性進(jìn)行信息交換的一種通信方式,其中應(yīng)用較為廣泛及具有較好發(fā)展前景的短距離無線通信方式包括:Sub-1G技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)(Bluetooth)、工業(yè)無線技術(shù)( WiFi)、超寬帶技術(shù)(UWB)、近場通信技術(shù) (NFC)。藍(lán)牙技術(shù)(Bluetooth)屬于一種超短距離的無線傳輸技術(shù),傳輸距離10m范圍以內(nèi),至高傳輸速率約1 Mb / s,其有效速率約為 723 kb / s;超寬帶技術(shù) (UWB)傳輸速率一般結(jié)余 53 ~ 480 Mb / s 傳輸距離小于40 m;近場通信技術(shù)(NFC)適用于近距離貼近操作。Sub-1G技術(shù)的主要特征包括:傳輸速率較低;通信距離較長;設(shè)備功耗很低,發(fā)射輸出僅為10dBm;通信組網(wǎng)簡潔。這些主要特征使Sub-1G 通信技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠。

2 產(chǎn)品方案

某風(fēng)電場項(xiàng)目的對傳感器要求如下:

1)非電池供電(采用感應(yīng)取電方式供電)的無線溫度傳感器

2)無線頻率:470MHz;

3)啟動電流:≥5A;

4)測溫范圍:-50 ℃~+125 ℃;

5)采樣頻率:15s;

6)發(fā)射頻率:15s;

7)精度:±1℃;

8)工作溫度:-40 ℃~+85 ℃;

9)至大工作電流:一次額定電流 5000 A;

10)溫升要求:在額定工作條件下,裝置不應(yīng)達(dá)到可能影響開關(guān)柜一次設(shè)備絕緣及被測點(diǎn)正常工作的溫度,裝置的電流互感器線圈通過1250 A,30 min,環(huán)境溫度為20 ℃時(shí),無線溫度傳感器表面溫升不應(yīng)超過10 K。

11)傳輸距離:空曠距離不大于150米。

該項(xiàng)目的對智能操控及無線測溫一體裝置要求如下:

1)一次動態(tài)模擬圖,斷路器分合位置動態(tài)顯示;接地開關(guān)位置動態(tài)顯示;彈簧儲能動態(tài)顯示;

2)兩路溫濕度控制器功能,通訊線長4米6米,液晶顯示;

3)語音防誤提示功能,人體紅外感應(yīng)探頭;

4)加熱器斷線報(bào)警;

5)柜內(nèi)照明操作;

6)(除PT柜外)分合閘、儲能、遠(yuǎn)方/就地開關(guān);

7)高壓帶電顯示和閉鎖裝置;

8)RS485通訊功能,Modbus 通訊協(xié)議;

9)裝置工作電源應(yīng)滿足交直流通用,支持AC/DC110、AC/DC220V自適應(yīng);

10)高壓斷路器觸頭6點(diǎn)測溫

根據(jù)上述要求,故此選擇安科瑞的無線測溫產(chǎn)品如下表。

wKgaomR_5dqAaJNlAADNv2p1PK8304.png

3 項(xiàng)目現(xiàn)場應(yīng)用

某風(fēng)電場項(xiàng)目,對高壓柜開關(guān)柜進(jìn)行綜合監(jiān)控,并對斷路器的觸頭進(jìn)行溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測。在監(jiān)測過程中,一臺高壓柜斷路器的下觸頭的C相電流溫度高達(dá)116.8℃,智能操控裝置及時(shí)進(jìn)行了語音告警,并對該超溫告警進(jìn)行事件記錄。同時(shí),工作人員斷開高壓柜斷路器,推出動觸頭后發(fā)現(xiàn)該相觸頭有損壞,事故原因?yàn)閿嗦菲饔|頭接觸不良。由于安科瑞的操控測溫裝置的及時(shí)告警,幫助現(xiàn)場及時(shí)排查問題避免了事故發(fā)生。

wKgZomR_5dqALK1GAAGXkgy1820674.png

裝置告警界面圖

wKgaomR_5dqAWpCmAAIHwot8OGU405.png

現(xiàn)場斷路器事故圖片

4 開關(guān)柜溫升原因分析

目前,電力系統(tǒng)內(nèi)部使用的開關(guān)柜,都要通過型式試驗(yàn)對入網(wǎng)的開關(guān)柜進(jìn)行處理,在溫升方面,要求比較嚴(yán)格。根據(jù)相關(guān)理論進(jìn)行分析可知,在實(shí)際運(yùn)行過程中,通常情況下,負(fù)荷不會達(dá)到開關(guān)柜的設(shè)計(jì)滿容量,更不會引發(fā)開關(guān)柜的溫升問題。但是,實(shí)際情況并非如此。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)可知,隨著負(fù)荷的不斷增加,使得開關(guān)柜的溫升迅速增加。當(dāng)負(fù)荷超過開關(guān)額定電流的75%時(shí),在這種情況下,溫升尤為明顯,此時(shí)早已不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。當(dāng)負(fù)荷比較低時(shí),溫升現(xiàn)象不明顯。在實(shí)際運(yùn)行中,與試驗(yàn)室測出的溫升數(shù)據(jù)相比,開關(guān)柜實(shí)際溫升水平普遍比較高,并且多數(shù)情況下,當(dāng)溫升超標(biāo)時(shí),開關(guān)柜甚至遠(yuǎn)沒有達(dá)到設(shè)計(jì)滿容量。對于高壓開關(guān)柜來說,開關(guān)觸頭、母排連接點(diǎn)的實(shí)際溫升,通常情況下總是高于試驗(yàn)數(shù)據(jù),其原因主要表現(xiàn)為:

1. 在試驗(yàn)室完成型式試驗(yàn),測得相應(yīng)的數(shù)據(jù),在持續(xù)時(shí)間方面,雖然達(dá)到了穩(wěn)定溫升所需要的試驗(yàn)時(shí)間,但現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜,加上試驗(yàn)過程中,不具備溫升累積效應(yīng),不能等同現(xiàn)場長期運(yùn)行并持續(xù)發(fā)熱的設(shè)備。

2. 不同金屬在膨脹效應(yīng)方面存在差異。鋼制螺栓的金屬膨脹系要比銅質(zhì)、鋁質(zhì)母線的金屬膨脹系數(shù)小得多,對于螺栓型設(shè)備接頭來說表現(xiàn)得尤為突出,在實(shí)際運(yùn)行過程中,隨著負(fù)荷電流、溫度的變化,在膨脹、收縮程度方面,由于鋁、銅與鐵之間存在一定的差異性,在一定程度上造成蠕變,也就是受應(yīng)力作用的影響和制約,導(dǎo)致金屬緩慢發(fā)生塑性變形。實(shí)踐證明,當(dāng)接頭處的運(yùn)行溫度超過80℃時(shí),因過熱使得接頭金屬發(fā)生膨脹,同時(shí)受各種因素的影響,進(jìn)一步產(chǎn)生微小的空隙,早成氧化腐蝕。當(dāng)負(fù)荷電流減小溫度降低回到原來接觸位置時(shí),由于接觸面氧化膜的覆蓋,造成接觸電阻變大,每次溫度變化的循環(huán)都會使接頭的工作狀況進(jìn)一步變壞,因而形成惡性循環(huán)。

3. 連接部位緊固螺栓壓力不合理。對于導(dǎo)體連接,在部分安裝、檢修人員意識中,在擰緊連接螺栓的過程中,認(rèn)為螺栓擰得越緊越好,實(shí)際并非如此。由于鋁質(zhì)母線的彈性系數(shù)較小,當(dāng)螺母壓力達(dá)到臨界值時(shí),如果材料強(qiáng)度比較差,當(dāng)繼續(xù)增加壓力時(shí),將會導(dǎo)致接觸面變形隆起,使得接觸面積進(jìn)一步減少,使接觸電阻變大,進(jìn)而影響導(dǎo)體的接觸效果。

4. 由于導(dǎo)體原材料純度不夠,造成導(dǎo)體材料電導(dǎo)率不滿足要求。

5. 其它因素,例如在加工、連接、安裝母線過程中,對母線接觸表面處理不到位、不夠平整,進(jìn)而減少有效接觸面積,使接觸電阻變大而產(chǎn)生發(fā)熱。

以上的情況都會造成高壓開關(guān)柜的溫升異常,所以加強(qiáng)對運(yùn)行開關(guān)設(shè)備溫升的監(jiān)視,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)采取措施就變得非常必要。

5 結(jié)束語

近幾年隨,著人們對供電質(zhì)量要求逐漸提高,高壓開關(guān)柜作為配電系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié),其本身的安全性、經(jīng)濟(jì)性也受到了人們的重視。本文介紹的安科瑞無線測溫產(chǎn)品針對高壓開關(guān)柜內(nèi)重要電氣節(jié)點(diǎn)的溫度進(jìn)行監(jiān)測,防止在運(yùn)行過程中因設(shè)備受環(huán)境污染,設(shè)備長期運(yùn)行,嚴(yán)重超載運(yùn)行,觸點(diǎn)氧化,接觸不良等原因造成接點(diǎn)接觸電阻過大而發(fā)熱成為隱患,提升設(shè)備安全保障。安科瑞智能操控區(qū)別于由幾個(gè)獨(dú)立的電子裝置分別實(shí)現(xiàn)帶來的集成度低,配線復(fù)雜,可靠性差的缺點(diǎn),實(shí)現(xiàn)大大提高開關(guān)柜操控的集成度和智能化程度,對溫度進(jìn)行在線監(jiān)測,通過溫升、突變、高溫和超溫等告警機(jī)制及時(shí)、持續(xù)、準(zhǔn)確反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),避免安全事故的發(fā)生,降低設(shè)備事故率。

審核編輯:湯梓紅

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    淺析<b class='flag-5'>無線</b><b class='flag-5'>測溫</b>系統(tǒng)<b class='flag-5'>在</b>開關(guān)柜觸頭<b class='flag-5'>測溫</b>的應(yīng)用

    淺談安科無線測溫產(chǎn)品

    無線測溫產(chǎn)品的原理 ?無線測溫產(chǎn)品的原理主要包括以下幾個(gè)步驟:傳感器采集、信號處理、通信傳輸和數(shù)
    的頭像 發(fā)表于 10-28 09:28 ?467次閱讀
    淺談<b class='flag-5'>安科</b><b class='flag-5'>瑞</b><b class='flag-5'>無線</b><b class='flag-5'>測溫</b><b class='flag-5'>產(chǎn)品</b>

    安科無線測溫產(chǎn)品浙江半導(dǎo)體項(xiàng)目的應(yīng)用案例

    中所占比重越來越高,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的重要性還會進(jìn)一步提升。安全可靠的電力供應(yīng)是安全生產(chǎn)的基本保障。本文針對半導(dǎo)體生產(chǎn)的供配電系統(tǒng)工程項(xiàng)目,按照具體要求,合理選擇無線測溫裝置實(shí)現(xiàn)對變電站內(nèi)的敏感設(shè)備進(jìn)行溫度檢測,防止設(shè)備局部溫度過高而
    的頭像 發(fā)表于 10-24 16:08 ?513次閱讀
    <b class='flag-5'>安科</b><b class='flag-5'>瑞</b><b class='flag-5'>無線</b><b class='flag-5'>測溫</b><b class='flag-5'>產(chǎn)品</b><b class='flag-5'>在</b>浙江<b class='flag-5'>某</b>半導(dǎo)體<b class='flag-5'>項(xiàng)目的</b>應(yīng)用案例

    無源智能鎖具深海風(fēng)電場的應(yīng)用

    深海風(fēng)電場作為新能源開發(fā)的重要領(lǐng)域,通常位于離碼頭比較遠(yuǎn)的海域,環(huán)境復(fù)雜且惡劣。這些風(fēng)電場不僅面臨著極端天氣的挑戰(zhàn),還長期受到海水的侵蝕和高低溫變化的考驗(yàn)。因此,風(fēng)電場的建設(shè)和運(yùn)維過
    的頭像 發(fā)表于 10-13 08:05 ?625次閱讀
    無源智能鎖具<b class='flag-5'>在</b>深海<b class='flag-5'>風(fēng)電場</b>的應(yīng)用