Application du système de mesure de température sans fil dans les équipements électriques haute tension de la mine de charbon

Ingénieur: Michelle Zhou Tel: 86 18795636361 E-mail: michelle.zhou@email.acrel.cn

Jiangsu Acrel électrique MFG Co. Ltd

Résumé:Avec le développement continu de l'économie sociale, le système d'alimentation évolue vers la direction de la haute tension et de la capacité élevée. Les nouvelles technologies et les équipements du système électrique émergent dans un flux sans fin, et la capacité de transport d'énergie continue de s'améliorer. Cependant, la charge électrique à haute tension transportée par les équipements électriques à haute tension fait également de sa propre élévation de température le coupable qui menace la stabilité du réseau électrique. La température de l'équipement est devenue un paramètre important pour le fonctionnement stable des équipements de transmission de puissance dans le réseau électrique actuel. Sur la base des raisons de l'augmentation de la température des équipements électriques à haute tension, cet article analyse la structure et l'application du système de mesure de température sans fil, analyse les avantages et les inconvénients de son application, Et fournit des exemples d'application pour fournir une référence pour le fonctionnement stable et le développement du système électrique de notre pays.

Mot-clé:Système de mesure de température sans fil; équipement électrique haute tension; avantages et inconvénients

L'équipement électrique haute tension du système d'alimentation de notre pays a une variété de points de connexion, tels que des joints de commutation isolés, des nœuds de barre, etc. En raison des problèmes de qualité dans le processus de fabrication ou de sécurité, de nombreux appareils auront de mauvais problèmes de contact et une grande résistance sera générée pendant l'utilisation, ce qui entraînera des problèmes d'élévation de température.

1. Raisons de l'élévation de température des équipements électriques à haute tension

L'application du système de mesure de température est indissociable de l'analyse de la cause du problème d'élévation de température. Le premier est les problèmes de qualité et d'installation des équipements électriques à haute tension eux-mêmes, en particulier au niveau des joints des boulons d'équipement. Si les points de connexion répondent aux normes, Et si l'étanchéité est conforme aux normes, tous affectent la force de la résistance. De nombreuses connexions d'équipement auront des problèmes inégaux et rugueux lors de l'installation. Un meulage inadéquat entraînera également une résistance accrue et un mauvais contact, ce qui affectera l'utilisation de l'équipement et rendra le problème d'élévation de température évident. Deuxièmement, une protection imprudente pendant le transport d'un équipement électrique à haute tension provoquera des bosses, entraînant une déformation des points de connexion ou des pièces clés, entraînant ainsi un mauvais contact. Troisièmement, La surface métallique de l'équipement électrique à haute tension elle-même est sujette à des réactions de corrosion ou d'oxydation, et des problèmes sur la surface de l'équipement affecteront également le contact de l'équipement. Le mauvais environnement de travail de certains équipements électriques, tels que la température élevée, la pluie, la neige et le vent fort, accélérera le vieillissement de l'équipement lui-même, provoquant de graves problèmes d'élévation de température. Quatrièmement, les facteurs externes affectent un mauvais contact à la connexion de l'équipement. De nombreux sites d'exploitation des équipements sont relativement compliqués et divers liens tels que l'installation, l'utilisation et la maintenance des équipements sont également sujets à des erreurs, ce qui entraîne un mauvais contact de nombreux connecteurs de câbles et des commutateurs d'isolement, et de graves problèmes d'élévation de température. Cinquièmement, l'équipement est sous pression de charge élevée pendant une longue période. L'équipement électrique à haute tension lui-même transporte la transmission et l'application de l'électricité à haute tension. Une fois que le courant est trop important et dépasse la capacité de charge de l'équipement, associée à l'effet thermique du courant lui-même, la température de l'équipement augmentera rapidement.

Dans le fonctionnement réel de l'équipement, les cinq problèmes ci-dessus se produiront au niveau des joints des disjoncteurs, des désconnecteurs, des joints de câbles, des bagues et des barres de bus, etc. Ces zones présentent de nombreux défauts et sont sujettes à des problèmes d'élévation de température. Dans l'inspection et l'entretien quotidiens, le personnel devrait se concentrer sur l'inspection et la maintenance. Lors de l'inspection de l'équipement, la mesure de la température de l'appareil peut non seulement saisir l'état de l'appareil pendant l'utilisation, mais également détecter en temps opportun la chaleur excessive générée par un contact médiocre ou une charge excessive. Dans l'état chargé, En raison de l'influence du courant et de la chaleur, il est normal que la température interne soit supérieure à celle du monde extérieur, mais le changement de chaleur dû à la défaillance de l'équipement lui-même ou à une charge excessive doit être étroitement surveillé. Ce problème d'élévation de température aggravera le vieillissement de l'équipement, réduisant ainsi la durée de vie de l'équipement, et peut même provoquer l'épuisement de l'équipement. Par conséquent, il est très nécessaire d'appliquer un système de mesure de température à high-volÉquipement électrique de montage.

En Chine, les méthodes de mesure de température les plus utilisées pour les équipements de puissance à haute tension sont la méthode de puce de cire d'affichage de température, la méthode de mesure de température infrarouge, la méthode de mesure de température de fibre optique et le système de mesure de température sans fil. La méthode d'affichage de la température et le thermomètre infrarouge sont actionnés manuellement et les données ne peuvent pas être collectées en temps réel. Grâce à la mesure de la fibre optique, des résultats de mesure en temps réel peuvent être obtenus. Cependant, dans le cas de haute et basse tension, il ne peut pas isoler complètement les facteurs environnementaux et ne peut pas répondre aux exigences des spécifications d'instrumentation électrique pour les instruments à haute tension. De plus, lors de l'installation dans l'armoire, Il existe également de grands obstacles à son installation en raison de problèmes tels que la fibre optique ne résiste pas aux températures élevées et le câblage est difficile. La mesure de température sans fil existante La technologie repose principalement sur le mode de transmission sans fil actuel pour surmonter les problèmes de connexion et de fixation des boucles primaire et secondaire, améliorant ainsi la sécurité de l'utilisation de l'énergie à haute tension.

2. analyse de la structure du système de mesure de la température sans fil et de l'application de l'équipement

La composition du système de mesure de température sans fil peut être divisée en partie capteur de température et en partie affichage du résultat de surveillance de la température et analyse, Ainsi que le matériel et les logiciels du système. La structure du système de mesure de température sans fil pour les équipements électriques à haute tension, comme indiqué sur la figure 1, est généralement installée avec des capteurs de température à la jonction des armoires de commutation, des joints de câbles, des fusibles, etc. Afin d'assurer la précision de la mesure, Le capteur est généralement à la même position de tension que l'objet d'essai, puis le signal collecté est transmis et affiché à l'aide de la technologie sans fil. Afin d'assurer la sécurité de la mesure de la température, les pièces de travail haute tension et basse tension sont isolées pour éviter les fuites et autres accidents. Habituellement, Plusieurs canaux sont fournis sur la surface externe de l'équipement de travail pour la surveillance en temps réel et le traitement des données de plusieurs emplacements. Ensuite, les données reçues par le récepteur sont transmises à l'ordinateur via le port série ou parallèle, et analysées et traitées par le programme préprogrammé.

Figure 1 Schéma de la structure du système de mesure de température sans fil pour les équipements électriques à haute tension

2.1 Capteur de température

La fonction du capteur de température est de convertir le signal de température en un signal électrique. Habituellement, un thermocouple Pt100 est utilisé et sa précision de mesure peut atteindre 0.1 degrés Celsius. Un capteur de courant miniature à flux nul peut également être utilisé, qui a également une valeur d'application élevée. Techniquement parlant, le capteur magnétique choisit le Permalloy à faible perte comme noyau de fer, et utilise une technologie spéciale de pression négative et des moyens de protection pour réaliser une compensation automatique du noyau de fer, De sorte que le noyau de fer soit dans l'état de fonctionnement idéal du flux magnétique zéro. En plus du dispositif de mesure de la température, le capteur de température sans fil comprend également une alimentation, un circuit de mesure, un circuit de commande logique et un circuit de communication radio à une fréquence spécifique. Afin de s'adapter à des conditions de travail plus élevées, il est généralement emballé dans des tubes thermorétractables à haute température et à haute pression, Et possède certaines propriétés imperméables et antipoussière pour assurer une utilisation à long terme. Étant donné que la zone de travail de l'équipement de mesure de la température sans fil est généralement petite, sa taille doit être réduite autant que possible pour répondre aux conditions de travail pendant l'utilisation. Lors de l'utilisation d'un capteur de température, Un fil de collage résistant à la chaleur ou une technologie de collage peut être utilisée pour combiner l'élément thermosensible avec la surface de l'objet, mais il faut veiller à garder les points de contact proches pour réduire les erreurs de mesure. Le capteur de température sans fil doit avoir une large plage de travail linéaire. Habituellement, un élément de détection de température de-55 ~ 130 degrés Celsius est sélectionné, et le capteur de température est sélectionné en fonction des exigences de précision de mesure et d'erreur de mesure dans diverses conditions de travail.

2.2 Sans Fil Détecteur de Température

Le système de détection de température sans fil dispose de plusieurs canaux de réception, qui peuvent traiter et afficher plusieurs points de mesure différents en temps réel. Il existe des fonctions de jugement et de traitement des pannes dans le détecteur de température sans fil. Une zone de sécurité est fixée à l'avance par le personnel et les informations collectées sont comparées au seuil fixéPar le détecteur de température sans fil. Si la température dépasse le seuil, il entrera dans le module de traitement des défauts et produira le texte d'avertissement, et produira un ensemble de niveaux haut et bas pour démarrer le signal d'alarme et le son. En plus des fonctions de détection et d'alarme de base, le détecteur de température sans fil a également la capacité de transmettre des informations. Il peut être connecté à un ordinateur via une ligne de données ou une puce de communication de port série/parallèle, et les employés peuvent surveiller plusieurs commutateurs et pièces de contact en temps réel, et contrôler leur état de fonctionnement, afin de découvrir les problèmes de sécurité existants à temps.

2.3 système de surveillance de la température en temps réel

Par rapport aux installations matérielles susmentionnées telles que les capteurs et les détecteurs, le système de surveillance de la température en temps réel est plus enclin au système logiciel du système de mesure de température sans fil. Le système de surveillance de la température en temps réel est l'intégration du fonctionnement matériel de mesure de température sans fil, du traitement des données, de la collecte de signaux et d'autres fonctions. Il communique avec le personnel via l'interface client et télécharge et émet des instructions. Afin de réduire l'intensité de travail des opérateurs, les techniciens ont développé un système de surveillance de la température en temps réel qui répond à la description ci-dessus, Afin d'analyser et de traiter les résultats de mesure de la température de la partie matérielle. Le système de surveillance de la température en temps réel a les fonctions d'affichage de la température, de stockage de données, d'analyse et de comparaison de données historiques, d'avertissement de panne, d'analyse de défaut, d'analyse de l'état de fonctionnement de l'équipement, etc., Et il peut intégrer et compléter les fonctions de la partie matérielle. Dans la conception du système de surveillance de la température en temps réel, certaines méthodes de conception modulaires peuvent être utilisées pour le travail de traitement des données redondantes, et chaque unité de module est décomposée en fonction de la fonction, et les données sont stockées et traitées par catégorie. Cette méthode de conception modulaire permet au système de surveillance de la température en temps réel d'avoir une plus grande applicabilité et sécurité. Le système de surveillance de la température en temps réel peut aider les techniciens à collecter, extraire, comparer et analyser une grande quantité de données, et peut signaler diverses conditions anormales en temps réel selon différentes températures de différents équipements pour assurer le fonctionnement normal de divers appareils. Dans le même temps, le système de surveillance de la température en temps réel a également un bon fonctionnement mathématique et des performances de visualisation, qui peut afficher les données d'une certaine période sous forme de graphique et marquer les données pour faciliter la maintenance ultérieure.

3. avantages et inconvénients du système de mesure de température sans fil appliqué aux équipements électriques à haute tension

3.1 Avantages techniques du système de mesure de température sans fil appliqué dans les équipements électriques

Avec l'avancement de la science et de la technologie, le système de mesure de température sans fil a subi de nombreuses mises à jour et mises à jour, ses performances sont devenues de plus en plus fortes et la surveillance de la température est devenue de plus en plus précise. La construction de puissance actuelle nécessite que le système de mesure de température sans fil soit de plus en plus précis et en temps réel, En particulier pour les équipements électriques à haute tension. Le système de mesure de température sans fil est également constamment ajusté avec l'application d'équipements électriques à haute tension. En termes de réception de signal, le système de mesure de température sans fil étend une fréquence de signal plus élevée basée sur les caractéristiques des équipements électriques à haute tension, qui ont une bonne stabilité et ne sont pas facilement perturbés par des facteurs externes. La technologie de communication sans fil est utilisée dans la transmission du signal, Qui est relativement simple, faible consommation d'énergie et coût, et peut être analysé et traité selon les données reçues, et l'état de fonctionnement de l'instrument peut être surveillé en temps réel sans être affecté par les restrictions météorologiques conditionnelles. La température de l'instrument peut être surveillée en temps réel pour éviter une détection manquée. Dans le même temps, l'alarme de surtempérature de l'appareil peut être réglée en fonction des besoins de l'utilisateur, et l'opérateur peut être rappelé de l'emplacement spécifique de l'équipement par le son et le signal.

3.2 Application insuffisante du système de mesure de température sans fil dans les équipements électriques

La mesure de la température des équipements électriques à haute tension utilisant le système de mesure de température sans fil réduit l'intensité du travail d'inspection des opérateurs de sous-station et améliore les performances de sécurité de l'équipement en même temps. Cependant, il existe également certaines lacunes dans le système de mesure de température sans fil en utilisation réelle. Tout d'abord, Le système de mesure de température sans fil est une technologie active, qui nécessite une batterie intégrée pour l'alimentation. Quand leLa batterie est épuisée, le système de mesure de température sans fil s'arrête automatiquement et le personnel ne peut pas voir la température de l'appareil, et ne peut restaurer la connexion qu'en déconnectant la ligne pour remplacer la batterie, en conséquence, Le nombre d'opérations de commutation et de pannes de courant imprévues dans la sous-station est considérablement augmenté. Afin de résoudre ce problème, nous pouvons améliorer la technologie, remplacer la batterie intégrée par une alimentation passive et utiliser l'onde électromagnétique générée par le courant à point fixe comme la puissance, De sorte que la fiabilité de l'ensemble du système a été améliorée. Deuxièmement, certains indicateurs de contrôle de température du dispositif d'alimentation échouent souvent dans des applications pratiques. Il est d'abord jugé que la batterie du capteur de mesure de température sans fil est insuffisante. Après la panne de courant et le remplacement du capteur de mesure de température sans fil, ce phénomène existe toujours. Dans ce cas, il est nécessaire de détecter le site, de déboguer l'installation de l'extrémité de réception, de raccourcir la distance entre le point de mesure de la température et le système de mesure de la température sans fil, et d'éviter cette situation. En outre, leDispositif de surveillance de la température sans filAvec sa propre technologie active ne peut pas remplacer la batterie. S'il détecte que la batterie ne suffit pas, le capteur sans fil doit être remplacé. Cela augmentera non seulement le coût de maintenance de l'instrument, mais entraînera également la consommation de ressources de l'équipement.

4. exemples d'application de système de mesure de température sans fil

Par rapport à la technologie de système de mesure de température sans fil étranger, le développement de la technologie de mesure de la température domestique est relativement en retard, mais en raison de l'attention continue de l'industrie nationale au cours des dernières années, l'investissement, la main-d 'œuvre et les ressources matérielles dans ce domaine ont été améliorées. Dans l'industrie de l'énergie, il existe de nombreux dispositifs d'équipement auxiliaires, en particulier l'équipement de surveillance pour le fonctionnement de puissance. Autrement dit, lorsque la ligne fonctionne à une certaine charge ou à une température élevée, l'appareil arrête automatiquement l'alimentation électrique pour éviter les accidents. Ces nouveaux produits pratiques sont principalement utilisés dans les équipements électriques à haute tension, Et leurs interfaces sont pré-installées et ne peuvent pas être remplacées. Bien que cela réduira la génération de résistance dans une certaine mesure, il est facile de provoquer un échec en raison d'un travail à long terme, ce qui augmentera la résistance de l'appareil lui-même et augmentera la chaleur pendant le fonctionnement. Ainsi, pendant longtemps, il est facile de provoquer des accidents de sécurité, Mettre en danger la santé des personnes et des biens personnels. En réponse à cette situation, certaines entreprises nationales ont appliqué la technologie de mesure de la température sans fil à la production d'énergie. Avec la popularité de cette technologie, il est maintenant largement utilisé non seulement dans l'industrie de l'énergie, mais aussi dans d'autres industries avec des problèmes d'élévation de température.

5. Scénarios d'application

L'appareil de mesure de la température en ligne par contact électrique convient à la surveillance de la température des joints de câbles dans les armoires de commutation haute et basse tension, les contacts du disjoncteur, les commutateurs de couteau, les têtes intermédiaires de câble haute tension, transformateurs de type sec, équipement à basse tension et à courant élevé. Il peut prévenir les risques potentiels pour la sécurité causés par une résistance de contact excessive et un chauffage dû à l'oxydation, au relâchement, à la poussière et à d'autres facteurs pendant le fonctionnement, améliorant ainsi la sécurité de l'équipement, en temps opportun, reflétant de manière continue et précise l'état de fonctionnement de l'équipement et réduisant les taux d'accidents de l'équipement.

6. configuration du matériel système

Le système de surveillance en ligne de température est principalement composé d'un capteur de température et d'une unité d'acquisition/affichage de température au niveau de la couche d'équipement, une passerelle de calcul de bord au niveau de la couche de communication, et un hôte de système de mesure de température au niveau de la couche de contrôle de la station pour réaliser une surveillance en ligne de la température des parties électriques clés du système de transformation et de distribution de puissance.

7. Conclusion

Due to the continuous development of sensors, wireless data communication, data mining and other technologies, the real-time monitoring system of high-voltage electrical temperature will become more scientific. With the application and popularization of the wireless temperature measurement system, our country's power industry is also more stable and safe, and its technological progress has contributed to the development of our country.

References:

[1] Acrel Enterprise Microgrid Design and Application Manual. Version 2022.05