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电力系统选择无线测温系统时需要考虑哪些因素?

时间:2024/11/12阅读:144
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无线测温系统的工作原理是利用无线技术将温度传感器采集到的温度数据传输到接收设备,实现对温度的远程监测和控制。


具体来说,无线测温系统由以下几个部分组成:


  • 温度传感器:用于采集温度数据,并将其转换为电信号。

  • 无线发射模块:将温度传感器采集到的电信号转换为无线信号,并发送出去。

  • 无线接收模块:接收无线发射模块发送的无线信号,并将其转换为电信号。

  • 数据处理单元:对无线接收模块接收到的电信号进行处理,得到温度数据。

  • 显示单元:将数据处理单元得到的温度数据显示出来,以便用户查看。


在实际应用中,无线测温系统通常采用电池供电,因此具有低功耗、长寿命等优点。同时,由于无线测温系统不需要布线,因此具有安装方便、灵活性高等优点。
在电力系统中选择无线测温系统时,需要综合考虑多个因素,以下是详细介绍:

一、测温精度与范围


  • 精度要求

    • 电力系统设备对于温度监测的精度要求较高。例如,对于变电站中的高压开关柜内的触头,温度测量精度通常需要达到 ±1℃甚至更高。因为即使是微小的温度变化,也可能预示着触头接触不良等潜在故障。精确的温度测量能够帮助运维人员及时发现设备的早期异常,防止故障进一步发展。

    • 对于输电线路的连接点,由于环境因素复杂,如阳光辐射、空气流动等,虽然精度要求可能稍低于开关柜触头,但也需要保证在 ±2 - 3℃左右,以确保能够有效监测连接点因电阻过大等原因导致的温度异常。

  • 测温范围

    • 不同的电力设备在运行过程中温度范围有所不同。变压器正常运行时,其油温一般在 30 - 90℃之间,但在过载等异常情况下,油温可能会超过 100℃。因此,无线测温系统的测温范围应至少覆盖 0 - 150℃,以满足变压器油温监测的需求。

    • 开关柜内的触头温度通常在环境温度到 100℃左右,但在短路故障瞬间,温度可能急剧上升。所以系统的测温范围需要考虑能够承受短时间内的高温冲击,一般要达到 0 - 200℃。

二、传感器特性


  • 传感器类型

    • 接触式传感器:在一些对精度要求且安装条件允许的情况下,可以考虑接触式传感器。例如,对于变压器绕组的温度监测,光纤温度传感器可以直接嵌入绕组内部,能够精确测量绕组的真实温度。光纤传感器具有抗电磁干扰、精度高的特点,能够适应变压器内部复杂的电磁环境。

    • 非接触式传感器:对于大多数电力系统中的高压设备和输电线路,非接触式传感器是。如红外传感器,它通过检测物体发出的红外辐射来确定温度。这种传感器不需要与被测物体直接接触,安装方便,不会干扰电力设备的正常运行。例如在高压开关柜柜门安装红外传感器,就可以实时监测内部设备的温度。

  • 传感器的安装与防护

    • 传感器的安装方式需要考虑电力设备的结构和运行环境。对于开关柜内的传感器,需要便于安装在触头附近或母线连接处等关键部位,并且不能影响开关柜的正常操作和设备的绝缘性能。传感器应具备良好的防护等级,如 IP67(防尘防水等级,能够防止灰尘进入和短时间浸泡在水中不受影响)以上,以适应开关柜内可能出现的凝露等情况。

    • 在输电线路上,传感器要能够牢固地安装在导线连接点、绝缘子等部位。由于户外环境恶劣,传感器需要具备抗风、防雨、防腐蚀等能力,防护等级一般要求达到 IP68,确保在长期的户外环境下能够稳定工作。

三、通信方式与稳定性


  • 通信方式

    • 无线通信频段:常见的无线通信频段有 ZigBee(2.4GHz)、蓝牙(2.4GHz)、433MHz 等。ZigBee 通信技术具有低功耗、自组网能力强的特点,适合在变电站等相对集中的区域内构建大规模的测温网络。433MHz 频段的信号传输距离较远,穿透能力强,适用于输电线路这种分布范围广、距离长的场景。

    • 通信协议:系统应支持标准化的通信协议,如 Modbus、IEC61850 等。这些协议能够确保无线测温系统与电力系统中的其他智能设备(如监控系统、保护装置等)进行有效的数据交互和兼容。

  • 通信稳定性

    • 由于电力系统的重要性,无线测温系统的通信稳定性至关重要。需要考虑信号的抗干扰能力,特别是在变电站这种电磁环境复杂的场所。系统应能够在强电磁干扰下保持稳定的通信,确保温度数据的实时传输。例如,采用扩频通信技术可以有效提高信号的抗干扰能力,减少数据传输过程中的丢包现象。

四、系统兼容性与扩展性


  • 兼容性

    • 无线测温系统需要与电力系统现有的监控系统、设备管理系统等进行兼容。它应该能够方便地接入到变电站自动化系统或电网调度自动化系统中,实现数据的共享和集中管理。例如,系统提供的数据接口应能够与主流的监控软件进行无缝对接,将温度数据整合到电力系统的整体监控画面中。

  • 扩展性

    • 随着电力系统的不断发展和设备的更新换代,无线测温系统需要具备良好的扩展性。例如,当新增电力设备需要进行温度监测时,系统能够方便地添加新的传感器节点,并且不会对原有系统的运行产生影响。系统的软件平台也应该能够支持对新增设备和监测点的管理,方便运维人员进行配置和监控。

五、数据处理与报警功能


  • 数据处理能力

    • 无线测温系统需要具备强大的数据处理能力,能够对大量的温度数据进行实时分析。例如,系统可以采用数据滤波技术,去除由于环境干扰等因素导致的异常数据点。同时,能够计算温度的变化率,通过对温度变化趋势的分析,提前发现潜在的故障隐患。

  • 报警功能

    • 报警功能是无线测温系统保障电力设备安全运行的重要环节。系统应能够根据不同设备的温度阈值进行灵活设置报警参数。例如,对于变压器油温,可以设置一级报警阈值为 80℃,二级报警阈值为 90℃。当温度超过阈值时,系统能够通过多种方式发出报警信号,如声光报警、短信通知、推送报警信息到监控平台等,确保运维人员能够及时收到报警信息并采取相应措施。

六、可靠性与维护成本


  • 系统可靠性

    • 无线测温系统的可靠性直接关系到电力设备的安全监测。系统的硬件设备(如传感器、通信模块等)应具备高可靠性,能够在恶劣的电力环境下长期稳定运行。例如,采用工业级别的电子元件,其平均工作时间(MTBF)应达到较高的标准,以减少设备故障对温度监测的影响。

  • 维护成本

    • 考虑到电力系统设备数量众多,分布广泛,无线测温系统的维护成本也是一个重要因素。系统的传感器和设备应便于维护和更换,例如,传感器的电池应易于更换,且使用寿命较长。同时,系统的软件平台应易于维护和升级,减少运维人员的工作量和培训成本。

.测温元件 1)温度传感器 a. 电池供电型无线温度传感器 安装于发热部位,采集温度量并通过无线方式传输的传感器。 目前无线温度传感器有四款

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CT 感应取电无线温度传感器 安装于断路器触头、母排、电缆搭接点等大电流处,采集温度量并通过无线方式传输的传感器。 目前无线温度传感器有两款:

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c. 有线温度传感器 安装于低压柜接点或变压器绕组、电机绕组的测温,采集温度量并通过有线方式传输的传感器。 目前有线测温传感器是Pt100:

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. 显示单元

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